礦山地質(zhì)剖面繪制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究

盧偉國(guó)LU Wei-guo

（黑龍江省老柞山金礦，七臺(tái)河 066000）

（Heilongjiang Province Laozuoshan Goldmine，Qitaihe 066000，China）

0 引言

地質(zhì)剖面圖在進(jìn)行地質(zhì)研究工作中是可以解決各種地質(zhì)問(wèn)題，這也是其工作的根本，在剖面繪制的過(guò)程中，是有一定的要求，它是以地表某方向來(lái)看，對(duì)不同巖層結(jié)構(gòu)、巖體形態(tài)及相關(guān)接觸面進(jìn)行記錄及采集標(biāo)本，然后以某種比例、選擇不同的巖性花紋及符號(hào)來(lái)繪制平面圖形[1]。

1 礦山地質(zhì)剖面的定義及內(nèi)容

地質(zhì)剖面可以說(shuō)是根據(jù)地質(zhì)的情況在地表上畫(huà)出一條線，再利用與此條線相交或者有關(guān)的鉆孔提供的數(shù)據(jù)，在圖紙上描繪出鉆孔的分層情況，再利用不同的符號(hào)或者圖案對(duì)每一層地質(zhì)進(jìn)行了解，這樣可以全面的了解該剖面的基礎(chǔ)地質(zhì)信息。

根據(jù)地質(zhì)剖面的研究?jī)?nèi)容不同，一般是可以分為工程地質(zhì)剖面圖、水文地質(zhì)剖面圖、礦山地質(zhì)剖面圖、煤田地質(zhì)剖面圖等。不同的類型有不同的特點(diǎn)，比如水文地質(zhì)剖面圖是能夠更系統(tǒng)的為工作人員展現(xiàn)出地下水層及地質(zhì)情況，這對(duì)地下水資源的利用和開(kāi)發(fā)有一定的幫助；工程地質(zhì)剖面圖是可以更系統(tǒng)的了解每個(gè)工程的地質(zhì)基礎(chǔ)條件，為施工方向提供一定的建設(shè)依據(jù)；礦山地質(zhì)圖可以反映出礦山的地質(zhì)特點(diǎn)，成礦的規(guī)律及分布，這對(duì)于礦山開(kāi)采的順利進(jìn)行有一定的積極作用。

2 礦山地質(zhì)剖面繪制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)

在進(jìn)行剖面繪制之前，首先要確定鉆孔的分布情況，這樣可以針對(duì)性的選擇鉆孔的位置。考慮到這一特點(diǎn)，則需要施工者確定好礦區(qū)位置，然后明確鉆孔平面分布圖，由于計(jì)算機(jī)電腦技術(shù)的應(yīng)用是可以根據(jù)平面圖上的分布來(lái)了解鉆孔的基本信息，比如鉆孔號(hào)，坐標(biāo)，標(biāo)高等，這樣就可以確定鉆孔的三維柱狀圖及剖面圖，之后再利用專業(yè)計(jì)算軟件對(duì)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行計(jì)算，從中了解到圖紙上每一層地質(zhì)的詳細(xì)信息[2]。

MapGIS 屬于一個(gè)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模型計(jì)算軟件，也是地質(zhì)研究當(dāng)中一個(gè)必不可少的程序，我們知道在計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)逐漸發(fā)展起來(lái)之后，地質(zhì)研究工作中就可以利用這個(gè)技術(shù)原理對(duì)圖紙進(jìn)行專業(yè)的設(shè)計(jì)和仿真。盡管當(dāng)前地質(zhì)柱狀圖和剖面圖的成圖軟件有很多，但是很多軟件都有一定的缺點(diǎn)，因?yàn)榇蟛糠周浖加幸欢ǖ牡赜蛐?，基本上每換一個(gè)礦區(qū)，就需要重新做調(diào)整，這樣就無(wú)法更好的滿足用戶的要求。而MapGIS 是有一定的規(guī)范性，它突破了各種情況的限制，能夠?qū)Σ煌膱D形進(jìn)行數(shù)據(jù)化的計(jì)算，而且礦區(qū)的工作者也可以根據(jù)自己的需要自定義的編制文字的大小及圖片的尺寸等等。MapGIS 能夠?qū)D形上的點(diǎn)、線、面統(tǒng)一的連在一起，形成一個(gè)三維結(jié)構(gòu)，這樣地質(zhì)工作者就可以更好的分析實(shí)現(xiàn)柱狀圖和剖面圖的基本情況。

3 礦山地質(zhì)剖面圖繪制模塊

繪制模板中礦山地質(zhì)剖面研究中是一個(gè)很重要的技術(shù)，它主要是可以表達(dá)人們現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中的地質(zhì)情況，利用模型更能夠形象的表達(dá)出每個(gè)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的情況。本文利用對(duì)地質(zhì)剖面繪制的計(jì)算模型和數(shù)據(jù)模型的綜合運(yùn)用來(lái)了解繪制模板的具體類型。

3.1 地質(zhì)繪制模板剖面計(jì)算模型 為了能夠讓地質(zhì)結(jié)構(gòu)更形象一些，圖形采集到的數(shù)據(jù)應(yīng)該有從上到下的層次性分局，這樣不僅可以更直觀的看到結(jié)構(gòu)布局，同時(shí)也能夠方便管理。對(duì)于最終的計(jì)算模型圖形來(lái)說(shuō)，它是由簡(jiǎn)單的圖形形成的，而每個(gè)簡(jiǎn)單的圖形也是由基礎(chǔ)圖元組成的，所以這些圖紙需要有一定的層次性，這樣通過(guò)研究地質(zhì)剖面圖的幾何特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)相似點(diǎn)，同時(shí)對(duì)鉆孔，地質(zhì)結(jié)構(gòu)的分布利用點(diǎn)、線、面統(tǒng)一整合，這樣就可以形成有矢量地質(zhì)剖面圖[3]。

3.2 鉆孔平面布置圖 鉆孔平面布置圖可以說(shuō)是對(duì)子圖片的再次詮釋，利用計(jì)算數(shù)據(jù)編程軟件，通過(guò)鉆孔信息表當(dāng)中點(diǎn)明的鉆孔編號(hào)、標(biāo)高、坐標(biāo)等進(jìn)行信息詮釋，比如用X、Y 坐標(biāo)來(lái)確定鉆孔樁子圖當(dāng)中的位置，而在繪制的過(guò)程中也需要對(duì)鉆孔進(jìn)行基礎(chǔ)特性介紹比如鉆孔編號(hào)、標(biāo)高、坐標(biāo)位置等。對(duì)于鉆孔平面布置圖來(lái)說(shuō)是希望能夠讓使用者更直觀的分析鉆孔的分布特點(diǎn)，這樣就可以在繪制柱狀圖和地質(zhì)剖面圖的時(shí)候有更詳細(xì)，更準(zhǔn)確的直觀表達(dá)。

3.3 鉆孔柱狀圖模塊設(shè)計(jì) 柱狀圖是一個(gè)非常關(guān)鍵的地質(zhì)圖件，一般是用來(lái)反映某個(gè)礦區(qū)地層的基本布局，這樣才能夠順利的繪制出綜合性柱狀圖。這些柱狀圖的種類多，用途不同，而且樣式也有很大的差異。①層次結(jié)構(gòu)模型。根據(jù)鉆孔柱狀圖的圖形樣式，是能夠從中了解到其組成，那就是直線、矩形、文字、圖案等，然后就可以利用MapGIS't 的點(diǎn)、線、區(qū)三圖元進(jìn)行組合分析。②巖性柱狀的繪制算法。在鉆孔柱狀圖的繪制過(guò)程中，巖性柱狀的繪制也是非常關(guān)鍵的，一般鉆孔當(dāng)中的不同巖性是由多個(gè)矩形組成的，長(zhǎng)度不一。一般每個(gè)巖性柱是可以利用MapGIS線的工作計(jì)算的添加線方法來(lái)描繪出來(lái)的，基本上是確定了矩形四個(gè)點(diǎn)之后就可以很好的描繪，具體的計(jì)算過(guò)程是需要按照逆時(shí)針?lè)较驈淖笊辖情_(kāi)始收集點(diǎn)的坐標(biāo)，然后將最后一個(gè)坐標(biāo)與第一個(gè)坐標(biāo)重合，就可以形成矩形[4]。③巖性柱狀的生成。因?yàn)殂@孔柱狀圖樣式類型多，作用不同，一般是根據(jù)使用者的需求來(lái)針對(duì)性繪制的。

4 礦山地質(zhì)剖面圖生成模塊設(shè)計(jì)

4.1 地層空間分布類型 在繪制地層剖面圖的時(shí)候，最重要的是要注意剖面線的連接方式。按照某礦山的具體情況，一般是對(duì)地層的分類有兩種：垂向地層的連接方式，沒(méi)有地層確實(shí)的情況；垂向地層的不連續(xù)分布。對(duì)于第一種方式來(lái)說(shuō)，一般只需對(duì)相似的頂板依次連接就能夠形成地層剖面。而第二種又可分為兩類：假如臨近的鉆孔當(dāng)中某一個(gè)鉆孔存在，但另一個(gè)鉆孔不在某層，那么這層就是尖滅；假如在組成剖面的三個(gè)鉆孔中，中間的在某一層，其他相鄰的不在某一層，那就是地層透鏡。

4.2 地層空間分布類型處理原則 對(duì)于上節(jié)介紹尖滅點(diǎn)來(lái)說(shuō)，在測(cè)量位置的時(shí)候是可以通過(guò)目測(cè)來(lái)確定，不過(guò)隨著計(jì)算機(jī)的運(yùn)用，也可以根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)，對(duì)尖滅點(diǎn)的縱橫坐標(biāo)來(lái)計(jì)算具體的位置。不過(guò)一般根據(jù)計(jì)算原則來(lái)看，為了能夠更準(zhǔn)確的提高精準(zhǔn)率，是可以將透鏡體當(dāng)中前后臨近兩個(gè)鉆孔的尖滅體組合形成的，之后對(duì)于不連續(xù)地層的處理就可以更好的確定尖滅點(diǎn)的位置，同時(shí)也可以根據(jù)工作人員的經(jīng)驗(yàn)，按照尖滅層厚度來(lái)設(shè)置滅點(diǎn)間的距離。

4.3 地層空間分布類型的產(chǎn)生式規(guī)則 受到地質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性影響，通過(guò)鉆孔數(shù)據(jù)其實(shí)是無(wú)法準(zhǔn)確性的繪制地質(zhì)剖面圖，同時(shí)還需要借助相關(guān)的知識(shí)來(lái)繪制。本文對(duì)地層空間的分類與地層尖滅性原則結(jié)合在一起，這樣更形象的表現(xiàn)出地層線的產(chǎn)生式規(guī)則，通過(guò)這種產(chǎn)生式規(guī)則來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)地層形態(tài)的判斷。對(duì)于產(chǎn)生式規(guī)則系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它包含一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，一個(gè)規(guī)則庫(kù)還有一個(gè)控制模板也就是規(guī)則分析器。對(duì)于事實(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)說(shuō)用來(lái)存放一些求解問(wèn)題的數(shù)據(jù)，而規(guī)則庫(kù)主要是存放規(guī)則，這個(gè)規(guī)則就對(duì)專業(yè)的知識(shí)領(lǐng)域有了介紹，那就是生產(chǎn)式。

5 結(jié)語(yǔ)

本文闡述了利用計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)的優(yōu)勢(shì)，這樣可以方便工作中更快速的實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、成圖、圖形屬性的了解，這樣才能夠更好的取得一定的效果。

[1]劉長(zhǎng)治.單井地質(zhì)剖面繪制技術(shù)研究[D].中國(guó)海洋大學(xué),2011.

[2]鄒云翔.礦山地質(zhì)剖面繪制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[D].中南大學(xué),2011.

[3]朱瑩,陳鎖忠.地質(zhì)剖面自動(dòng)繪制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].人民長(zhǎng)江,2010,08:72-74.

[4]劉學(xué)軍.地質(zhì)剖面自動(dòng)繪制系統(tǒng)研究[D].南京師范大學(xué),2012.