基于三維地質(zhì)模型的金屬礦床動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算技術(shù)研究.pdf

1、礦產(chǎn)資源是不可再生資源。隨著國內(nèi)外對礦產(chǎn)資源需求量的增大以及全球礦產(chǎn)資源的逐漸遞減,礦產(chǎn)資源的保護(hù)性開發(fā)已經(jīng)成為全球從事礦山、地質(zhì)以及能源等有關(guān)部門關(guān)注的焦點(diǎn)。地理信息系統(tǒng)理論與方法的發(fā)展,對于地質(zhì)礦產(chǎn)勘查水平的提高、礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量估算及其管理的智能化和自動(dòng)化具有重要的意義。將地理信息系統(tǒng)技術(shù)、三維地質(zhì)建模技術(shù)及可視化技術(shù)等應(yīng)用到固體礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量管理中,是目前礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量計(jì)算等研究領(lǐng)域的重要研究方向之一。
　　 本論文研究目的在于

2、建立一套金屬礦山儲(chǔ)量動(dòng)態(tài)管理數(shù)據(jù)模型與組織管理方式,研究金屬礦床三維模型動(dòng)態(tài)構(gòu)建技術(shù),探索金屬礦床儲(chǔ)量的動(dòng)態(tài)計(jì)算方法,開發(fā)金屬礦床儲(chǔ)量動(dòng)態(tài)計(jì)算原型系統(tǒng),為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量的動(dòng)態(tài)計(jì)算和管理等研究奠定理論和方法基礎(chǔ)。
　　 在系統(tǒng)總結(jié)國內(nèi)外三維地質(zhì)建模方法、儲(chǔ)量計(jì)算方法以及現(xiàn)有三維地質(zhì)模擬及儲(chǔ)量計(jì)算軟件發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,以礦床地質(zhì)學(xué)、地理信息科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)為理論基礎(chǔ),綜合應(yīng)用計(jì)算幾何方法、計(jì)算機(jī)圖形圖像處理方法、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)方法

3、等進(jìn)行金屬礦床儲(chǔ)量動(dòng)態(tài)計(jì)算方法研究。在此基礎(chǔ)上,利用南京某鐵礦勘探開采的實(shí)際數(shù)據(jù),驗(yàn)證本文所提出的基于三維地質(zhì)模型的儲(chǔ)量動(dòng)態(tài)計(jì)算技術(shù)方法的合理性與實(shí)用性。
　　 根據(jù)金屬礦床空間分布特點(diǎn),提出一種“先面后體”的金屬礦體混合建模方法。具體而言,首先提出“控制點(diǎn)分段法”和“中線連接法”,實(shí)現(xiàn)礦體輪廓線的自動(dòng)連接構(gòu)網(wǎng),進(jìn)而采用人工干預(yù)方法,實(shí)現(xiàn)最佳拐點(diǎn)的連接。同時(shí),在建立礦體表面模型的基礎(chǔ)上,通過插值計(jì)算生成一系列的加密控制點(diǎn),對礦體

4、表面模型進(jìn)行局部重構(gòu),使處理后的模型更趨于精細(xì)。在礦體面模型的正六面體剖分問題上,提出一種基于正投影解算的“正投影轉(zhuǎn)換法”,將三維空間問題轉(zhuǎn)換到平面上的點(diǎn)與三角形位置關(guān)系判斷問題,解決了傳統(tǒng)建模方法中判斷三維空間中射線與三角面片是否相交的技術(shù)難點(diǎn),從而大大降低了礦體建模的復(fù)雜度和計(jì)算量。
　　 針對金屬礦床儲(chǔ)量動(dòng)態(tài)計(jì)算的具體要求,研究并提出一種三維礦體模型局部動(dòng)態(tài)重構(gòu)與儲(chǔ)量動(dòng)態(tài)計(jì)算方法。利用礦山開采過程中新增勘探孔揭露的礦體尖滅

5、數(shù)據(jù),判斷尖滅的影響范圍,從而對開采礦體的局部表面模型與內(nèi)部屬性模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)重構(gòu)；基于插入樣品的局部體元品位重算技術(shù),自動(dòng)判別插入樣品的影響范圍,從而確定受其影響的所有體元,并對受影響的體元進(jìn)行品位重算；為了提高金屬礦床儲(chǔ)量動(dòng)態(tài)計(jì)算速度,采用空間布爾運(yùn)算方法,結(jié)合金屬礦體和礦體塊段固有空間包圍屬性,進(jìn)行三角面篩選。
　　 分析了“基于三維地質(zhì)模型的金屬礦床動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算系統(tǒng)”功能組成,搭建了原型系統(tǒng)的框架,基于VC++.net開發(fā)