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基于DIMINE软件地质模型建立

  • 投稿清烨
  • 更新时间2015-09-23
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谢 伟

(铜冠〈庐江〉矿业有限公司,安徽 庐江 231500)

【摘 要】随着科学技术的迅猛发展,自动化、智能化已成为矿山建设的必然趋势,而三维模型是智能化中不可缺少的一个环节。旨在借助DIMINE三维软件建立矿山地质三维模型,利用其强大的三维可视化功能,为后期沙溪铜矿实现自动化、智能化提供技术支持。

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关键词 智能化;DIMINE;三维模型

随着计算机技术的迅猛发展,矿山的数字化、可视化得以实现。目前国内外已开发出众多三维数字化软件,并得到了广泛运用。DIMINE软件是中南大学数字矿山研究中心自主研发的一款三维数字化软件,具有强大的三维可视化功能,并在功能操作上更简便、更方便。本次借助DIMINE软件建立矿山三维矿体模型,并证明模型误差在允许范围内,能作为为后期沙溪铜矿实现自动化、智能化数据资料。

1 矿床地质概况

沙溪铜矿床为热液型-斑岩型铜金矿床。其中,某矿段矿体主要产出去复背斜东翼,矿体分布长约1000m,水平宽约600m。本矿段矿体由9条勘探线53个钻孔控制,矿体主要赋存在石英闪长斑岩岩体内,少量赋存在岩体上接触带泥质粉砂岩中,形态较为稳定。Ⅲ号矿体为本矿段最大的主矿体。

矿体呈现较复杂的形态,剖面上总体呈不规则的似层状、透镜状,矿体头部和尾部经常有分叉现象,水平中段及纵剖面上呈哑铃状。矿体总体走向15~35°,矿体倾向南东东,倾角25~55°左右,多在40~50°,矿体少量由于脉岩的侵入破坏,以及含矿岩体本身矿化不均匀,局部存在少量夹石。矿体顶板最高标高-136.9m,底板最低标高-941.42m。

2 地质数据库的建立

2.1 原始数据收集及整理

收集对所有原始资料,主要是钻孔和坑道等探矿工程数据,提取见矿的探矿工程数据。根据平剖面图,核对孔口坐标、钻孔深度、测斜数据、样品数据的信息,重点查看钻孔深度要不小于测斜深度的最大值很取样位置的最大值,编制对应的孔口表、测斜表、样品表。根据DIMINE数据表格识别格式,将表格保存为txt或csv文件。

数据库数据主要包括上述三个表,各表所包含的内容见下表1:

2.2 地质数据库的建立

将之前讲的三个表导入DIMINE软件,另存为DIMINE软件数据表格,作为建立地质数据的的数据源。在此工程中,需对数据表格进行检测,生成检测报告。运用生成的三个表文件,生产钻孔DMD模型,并转化为DMG文件。如图1所示:

2.3 数据库的更新与展示

钻孔数据会随着探矿工作的不断进行而不断增加,所以钻孔数据库需要不断完善、不断更新。DIMINE软件能够迅速实现钻孔数据库的合并和录入,满足数据不断更新的要求。此外,该数据库还能进行编辑、查询、统计分析及三维可视化显示操作,能更直观的显示钻孔数据信息与矿体之间的关系,并能通过不同的颜色段来显示品位分布情况。

3 三维模型建立

3.1 矿体模型的建立

该模型的建立是三角面片模拟矿体的三维空间的展布形态。为了满足实际运用的需求,所建立的三维模型需要与地质队所提供的报告相符合。因此,本次采用提取平剖面矿体边界线圈连矿体的方法建立三维矿体模型。在模型的建立过程中,发现通过对剖面线框建立的模型后期检验,对模型切各个中段平面图时,与地质报告CAD图存在较大偏差。考虑到剖面间的矿体连接不可控性,在圈连矿体时,加入各中段平面矿体轮廓线共同约束创建模型。按照勘探网度,加入相同间距的平面图,满足控制程度。最后,对矿体模型进行有效性检测,进行优化,删除多余的多段线和保持面片方向一致,直至达到要求。建成的三维矿体模型为矿体的空间展布提供更直观的认识。

3.2 块段模型的建立

为方便对三维矿体模型进行品位估值和储量计算,需要对矿体模型用一定规格的小立方体模拟其形态,我们称此模型为块段模型。利用钻孔数据库,能对块段模型每个小立方体估值,进而计算矿体的储量。

①立方体尺寸的确定:理论上来讲,小立方体的尺寸越小,计算越准确,但是计算机处理数据增多,所需时间更长。所以,综合考虑矿山勘察网度、开采最小单元、品位变化情况等因素,确定小立方体的内外尺寸均为4×4×2m。

②估值方法与椭球体的确定:估值方法通常有两种,一种是距离幂,一种是普通克里格。由于钻孔数据偏少,不满足变异函数分析;并通过对两种方法的估值结果进行对比,相差很小,本次就采用比较简单的距离幂的估值方式。估值所用的椭球体参数由矿体的走向、倾向、厚度和三个方向的长度确定。本此采用的椭球体参数为100×0.6×0.4。

3.3 块段模型品位估值

对之前的地质数据库进行样长组合,并利用矿体模型约束,对矿段模型进行品位估值。估值后的块段模型表示了矿体的品位分布,能利用不用颜色区分高低品味分布,更直观地为采矿设计提供依据(图2)。为了在采场矿量计算中简单区分矿石与废石,先将矿体模型添加属性类型并赋值为“0”,定义为废石,待估值完用,用矿体对矿体模型进行约束,然后再将属性赋值为“1”,定义为矿石,这样在计算时,在分类计算中可以计算范围内的矿石与废石的量。

4 储量计算

根据估值好的块段模型,对矿段某矿体进行储量计算并统计分析。将统计结果与矿山地质报告储量进行对比,可以看出模型计算出的储量与传统地质方法计算的储量基本吻合。地质储量的相对误差为-1.4%,在不同方法计算储量的允许误差范围内。实践证明利用DIMINE软件建立三维模型计算储量比较准确,误差控制在允许范围内。这方面DIMINE软件已经取得了储量司的认可。表2为某矿体三维模型计算储量与传统地质储量数据的对比情况。

5 结论

自动化、智能化已成为矿山发展中的一个必然趋势。做好三维模型是建设智能化矿山的重要环节,现代化技术革新的迅猛发展,使的三维数字化成为可能。DIMINE软件结合了地质、测量、采矿等核心专业,在矿山行业得到广泛使用。

沙溪铜矿为斑岩型铜矿床,具有储量大、品位低、夹石多等特点。所以开采过程中需要更准确的地质数据作支撑。DIMINE软件作为一个三维数字软件,提供更直观、准确的模型数据,结合沙溪铜矿独特的模型构建方法,提高矿体模型的准确性。依托建立的地质模型,完成后续的设计工作,缩短设计周期,使人力资源得到高效利用。

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参考文献

[1]王李管,贾明涛,曾庆田.数字矿山整体实施方案及其关键技术[J].采矿技术,2006,6(3):493-498.

[2]王李管,何昌盛,贾明涛.三维地质体实体建模技术及其在工程中的应用[J].金属矿山,2006(2):58-62.

[3]蒋京名,王李管.Dimine矿山软件推动我国数字化矿山发展[J].中国矿业,2009(10):90-92.

[责任编辑:汤静]