基于DIMINE礦業(yè)工程軟件對獲各琦2號露天鐵礦建模應用的探討

李藝昕

摘要：本文以內蒙古雙利礦業(yè)有限公司獲各琦2號露天鐵礦為研究對象，通過現場調研，系統(tǒng)的對礦山概況、開采現狀進行統(tǒng)計分析。利用原始地形圖、鉆孔數據、測斜資料等為基礎為礦山構建三維可視化模型，通過構建三維地表模型、鉆孔數據庫和礦體模型可以得出，三維地質數據庫是真實鉆孔軌跡的反應，可以立體清晰的反映出各礦體的位置關系，能夠為之后的計算提供更有保障的數據依據，既節(jié)約了工作的時間，同時也可更大程度的減少人為計算的錯誤。構建的礦體模型可更直觀地了解礦山整體信息，對礦山的開采、管理和后續(xù)發(fā)展都有指導作用。

關鍵詞：DIMINE;獲各琦露天礦;數字礦山

1.緒論

1.1研究背景

數字礦山（Digital Mine）理論自1999年于“國際數字地球”大會提出，至今礦山數字化的發(fā)展及其相關技術研究在[1，2]海內外學者中得到廣泛重視（李琦，1999;欒忠志等，2014）。數字化技術不僅限于礦山的研究，還涉及農業(yè)、海洋、交通等工程的數字化研究，這一切都得益于數字地球（DigitalEarth）和數字中國（DigitalChina）等戰(zhàn)略的提出及順利實施，激勵了我們對礦山新的更深層次的思考和對數[3]字礦山的新世紀的構想及不斷發(fā)掘（劉明舉等，2001）。

隨著社會的發(fā)展和礦山開采技術的提高，國外的一些露天開采山礦已放棄原有的傳統(tǒng)人工手工設計管理辦法轉變?yōu)榻柚畔⒒?、數字化的計算機管理方法，利用三維可視化技術模擬礦床，來實現高效礦山管理。

本文以內蒙古雙利礦業(yè)有限公司獲各琦2號露天鐵礦為研究對象，通過現場調研，系統(tǒng)的對概況、開采現狀進行統(tǒng)計分析。以大量原始地質資料信息包括矢量化的地形圖、原始的鉆孔數據、測斜資料等為基礎運用DIMINE礦業(yè)工程軟件為礦山建模。

1.2礦山基本概況

獲各琦2號露天鐵礦位于狼山中段北麓，行政區(qū)劃屬內蒙古自治區(qū)烏拉特后旗巴音寶力格鎮(zhèn)管轄。礦區(qū)東距省道S312約30km，南距巴音寶力格鎮(zhèn)100km，向南經巴音寶力格鎮(zhèn)至包—蘭鐵路臨河火車站135km，礦區(qū)至巴音寶力格鎮(zhèn)為水泥路面，獲青二級公路通車使礦區(qū)至青山鎮(zhèn)工業(yè)區(qū)僅53km，使礦區(qū)向外界的交通運輸更加方便。

礦山生產規(guī)模為100萬/年，年工作日330天，礦山服務年限13年。Fe1Fe2Fe3號礦體鐵礦石量（122b+333）為8021萬噸，平均品位30.16%，本次研究礦體主要為Fe1Fe2Fe3號礦體，礦體平均厚度23.5m，具有厚、大、出露地表的特點，適于露天開采。

2.獲各琦露天礦三維模型構建

2.1原始地表模型構建

原始地表模型的建立以矢量化的地形圖（CAD或Map-GIS）為基礎，將比例尺調整為1∶1000，坐標調至與實際相符合，導入至DIMINE軟件中。檢查等高線是否有斷點，確保每條等高線都連接后，為等高線賦予高程值，使每條等高線的高程值與實際相符，經過平面轉換和調整生成三維地表模型（DTM面），真實反映礦山原始地形地貌情況，并且可以加入勘探線布置、采礦權范圍等信息，如圖2.1所示。

在生產過程中收集測量的驗收數據、測點文件，然后將測點文件轉換為txt或者csv文件導入DMine中如圖2.2所示，形成一個測點文件。然后在利用測點文件利用實體建模中的整體約束dtm生成露天礦的地表模型如圖2.3所示。

2.2鉆孔模型及鉆孔數據庫構建

鉆孔數據庫由孔口文件、測斜文件和樣品文件三個數據表導入生成。本次建模中利用了83個鉆孔、643個測斜以及2642個樣品數據。

（1）鉆孔數據檢查

將收集的鉆孔數據（孔口文件、鉆孔測斜文件、鉆孔樣品文件）導入DMine中轉換為dmt格式文件，然后對文件進行校驗，如圖2.4所示，并輸出檢查報告，根據報告文件中的錯誤對文件中的錯誤鉆孔數據進行修改，直到所有錯誤修改完成。

（2）生成鉆孔數據庫

再將修改完成鉆孔數據導入DMine中并檢查文件內容與信息表中的字段使之保持對應一致，創(chuàng)建鉆孔數據庫如圖2.5所示。

（3）創(chuàng)建地質數據庫

創(chuàng)建完成鉆孔數據庫之后需要將文件輸出生成地質數據庫，將地質數據庫打開即可看到如圖2.6所示生成的鉆孔模型。

2.3礦體模型構建

建立原始礦體模型以地質報告中的礦體剖面圖、鉆孔數據庫為參考。在CAD中將勘探線剖面圖上的礦體逐一編號，封閉礦體輪廓線并整理到不同的編號圖層中，將剖面圖比例調整為1∶1000，調整好坐標以及高程;將整理好的礦體輪廓線導入至DIMINE軟件中，將平面圖轉換為剖面圖，將坐標及高程調整為實際的坐標高程。將剖面圖中的線斷轉換為多段線，利用線編輯功能對線框進行處理并使線框閉合。利用“實體建模”→“創(chuàng)建”→“線框”功能將相鄰的兩個剖面圖上同一編號的礦體輪廓線依次連接;按照勘探報告中的礦體外推原則依次將連接好的礦體輪廓線框外推、尖滅;選中礦體模型中的單體模型利用“合并”功能生成整體的實體模型如圖2.7所示。并對模型進行有效性檢測清除模型中的三角面片，使模型方向一致化。最終礦體模型的體積與實際相符。在模型創(chuàng)建完成后可與地質數據庫相組合計算出模型的礦石量，品位及金屬含量，同時可與地質報告中的地質儲量進行對比分析，并且對出現的誤差進行分析與評估如表1所示。建立礦體模型對礦山的設計及生產都有重要的意義。

3.結論

傳統(tǒng)方式是鉆孔通過投影到勘探線上成平面圖，而DI-MINE軟件是根據鉆孔的孔口信息、測斜信息及化驗信息自動生成三維數據庫。與傳統(tǒng)方式相比，三維地質數據庫是真實鉆孔軌跡的反應，為之后的計算提供更有保障的數據依據。三維地質數據庫只要建立成功則可以隨時準確快速調取信息，每次計算的時候不用人為去查找，DIMINE軟件會自動計算，這樣既節(jié)約了運算的時間，也可更大程度的減少人為計算的錯誤。構建的礦體模型可更直觀地了解礦山整體信息，對礦山的開采、管理和后續(xù)發(fā)展都有指導作用。

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