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地质体建模技术在庙沟铁矿的运用

更新时间:2009-03-28

0 引言

伴随着三维地质建模技术日益成熟,传统平面二维系统的地质信息表达方式渐渐不能直观的、迅速的反应地质体的特性,归其原因主要是传统的平面二维地质信息表达存在着空间信息的损失和失真问题,而且制图过程繁杂凌乱,信息更新较为困难,容易出现读图错误、缺乏直观感等问题,相反三维地质建模技术一方面可清晰的表达出地质体的特性及立体分布情况,另一方面通过数据存储、管理及更新可以使实际应用过程方便快捷。因此,提出运用三维地质建模技术,借助计算机和科学的可视化技术解决传统平面二维地质信息存在的问题。通过选择比较目前市场上几类矿业工程软件,最终选择3Dmine矿业工程软件为操作平台,浅析庙沟铁矿地质体建模过程,实现矿体三维显示及数据应用。

试验数据采用Excel2007进行整理。整理后数据采用SPSS17.0统计软件进行One Way Anova方差分析。

1 建模地质体基本概况

庙沟铁矿地处河北省秦皇岛市青龙满族自治县境内,矿区总体为一个规模较大的变质表壳岩残留体产于安子岭片麻岩套中,其南部被燕山期响山花岗岩体侵入吞噬。变质表壳岩分布面积不大,总体呈近南北向展布。区内构造复杂,变质表壳岩总体为一单斜构造,岩层走向北北东~北东,2线以南倾向西,2线以北倾向东,倾角70°~84°,局部直立。区内主要有F1、F2两条正断层,F1断层对矿体无大的断裂作用,F2断层在4至8线之间切断矿体,且有较大位移,断裂构造也不甚发育[1]

2 矿山地质体建模具体运用

2.1 数据收集

矿体地质数据的收集整理形成可用的地质信息是矿山采矿设计和资源评估的基础,作为矿山生产管理的重点工作必须要求可靠性与实时性。该矿地质人员收集了历年的地质勘查资料,包括钻孔数据、剖面图以及露天采场槽探法作业下的探槽数据,而这些数据相对于矿山地质空间连续性、复杂性而言是离散的、分布不规则的,只有经过细致的整理、核查、分析才能作为建模的基础资料文件。

  

图1 庙沟铁矿三维钻孔数据库

2.2 地质数据库的建立

众所周知数据库系统是一种有效的管理数据的工具,通过程序可以方便的对数据进行检索,管理。而地质数据库中的定位表、测斜表、品位表为常用表,工程号、开孔坐标、最大深度等为常见字段。根据整理后的字段与数据资料(30个钻孔定位信息、 282条测斜记录、1556个品位信息),进行全面设置。在平时工作中为保障矿岩界线准确,会经常设计辅助槽探。经过化验品位、整理后,也可按照上述同样的方法一并录入该数据库中,该类数据库更接近实际,因此能更好的指导实际生产工作。至此,完整的数据库系统建立完成,见图1。

2.3 地表模型的建立

矿体模型的建立仅能反映矿体的空间位置及赋存状态,不能用于生产储量计算,所以需要利用3Dmine软件建立离散的块体模型之后对矿体平均品位及储量进行估算。依据该矿床矿体厚度和开采方式,将矿块尺寸设为12 m×12 m ×6m, 次级块为6 m×6 m×3 m,并创建属性,形成块体模型并保存,组合样品文件,搜索椭球体设置。通常根据矿床类型和样品数量来选择不同的估值方法,该矿选择运用距离幂次反比法估值设置距离幂次为“2”。设置好矿体参数后自动进行估值计算,见表1。

2.4 矿体模型的建立

通过借助三维建模技术,省去了大量的人力、物力去更新完善地质资料,解决真实地质问题,并在矿山开采中作为开采辅助设计,为下一步的生产奠定基础。在三维虚拟环境中可以更加直观方便地进行巷道掘进工作,提高生产效率。同时,地质模型在通过划分资源储量类别、计算矿体体积,对固体矿产资源储量方面也发挥着不可或缺的作用,为优化地质工作提供快捷平台,为矿山建设和生产提供了必要条件,更加体现出三维地质建模的使用价值。

2.5 块体模型的建立

地表模型的建立是为了矿体模型提供更直观的空间相对位置,以及作为地下采矿设计的参考前提。此次地表模型的建立以CAD绘制的矿区地形图为依据,首先综合分析矿区地质地形资料,导入软件中,对原始地质地形图内的线条和点进行分层保存,保留需要的信息;其次对等高线、台阶坡顶线、坡底线等线条通过线赋高程功能,将图形转换成真实高程,在拼接的过程中局部高程会存在一些问题,根据地貌实际情况进行推算局部未知高程,建立三维坐标;在三维状态下观察赋值结果的正确性;运用软件中的 DTM “表面”命令,生成矿区地表模型,为使矿区地表模型更能接近实际感官,可通过地表模型中“Gouraud 渲染”、“颜色渲染”和“透明显示”等处理功能优化地表模型[2]

参考文献

  

图2 庙沟铁矿矿体模型

 

表1 矿体参数表

  

名称数值主轴搜索半径200m主∕次轴2主∕短轴6主轴方位角200°侧伏角0°主轴倾角-80°最少样品点4最多样品点16

左达却似乎有点不耐烦了,“啪”地一声把手机挂断了,他抬头望着天,吐出一口长气,自言自语道:“人固有一死,或重于泰山,或轻如鸿毛,老子死也要重如泰山,压死你们。”

2.6 巷道模型的建立

目前,该矿露天已开采到384m水平,接近设计开采尾声。按照地下矿开采初步设计,该矿设计一条主井、一条副井、一条辅助斜坡道和两条回风竖井,阶段高度120 m,分段高度20m;矿体从360m往下分为4个阶段,导入斜坡道、井下开采设计图,将主副井、溜井、风井、斜坡道以及不同中段巷道的信息单独提取出来分层保存,并对各图形进行三维矢量化处理,避免在建立实体模型时,形成不符合实际的巷道实体;根据实际高程将巷道赋予高程,采用腰线巷道建模,根据实际巷道断面尺寸生成巷道模型。这样,整个地质体模型就通过上述过程完整的建立起来了,如图3。

在建立了块体模型属性值的基础上,按照不同的属性为块体着色可以更清晰直观的查看、编辑块体模型。计算矿体的资源量并生成块体模型报告时,可通过添加一些约束条件,就能按照台阶、矿岩属性等条件分别报告相应的储量及品位,至此,地质建模工作已完成了从数据整理、提取矿体介意,连接矿体、品位估值和储量计算的全部工作。

  

图3 庙沟铁矿三维地质模型图

3 结语

为了区分不同的矿体、围岩名称或者编号,必须在建立矿体模型之前,对勘探线剖面图进行处理,即是将剖面图进行分层,保留矿体剖面线和矿体号、构造线和夹岩导入3DMine软件,利用坐标转换功能将其空间数字化,使勘探线剖面图在三维坐标下反映实际情况,各剖面相对位置根据矿体地质条件,设置合适的三角网参数,按照勘探线的顺序连接三角网,最终建立完成矿体模型。在矿体模型建立过程中,必须参考相邻剖面(平面)矿体赋存形态 ,便于下一步顺利连接模型。为确保复杂矿体模型的合理性,还需布设控制线、并分区进行辅助链接,需说明的是针对矿体端部,要根据规范、地质资料来推测尖灭状态。当上述过程完成后应立即优化、验证,保证矿体模型能进行布尔运算和储量计算。这样,矿体模型就建立完成了,可直观的分析矿体间的空间关系及赋存状态等[3],见图2。

捕获模块完成信号的粗捕获,采用本地捕获序列与接收信号做相关运算,可以从信号和噪声的混合波形中检测出目标信号,实现捕获[12]。与相关模块类似,内部同样包括4路相关器。输出的信号与给定的门限值进行比较,如果相关峰高于门限值,就说明捕获成功,否则继续捕获。捕获成功后会启动计数器进行延时,延时一段时间后开始采集估计信号。

[1] 许雁超.庙沟铁矿边坡岩体滑坡原因分析及治理措施[J].矿业工程,2009(2).

[2] 王铮,高锋.基于3DMine的露天转地下三维模型构建[J].采矿技术,2016(3).

第二,加强对非正规金融的监管,促进非正规金融健康发展。可以根据经济发展水平,因地制宜,对不同地区的农村非正规金融组织要求持有不同数量资本金;辅导非正规金融组织建立严格的内控制度,对其管理人员与从业人员的准入做出规定;限定非正规金融组织的业务范围,不容许其经营风险较大的股票、黄金、外汇交易等金融业务;定期收集非正规金融资金流量和流向以及利率变动等各种数据,便于政府制定农村经济政策时参考。

[3] 王月军.3DMine 软件在司家营铁矿的应用[J].现代矿业,2016(4).

 
刘晓蕊,吕刚
《矿业工程》 2018年第02期
《矿业工程》2018年第02期文献

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