計算機輔助技術(shù)在礦山地質(zhì)中的應(yīng)用

李同春

[摘 要]隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展和礦山勘探工作要求的不斷提升，在礦山地質(zhì)勘探工作中計算機輔助技術(shù)的應(yīng)用被認(rèn)為是重要的創(chuàng)新模式，在運用地質(zhì)科學(xué)理論和相關(guān)的技術(shù)對礦床進(jìn)行分析和研究時，計算機輔助技術(shù)能夠保證礦山資源得到合理的利用和積極的開發(fā)?；诖?，本文首先梳理礦山地質(zhì)工作中計算機輔助技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，其次對計算機輔助技術(shù)及其在礦山地質(zhì)勘探中的應(yīng)用模式進(jìn)行了分析，最后從不同的層面給出了基于計算機輔助技術(shù)的礦山地質(zhì)工作的支撐要素。

[關(guān)鍵詞]計算機；應(yīng)用領(lǐng)域；注意事項；礦山地質(zhì)

[中圖分類號]TP391 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1005-6432（2013）6-0061-02

1 礦山地質(zhì)工作中計算機輔助技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

在礦山地質(zhì)工作中，計算機輔助技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，主要表現(xiàn)在以下方面：①對各類報表進(jìn)行編制。在礦山地質(zhì)工作中，需要對各種（類）報表進(jìn)行編制，這些報表有的是經(jīng)過處理的表格，有的則是原始資料表格，比如資源儲量報表、三級礦量報表、損失貧化報表等。在編制此類報表時，可以將常見的計算機輔助技術(shù)應(yīng)用其中，比如功能強大通用軟件 EXCEL和專業(yè)的統(tǒng)計軟件Minitab等。并且，在當(dāng)前情況下，這些與電子表格處理相關(guān)的軟件基本上都能夠?qū)崿F(xiàn)與數(shù)據(jù)庫軟件的兼容，這為表格的編制和處理提供了很好的幫助。②通過計算機輔助技術(shù)對各種統(tǒng)計圖表進(jìn)行繪制。在礦山地質(zhì)工作中，需要通過圖表的形式為決策提供依據(jù)，比如，資源儲量的對比圖、三級礦量儲備的對比圖以及月或歷年生產(chǎn)勘探工作量的對比圖和品位頻率分布圖等。這些圖形的繪制工作一方面可以通過專業(yè)繪圖軟件AutoCAD軟件、Surfer軟件、Matlab軟件等來完成，另一方面也能夠通過通用的EXCEL、Minitab、SPSS、SAS等來完成。③數(shù)學(xué)地質(zhì)的分析和運算。在礦山地質(zhì)工作中，需要用到大量的數(shù)學(xué)地質(zhì)方法，此時MATLAB，MATHCAD，SPSS 等計算機軟件程序就得到了“重用”，可以將這些軟件應(yīng)用到特定的數(shù)學(xué)地質(zhì)工作中。④為了全方位的服務(wù)于礦山地質(zhì)工作，可以將計算機技術(shù)應(yīng)用其中，建立礦山地質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫，并且，截止到目前，該類數(shù)據(jù)庫軟件已經(jīng)在該領(lǐng)域得到了大量的供應(yīng)。

2 計算機輔助技術(shù)及其在礦山地質(zhì)工作中的應(yīng)用2.1 三維可視化技術(shù)在礦山地質(zhì)工作中的應(yīng)用

隨著計算機應(yīng)用軟件開發(fā)進(jìn)展的加快，三維可視化技術(shù)在礦山地質(zhì)中的應(yīng)用越來越得到普及和深入。三維可視化的關(guān)鍵技術(shù)包括三維建模技術(shù)、三維顯示技術(shù)、三維操作技術(shù)。三維可視化技術(shù)能夠用于顯示描述和理解地下和地面諸多地質(zhì)現(xiàn)象特征，在地質(zhì)與地球物理學(xué)等領(lǐng)域能夠得到廣泛的應(yīng)用。三維可視化技術(shù)能夠利用和處理大量的數(shù)據(jù)，更為重要的是，該項技術(shù)能夠檢查地質(zhì)資料的連續(xù)性，對資料的真?zhèn)芜M(jìn)行辨別，并能夠發(fā)現(xiàn)其中的異常，為分析、理解和重復(fù)數(shù)據(jù)提供有效的幫助。在礦山地質(zhì)工作中，三維可視化技術(shù)更多的用于地層解釋，因此，它既是一種解釋工具，同時也是一種成果表達(dá)工具，通過對來自于地下界面的地震反射率數(shù)據(jù)，在三維空間內(nèi)直接解釋地層的構(gòu)造、巖性和沉積特點。這樣一來，科研人員能夠快速的選定目標(biāo)，準(zhǔn)確、快速地描述各種復(fù)雜的地質(zhì)現(xiàn)象。

2.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在礦山地質(zhì)工作中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是近年興起的計算機輔助技術(shù)，它以沉浸性、交互性與構(gòu)想性為基本，是一種高級的人機交互技術(shù)。在虛擬現(xiàn)實技術(shù)體系中，關(guān)鍵的技術(shù)包括：環(huán)境建模技術(shù)、立體聲合成和立體顯示技術(shù)、觸覺反饋技術(shù)、交互技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)。該技術(shù)在進(jìn)入礦山地質(zhì)領(lǐng)域后，迅速地得到了廣泛應(yīng)用，在地震資料三維可視化解釋、地質(zhì)綜合研究、鉆井設(shè)計、油藏建模和工程設(shè)計等主要環(huán)節(jié)都得到了重要的應(yīng)用。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在礦山地質(zhì)領(lǐng)域中的應(yīng)用，具有明顯的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在以下方面：虛擬現(xiàn)實技術(shù)依靠其強大的“體渲染”技術(shù)，使礦山地質(zhì)工作中生成的數(shù)據(jù)與分析結(jié)果得以同時顯示在一個虛擬化的環(huán)境之中，能夠為地震、地質(zhì)、巖石物理及鉆井等不同學(xué)科工程技術(shù)人提供協(xié)同式的環(huán)境。這種協(xié)同式的工作環(huán)境，貫通了對礦山地質(zhì)工作的分割獨立的狀態(tài)，實現(xiàn)了勘探研究和決策過程中不同學(xué)科人員經(jīng)驗、認(rèn)識等智力資源的共享。這樣一來，不但提高了工作效率，縮短了工作周期，還為得到更精確的勘探成果，創(chuàng)造了可能。

2.3 數(shù)據(jù)庫技術(shù)在礦山地質(zhì)工作中的應(yīng)用

經(jīng)過多年的發(fā)展，作為構(gòu)建信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)庫技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為一種理論成熟、應(yīng)用廣泛的數(shù)據(jù)管理模式。該技術(shù)在礦山地質(zhì)工作中主要發(fā)揮著以下方面的作用：對礦山地質(zhì)工作進(jìn)行信息系統(tǒng)開發(fā)以及數(shù)據(jù)存儲、分析和展示工作。目前，礦山地質(zhì)行業(yè)涉及地質(zhì)構(gòu)造、地震解釋、勘探、地面工程等多個方面的內(nèi)容，這些方面的工作大都需要通過構(gòu)建信息管理系統(tǒng)來實現(xiàn)，而數(shù)據(jù)庫技術(shù)則是最為主要的支撐。通過對數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對大量相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行有組織、動態(tài)性的存儲，為礦山地質(zhì)工作提供必要的數(shù)據(jù)處理和信息資源共享服務(wù)。這些基于數(shù)據(jù)庫技術(shù)的管理信息系統(tǒng)包括的信息類別十分廣泛，能夠為科學(xué)研究人員提供寶貴的信息資源和相應(yīng)的勘探數(shù)據(jù)。而為了進(jìn)一步深化和應(yīng)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)，不但要對傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行升級和優(yōu)化，還要在實際工作中最大限度地對其進(jìn)行普及和應(yīng)用。

2.4 地理信息系統(tǒng)技術(shù)在礦山地質(zhì)工作中的應(yīng)用

在礦山地質(zhì)工作中，地理信息系統(tǒng)技術(shù)是一種關(guān)鍵的計算機輔助技術(shù)。該系統(tǒng)的功能包括對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理、存儲、管理和分析，并以此為基礎(chǔ)，輸出相應(yīng)的地理空間數(shù)據(jù)，并能夠?qū)π畔⒌膶傩赃M(jìn)行表述，為科研人員和其他工作人員提供客觀、真實的參考信息。地理信息系統(tǒng)技術(shù)（GIS）的出現(xiàn)，在礦山地質(zhì)工作中得到了廣泛的應(yīng)用，使得人們在獲取地球信息方面向前邁進(jìn)了一大步，人類對礦山地質(zhì)的研究能力也達(dá)到了前所未有的程度，在礦山地質(zhì)勘探方面發(fā)揮著非常重要的作用。形成這一結(jié)果的原因是十分特殊的，礦山地質(zhì)工作中需要對地下的地質(zhì)構(gòu)造、巖性、物性、電性等實體特征進(jìn)行描述和掌握，而這些實體都與地理信息關(guān)系密切。所以，基于空間信息的地理信息系統(tǒng)技術(shù)在礦山地質(zhì)勘探研究中得到了廣泛的應(yīng)用。它能夠為科研、生產(chǎn)和管理以及決策工作提供最為直觀的現(xiàn)實支持，是礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)資源管理和應(yīng)用系統(tǒng)中必不可少的工具之一。

3 基于計算機輔助技術(shù)的礦山地質(zhì)工作的支撐要素3.1 建立礦山資源勘查投入的長效機制

建立礦山地質(zhì)勘探周轉(zhuǎn)資金，并科學(xué)確定周轉(zhuǎn)金的支持范圍和重點，建立科學(xué)公正的周轉(zhuǎn)金使用、補充、監(jiān)管及績效考評機制。同時，繼續(xù)利用國債資金，開展礦山精查勘探，解決礦山精查儲量不足的問題。由國家投資完成礦山資源的找礦、普查和必要的詳查，統(tǒng)一管理一級探礦權(quán)市場，運作由此形成的探礦權(quán)。通過探礦權(quán)轉(zhuǎn)讓收益，實現(xiàn)勘探資金周轉(zhuǎn)。以礦山地質(zhì)勘探安全為目標(biāo)，以高產(chǎn)高效礦井為重點，加強礦山構(gòu)造、瓦斯、礦井水等影響礦山安全生產(chǎn)的地質(zhì)因素勘查和評價；加強復(fù)雜地區(qū)三維地震技術(shù)和礦井物探技術(shù)研究；強化勘探階段的瓦斯地質(zhì)和水文地質(zhì)評價；開展瓦斯地面抽排技術(shù)創(chuàng)新，加速鉆探設(shè)備更新。

3.2 建立礦山地質(zhì)科技創(chuàng)新體系

加大礦山地質(zhì)勘查科技創(chuàng)新投入，建立礦山地質(zhì)勘查科技創(chuàng)新資金，推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合。加大礦山地質(zhì)勘查創(chuàng)新力度。加強礦山地質(zhì)基礎(chǔ)研究工作；開展以礦井開采技術(shù)條件評價為重點的地質(zhì)技術(shù)服務(wù)體系研究；加強綜合勘探技術(shù)研究，推進(jìn)三維地震、重磁電、遙感、鉆探工藝等勘探技術(shù)創(chuàng)新和礦山地質(zhì)勘查主流程信息化。加速礦山地質(zhì)勘查裝備更新的步伐。國家在礦山地質(zhì)勘查技術(shù)裝備方面給予資金支持，更新礦山地質(zhì)勘查裝備和軟硬件設(shè)施，重點更新鉆探、物探和化驗測試設(shè)備，確保礦山地質(zhì)勘查質(zhì)量和進(jìn)度。

3.3 完善礦山地質(zhì)勘查的管理體系

按照社會主義市場經(jīng)濟體制原則，礦山地質(zhì)工作的開展需要在國家礦產(chǎn)資源主管部門的領(lǐng)導(dǎo)下，全面建立礦山地質(zhì)勘查管理體系，制訂礦山地質(zhì)勘查規(guī)劃，以此承擔(dān)礦山資源的數(shù)據(jù)統(tǒng)計、管理和分析工作。具體表現(xiàn)在以下方面：①健全礦山地質(zhì)勘查項目監(jiān)理制度，修改制定礦山地質(zhì)勘查監(jiān)理管理辦法，制定礦山地質(zhì)勘查監(jiān)理資質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，加強礦山地質(zhì)勘查項目工程質(zhì)量、勘查程度的監(jiān)督；②負(fù)責(zé)礦山地質(zhì)勘查項目設(shè)計和地質(zhì)報告的審查工作以及礦山地質(zhì)勘查準(zhǔn)入制度、監(jiān)理制度制定和管理工作，加強礦山地質(zhì)專業(yè)隊伍建設(shè)；③建立礦山地質(zhì)報告專業(yè)評審機構(gòu)，開展礦山儲量和地質(zhì)報告評審工作，嚴(yán)把礦山地質(zhì)勘查成果質(zhì)量關(guān)；④完善礦山地質(zhì)勘查準(zhǔn)入制度，進(jìn)一步修改、完善礦山地質(zhì)勘查單位資質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，制定礦山地質(zhì)勘查單位資質(zhì)管理辦法，提高礦山地質(zhì)勘查的門檻。

4 結(jié) 論

礦山地質(zhì)工作是一項高投入、高風(fēng)險的行為，在市場經(jīng)濟環(huán)境中，已經(jīng)逐漸發(fā)展成為一般性的企業(yè)行為。對企業(yè)而言，其最終目的是獲得利潤，投資勘探的目的是進(jìn)行礦產(chǎn)開采獲得報酬。但由于礦山資源的不穩(wěn)定性、不確定性因素太多，投入大量資金勘探后因資源利用性差而得不到回報也是很普遍的現(xiàn)象。因此如何投入最少的勘探資金、在最短的時間內(nèi)獲得資源賦存的可靠情況，并把寶貴的資金盡量投放到最關(guān)鍵的部位、避免無效投資并最早實現(xiàn)資金回報，是每一個礦山勘探業(yè)主最為關(guān)心的問題。本文以此為視角對計算機輔助技術(shù)在礦山地質(zhì)中的應(yīng)用問題進(jìn)行了研究，得出了一些結(jié)論，希望計算機輔助技術(shù)能夠在今后的工作中更好地協(xié)助礦山地質(zhì)工作的有效開展。

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