探索運(yùn)用三維模型管理礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量的方法

鄧鐵林

摘要：礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量三維模型管理利用既有鉆井?dāng)?shù)據(jù)、地球物理數(shù)據(jù)、地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)、資源儲(chǔ)量估量數(shù)據(jù)、水文數(shù)據(jù)和工業(yè)廣場(chǎng)建筑資料，建立礦井地質(zhì)模型、井下巷道模型、工業(yè)廣場(chǎng)模型三位一體的三維空間可視化系統(tǒng)，全面提高空間信息利用方面的能力，在微觀上為礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量管理和礦山企業(yè)的管理提供直觀的技術(shù)手段，本文對(duì)運(yùn)用三維模型管理礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量的方法進(jìn)行了探索研究。

關(guān)鍵詞：礦產(chǎn)資源;儲(chǔ)量;三維;管理

礦產(chǎn)資源具有隱蔽性、復(fù)雜性和偏差特征。在之前礦山生產(chǎn)時(shí)，通過(guò)了一般調(diào)查、詳細(xì)調(diào)查、勘探等方法大量發(fā)生原始勘探數(shù)據(jù)。礦山生產(chǎn)后，又有各類消耗儲(chǔ)量和形成采礦工程數(shù)據(jù)。如何合理利用這些數(shù)據(jù)為礦業(yè)工作者服務(wù)更直觀、準(zhǔn)確、方便是未來(lái)采礦工作的重要方向。在地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中，三維地理信息系統(tǒng)比二維地理信息系統(tǒng)具有直觀的優(yōu)勢(shì)被更多的用戶所接受。然而，今天相關(guān)的三維軟件有很高的學(xué)習(xí)成本、所需數(shù)據(jù)與原始礦物勘探積累的數(shù)據(jù)大不相同。這種情況嚴(yán)重限制了三維的大規(guī)模應(yīng)用，該技術(shù)在其他行業(yè)已經(jīng)成熟，但在采礦業(yè)有很大阻力。一些大型礦山只有小規(guī)模的應(yīng)用。文本僅針對(duì)礦產(chǎn)行業(yè)中的一個(gè)小部分“儲(chǔ)量”，簡(jiǎn)單分析儲(chǔ)量數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀、管理方式以及簡(jiǎn)易的針對(duì)儲(chǔ)量數(shù)據(jù)的三維應(yīng)用。

1應(yīng)用思路

現(xiàn)有礦床三維地質(zhì)建模系統(tǒng)（如DIMINE、3DMINE等），利用礦山地質(zhì)勘探的原始測(cè)量數(shù)據(jù)。使用動(dòng)態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)每年探測(cè)礦山儲(chǔ)量，使用礦山儲(chǔ)量的三維地質(zhì)模型建立本年度地質(zhì)模型。利用礦山勘查三維地質(zhì)模型和礦山年度動(dòng)用儲(chǔ)量三維地質(zhì)模型進(jìn)行自動(dòng)比對(duì)，即可快速便捷地實(shí)現(xiàn)塊段核減、儲(chǔ)量核銷的目的。

2建模方法

2.1基礎(chǔ)工作

采礦期間收集鉆井、坑道、山體工程勘察及相關(guān)地質(zhì)資料進(jìn)行地質(zhì)勘探和儲(chǔ)量驗(yàn)證，建立三維地質(zhì)模型利用測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新和校準(zhǔn)礦床實(shí)際生產(chǎn)。

2.2儲(chǔ)量動(dòng)態(tài)檢測(cè)

在開(kāi)展年度儲(chǔ)量動(dòng)態(tài)檢測(cè)時(shí)，礦山確立了三維利用實(shí)測(cè)年度廢礦床相關(guān)數(shù)據(jù)構(gòu)建資源儲(chǔ)量模型。

2.3礦體塊段自動(dòng)分割

通過(guò)運(yùn)用建模軟件對(duì)比礦山三維地質(zhì)模型和動(dòng)用資源儲(chǔ)量三維模型，即可實(shí)現(xiàn)塊段自動(dòng)分割、礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量自動(dòng)核銷，最終實(shí)現(xiàn)從測(cè)量數(shù)據(jù)到儲(chǔ)量分割結(jié)果的“一步式跨越”，避免了人為因素的干擾。具體建模方法詳見(jiàn)下圖：

3、三維模式管理的優(yōu)勢(shì)

與二維模型相比，礦山在三維模型中是直接的利用測(cè)量數(shù)據(jù)和樣本測(cè)試數(shù)據(jù)生成三維地質(zhì)模型系統(tǒng)對(duì)礦床建立三維地質(zhì)模型，實(shí)現(xiàn)功能進(jìn)行自動(dòng)儲(chǔ)量的計(jì)算、扣減、核銷等，最終實(shí)現(xiàn)“一步式跨越”，從測(cè)量數(shù)據(jù)到儲(chǔ)量劃分結(jié)果的階躍消除了復(fù)雜的中間部分避免人為因素干擾，準(zhǔn)確性和虛假和隱蔽報(bào)告的難度。

在三維可視化系統(tǒng)模式下，可以更清楚地實(shí)時(shí)顯示資源儲(chǔ)量的開(kāi)發(fā)、三率狀況和跨境開(kāi)發(fā)狀況等等。能夠視覺(jué)顯示和監(jiān)控礦山礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)利用情況與礦山生產(chǎn)更緊密地聯(lián)系在一起。創(chuàng)建三維礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量模型使礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)管理礦山從平面二維向三維邁出了一大步從數(shù)據(jù)表管理到圖形管理。為互聯(lián)網(wǎng)視野奠定了基礎(chǔ)礦山礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用的全過(guò)程管理更符合未來(lái)礦山數(shù)字化和信息化建設(shè)的方向。

4數(shù)據(jù)的應(yīng)用

從礦山管理者角度看宏觀儲(chǔ)量管理數(shù)據(jù)指導(dǎo)性意義重大，對(duì)采礦幾乎沒(méi)有影響。映射后的預(yù)約數(shù)據(jù)在執(zhí)行備份部門時(shí)提供支持。好吧礦井儲(chǔ)量形成后，可在地下巷道空間貯存和分布三維直接描述了深埋地下的礦床和礦石看到的尸體在“衣柜”的上部和側(cè)面都沒(méi)有。

以前的采礦作業(yè)被限制在只能在中國(guó)進(jìn)行管理和分析的技術(shù)因此，當(dāng)前的三維相關(guān)軟件和技術(shù)比較成熟。主要的三維軟件包括3Dsmax、Rhino和Maya等。軟件Micromine、3Dmine等。為采礦而開(kāi)發(fā)的工業(yè)。與舊制圖軟件相比，三維軟件的建模功能是公正的適合煤礦工人和經(jīng)理，其可視化比水平投影和垂直投影。

5建議

（一）已經(jīng)勘探完畢準(zhǔn)備提出開(kāi)發(fā)利用時(shí)，要求在提交資源儲(chǔ)量報(bào)告的同時(shí)，建立礦體三維地質(zhì)模型數(shù)據(jù)。

（2）鼓勵(lì)礦山業(yè)主建立和維護(hù)三維地質(zhì)模型;利用該礦的礦床模型，利用三維地質(zhì)模型幫助礦床礦山制定生產(chǎn)計(jì)劃，指導(dǎo)礦山生產(chǎn)，掌握和提高儲(chǔ)量數(shù)據(jù)礦山開(kāi)發(fā)利用管理水平。

（3）建立礦床三維地質(zhì)模型的礦山;可實(shí)時(shí)更新和修正礦體三維地質(zhì)模型把日常的實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)。和年度動(dòng)態(tài)檢查結(jié)合儲(chǔ)量可以收集年度使用資源和儲(chǔ)量的測(cè)量數(shù)據(jù)創(chuàng)建用完的資源和儲(chǔ)量三維模型，以便更直觀地了解礦山實(shí)際生產(chǎn)狀況和滯留、消耗和損失狀況資源和儲(chǔ)備。

（4）與“礦山生產(chǎn)安全檢查監(jiān)控系統(tǒng)”積極共享數(shù)據(jù)，安全監(jiān)督部門利用該系統(tǒng)定位礦山人員的生產(chǎn)活動(dòng)和使用主要設(shè)備的定位。利用海量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)更新礦山儲(chǔ)量三維地質(zhì)模型，為礦山礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量開(kāi)發(fā)利用全過(guò)程的可視管理和適時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)提取創(chuàng)造了條件。

6結(jié)論

礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量三維模型管理模型的最終目標(biāo)結(jié)構(gòu)成信息交換網(wǎng)絡(luò)使其更完整、技術(shù)先進(jìn)、高速度和大容量。先進(jìn)的信息采集技術(shù)和高速傳輸利用技術(shù)實(shí)現(xiàn)礦山資源儲(chǔ)量、產(chǎn)量三維監(jiān)測(cè)挖掘和狀態(tài)，形成分層網(wǎng)絡(luò)信息的更新和維護(hù)系統(tǒng)。充分實(shí)現(xiàn)從一維屬性數(shù)據(jù)管理向二維的飛躍實(shí)現(xiàn)了三維空間數(shù)據(jù)管理和塊的精細(xì)管理動(dòng)態(tài)監(jiān)督管理規(guī)范化、信息化與系統(tǒng)化機(jī)制礦山礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量管理。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：云南錫業(yè)股分有限公司大屯錫礦）