李藝昕

摘要：本文以內(nèi)蒙古雙利礦業(yè)有限公司獲各琦2號(hào)露天鐵礦為研究對(duì)象，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，系統(tǒng)的對(duì)礦山概況、開(kāi)采現(xiàn)狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。利用原始地形圖、鉆孔數(shù)據(jù)、測(cè)斜資料等為基礎(chǔ)為礦山構(gòu)建三維可視化模型，通過(guò)構(gòu)建三維地表模型、鉆孔數(shù)據(jù)庫(kù)和礦體模型可以得出，三維地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)是真實(shí)鉆孔軌跡的反應(yīng)，可以立體清晰的反映出各礦體的位置關(guān)系，能夠?yàn)橹蟮挠?jì)算提供更有保障的數(shù)據(jù)依據(jù)，既節(jié)約了工作的時(shí)間，同時(shí)也可更大程度的減少人為計(jì)算的錯(cuò)誤。構(gòu)建的礦體模型可更直觀地了解礦山整體信息，對(duì)礦山的開(kāi)采、管理和后續(xù)發(fā)展都有指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：DIMINE;獲各琦露天礦;數(shù)字礦山

1.緒論

1.1研究背景

數(shù)字礦山（Digital Mine）理論自1999年于“國(guó)際數(shù)字地球”大會(huì)提出，至今礦山數(shù)字化的發(fā)展及其相關(guān)技術(shù)研究在[1，2]海內(nèi)外學(xué)者中得到廣泛重視（李琦，1999;欒忠志等，2014）。數(shù)字化技術(shù)不僅限于礦山的研究，還涉及農(nóng)業(yè)、海洋、交通等工程的數(shù)字化研究，這一切都得益于數(shù)字地球（DigitalEarth）和數(shù)字中國(guó)（DigitalChina）等戰(zhàn)略的提出及順利實(shí)施，激勵(lì)了我們對(duì)礦山新的更深層次的思考和對(duì)數(shù)[3]字礦山的新世紀(jì)的構(gòu)想及不斷發(fā)掘（劉明舉等，2001）。

隨著社會(huì)的發(fā)展和礦山開(kāi)采技術(shù)的提高，國(guó)外的一些露天開(kāi)采山礦已放棄原有的傳統(tǒng)人工手工設(shè)計(jì)管理辦法轉(zhuǎn)變?yōu)榻柚畔⒒?shù)字化的計(jì)算機(jī)管理方法，利用三維可視化技術(shù)模擬礦床，來(lái)實(shí)現(xiàn)高效礦山管理。

本文以內(nèi)蒙古雙利礦業(yè)有限公司獲各琦2號(hào)露天鐵礦為研究對(duì)象，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，系統(tǒng)的對(duì)概況、開(kāi)采現(xiàn)狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。以大量原始地質(zhì)資料信息包括矢量化的地形圖、原始的鉆孔數(shù)據(jù)、測(cè)斜資料等為基礎(chǔ)運(yùn)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(hào)露天鐵礦位于狼山中段北麓，行政區(qū)劃屬內(nèi)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(jīng)巴音寶力格鎮(zhèn)至包—蘭鐵路臨河火車(chē)站135km，礦區(qū)至巴音寶力格鎮(zhèn)為水泥路面，獲青二級(jí)公路通車(chē)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(yùn)輸更加方便。

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

2.獲各琦露天礦三維模型構(gòu)建

2.1原始地表模型構(gòu)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(chǔ)，將比例尺調(diào)整為1∶1000，坐標(biāo)調(diào)至與實(shí)際相符合，導(dǎo)入至DIMINE軟件中。檢查等高線是否有斷點(diǎn)，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(shí)際相符，經(jīng)過(guò)平面轉(zhuǎn)換和調(diào)整生成三維地表模型（DTM面），真實(shí)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(quán)范圍等信息，如圖2.1所示。

在生產(chǎn)過(guò)程中收集測(cè)量的驗(yàn)收數(shù)據(jù)、測(cè)點(diǎn)文件，然后將測(cè)點(diǎn)文件轉(zhuǎn)換為txt或者csv文件導(dǎo)入DMine中如圖2.2所示，形成一個(gè)測(cè)點(diǎn)文件。然后在利用測(cè)點(diǎn)文件利用實(shí)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(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建

鉆孔數(shù)據(jù)庫(kù)由孔口文件、測(cè)斜文件和樣品文件三個(gè)數(shù)據(jù)表導(dǎo)入生成。本次建模中利用了83個(gè)鉆孔、643個(gè)測(cè)斜以及2642個(gè)樣品數(shù)據(jù)。

（1）鉆孔數(shù)據(jù)檢查

將收集的鉆孔數(shù)據(jù)（孔口文件、鉆孔測(cè)斜文件、鉆孔樣品文件）導(dǎo)入DMine中轉(zhuǎn)換為dmt格式文件，然后對(duì)文件進(jìn)行校驗(yàn)，如圖2.4所示，并輸出檢查報(bào)告，根據(jù)報(bào)告文件中的錯(cuò)誤對(duì)文件中的錯(cuò)誤鉆孔數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，直到所有錯(cuò)誤修改完成。

（2）生成鉆孔數(shù)據(jù)庫(kù)

再將修改完成鉆孔數(shù)據(jù)導(dǎo)入DMine中并檢查文件內(nèi)容與信息表中的字段使之保持對(duì)應(yīng)一致，創(chuàng)建鉆孔數(shù)據(jù)庫(kù)如圖2.5所示。

（3）創(chuàng)建地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)

創(chuàng)建完成鉆孔數(shù)據(jù)庫(kù)之后需要將文件輸出生成地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)，將地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)打開(kāi)即可看到如圖2.6所示生成的鉆孔模型。

2.3礦體模型構(gòu)建

建立原始礦體模型以地質(zhì)報(bào)告中的礦體剖面圖、鉆孔數(shù)據(jù)庫(kù)為參考。在CAD中將勘探線剖面圖上的礦體逐一編號(hào)，封閉礦體輪廓線并整理到不同的編號(hào)圖層中，將剖面圖比例調(diào)整為1∶1000，調(diào)整好坐標(biāo)以及高程;將整理好的礦體輪廓線導(dǎo)入至DIMINE軟件中，將平面圖轉(zhuǎn)換為剖面圖，將坐標(biāo)及高程調(diào)整為實(shí)際的坐標(biāo)高程。將剖面圖中的線斷轉(zhuǎn)換為多段線，利用線編輯功能對(duì)線框進(jìn)行處理并使線框閉合。利用“實(shí)體建?！薄皠?chuàng)建”→“線框”功能將相鄰的兩個(gè)剖面圖上同一編號(hào)的礦體輪廓線依次連接;按照勘探報(bào)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(shí)體模型如圖2.7所示。并對(duì)模型進(jìn)行有效性檢測(cè)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(shí)際相符。在模型創(chuàng)建完成后可與地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)相組合計(jì)算出模型的礦石量，品位及金屬含量，同時(shí)可與地質(zhì)報(bào)告中的地質(zhì)儲(chǔ)量進(jìn)行對(duì)比分析，并且對(duì)出現(xiàn)的誤差進(jìn)行分析與評(píng)估如表1所示。建立礦體模型對(duì)礦山的設(shè)計(jì)及生產(chǎn)都有重要的意義。

3.結(jié)論

傳統(tǒng)方式是鉆孔通過(guò)投影到勘探線上成平面圖，而DI-MINE軟件是根據(jù)鉆孔的孔口信息、測(cè)斜信息及化驗(yàn)信息自動(dòng)生成三維數(shù)據(jù)庫(kù)。與傳統(tǒng)方式相比，三維地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)是真實(shí)鉆孔軌跡的反應(yīng)，為之后的計(jì)算提供更有保障的數(shù)據(jù)依據(jù)。三維地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)只要建立成功則可以隨時(shí)準(zhǔn)確快速調(diào)取信息，每次計(jì)算的時(shí)候不用人為去查找，DIMINE軟件會(huì)自動(dòng)計(jì)算，這樣既節(jié)約了運(yùn)算的時(shí)間，也可更大程度的減少人為計(jì)算的錯(cuò)誤。構(gòu)建的礦體模型可更直觀地了解礦山整體信息，對(duì)礦山的開(kāi)采、管理和后續(xù)發(fā)展都有指導(dǎo)作用。

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