孫浩展

（金誠信礦山工程設(shè)計院有限公司，北京 100071）

3DMine軟件的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)主要為模塊，其模塊中就包含了三維核心、地質(zhì)數(shù)據(jù)庫、表面模型、塊體模型、線框模型以及采礦設(shè)計模塊。軟件本身可實現(xiàn)從二維到三維界面的快速轉(zhuǎn)換，并在界面結(jié)構(gòu)上構(gòu)建關(guān)聯(lián)關(guān)系，建立一套完整的數(shù)據(jù)遞進共享機制，在地質(zhì)軟件設(shè)計模式應(yīng)用方面具有顯著作用。

1 3DMine軟件模塊的基本構(gòu)成分析

如前言所述，3DMine軟件中的模塊內(nèi)容非常豐富，以下將進行逐一分析。

首先是核心模塊，核心模塊擁有友好界面，其功能強大，可建立一套三維顯示與瀏覽平臺，它完全集成了數(shù)據(jù)可視化內(nèi)容與可編輯的真實環(huán)境內(nèi)容。當(dāng)然，核心模塊所承擔(dān)的紐帶作用也非常明確，它可將多種類型的空間數(shù)據(jù)疊加起來并形成真彩渲染形式，保證模塊在不同角度實現(xiàn)靜態(tài)或動態(tài)剖切過程。一般來說，3DMine軟件模塊中的三維線段內(nèi)部填充內(nèi)容是非常豐富的，它能夠?qū)崿F(xiàn)三維可視化優(yōu)化，在三維建模方面也追求利用地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)實現(xiàn)礦區(qū)資源量品位估值，實現(xiàn)資源量估算。它所建立的是一套完整的、三維環(huán)境下的礦體模型與礦床邊界，它能夠?qū)Σ删蚬こ虒嵤﹦討B(tài)顯示，保證應(yīng)用模塊模型與地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)估值方法都能被應(yīng)用于礦區(qū)資源量估算過程中，也可實現(xiàn)動態(tài)儲量計算與管理過程。

3DMine的外部數(shù)據(jù)導(dǎo)入主要通過核心模塊中的Plugin模塊實現(xiàn)，該模塊充分考慮到了軟件的通用性，它運用到了礦業(yè)軟件中的Surpac、Micromine等等軟件內(nèi)容，增加了外部文本以及Excel數(shù)據(jù)導(dǎo)入機制，形成了圖形數(shù)據(jù)接口，這對強化軟件實用性價值是非常有幫助的。

其次是地質(zhì)數(shù)據(jù)庫模塊，3DMine軟件充分吸收了ODBC開放數(shù)據(jù)庫的技術(shù)優(yōu)勢，也豐富了數(shù)據(jù)庫存儲與地質(zhì)信息，保證軟件中的某些簡單步驟創(chuàng)建與數(shù)據(jù)庫連接有效到位。在直接導(dǎo)入數(shù)據(jù)源文件過程中，它也明確了數(shù)據(jù)庫應(yīng)用格式，在直接導(dǎo)入數(shù)據(jù)源文件過程中簡化了操作過程，規(guī)避了錯誤信息，在呈現(xiàn)報告內(nèi)容方面非常迅速。地質(zhì)數(shù)據(jù)庫模塊能夠與3DMine軟件的中心圖形系統(tǒng)密切關(guān)聯(lián)，利用鼠標(biāo)右鍵就能夠瀏覽地質(zhì)數(shù)據(jù)庫中相關(guān)數(shù)據(jù)，特別是可基于不同屬性顏色設(shè)置來顯示鉆孔中的巖性、軌跡、深度以及品位變化，確保數(shù)據(jù)標(biāo)高生成平面或勘探線形成豎直剖面。而在剖面上，還可繼續(xù)利用鼠標(biāo)切換，輔助技術(shù)人員輕松完成數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)查詢過程，對地質(zhì)數(shù)據(jù)指標(biāo)進行解譯，然后再對礦區(qū)資源量進行有針對性的估算。

另外還有資源量估算模塊，這一模塊可實現(xiàn)對礦區(qū)資源量的有效估算。該模型中所運用到的是塊體模型（Block Model），即品位模型。結(jié)合地質(zhì)實際形態(tài)，它可按照計算對象規(guī)格尺寸在空間區(qū)域內(nèi)劃分小塊，賦予每一個小塊相應(yīng)的屬性賦值，通過模型中的八叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來進行數(shù)據(jù)指標(biāo)內(nèi)容存儲，如此便可快速查詢定位子塊具體位置，保證塊體模型的子塊估值能夠滿足算法多樣性要求。舉個例子，在地質(zhì)上常用到最近距離法，如此可估算距離冪次的地質(zhì)數(shù)據(jù)結(jié)果，實施估算統(tǒng)計。所以說，3DMine作為一款十分專業(yè)的礦業(yè)工程計算軟件，它的地質(zhì)統(tǒng)計模塊中所建立的三維可視化內(nèi)容相當(dāng)豐富，它表現(xiàn)出了極強的估值能力，所估算出的結(jié)果內(nèi)容也相當(dāng)簡單易懂[1]。

2 3DMine塊體模型的資源量估算方法

利用3DMine塊體模型可進行礦區(qū)資源量的有效估算，其計算功能模塊中運用到了TIN不規(guī)則三角網(wǎng)技術(shù)，它可在估算過程中生成數(shù)字地形表面模型與三維地質(zhì)線框模型，比較常見的斷層、巖層、礦體模型等等。在這里就運用到了塊體模型基本概念，結(jié)合變塊技術(shù)建立礦床資源的品位模型，結(jié)合地質(zhì)統(tǒng)計方法與線性內(nèi)插值方法對塊體模型實施估值計算，最后達到填充礦體的效果。

在這里，需要對所有塊體質(zhì)點中心點中所存儲的屬性信息進行分析，估算其塊體質(zhì)點中心點中的具體品位值，具體來說就是能夠通過3DMine軟件快速計算出礦區(qū)的礦石量以及平均品位。

常用的品位估值方法主要采用到了地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)方法以及非地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)方法，這里簡單介紹一下比較常用的非地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)方法。非地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)方法采用到了線性插值方法，主要對地質(zhì)勘查與測量過程中離散空間上所分布的不均勻數(shù)據(jù)進行分析，例如可利用數(shù)據(jù)計算對空間單元塊中的估值內(nèi)容進行分析調(diào)整，其主要應(yīng)用到的估算方法就包括了多邊形法、單一法、距離冪次反比法等等。上述估算方法原理中都融入了差值估算內(nèi)容，而其中應(yīng)用最多的還屬距離冪次反比法，其估算原理中采用到了待估點品位值與已知品位點空間位置反比計算方法。簡單說，它的估算距離越遠，對待估點品位值的影響就越?。环粗?，估算距離越近影響就越大，它的估值公式應(yīng)該為[2]：

在算式中，C(x)代表待估點的品位值，C(xi)代表已知樣品點的具體品位，d代表第i個點到待估點的實際距離?？陀^看來，上述估算算法是結(jié)合地質(zhì)變量二重性（隨機性、規(guī)律性）展開計算的，它建立了一套問題解決統(tǒng)計方法，能夠?qū)ΦV體所有需要估值的部分進行估計方差計算，估算出最優(yōu)偏量值，并優(yōu)化估計方差結(jié)果?？傮w來說，該估算方法在資源量估算方面具備一定合理性，能夠?qū)崿F(xiàn)地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)的有效擴展，所以它目前也是礦區(qū)地質(zhì)資源量計算的最有效方法[3]。

3 基于3DMine軟件的某A礦區(qū)資源量估算應(yīng)用案例分析

3.1 A礦區(qū)基本概述

A礦區(qū)為中低溫?zé)嵋毫严冻涮钚豌~礦床，采用邊界品位0.2%、工業(yè)品位0.4%的指標(biāo)共圈定礦體25條，其中主要礦體8條，次要礦體3條，其他小礦體14條。銅礦化帶走向以東西或北東東走向為主，南傾或北傾，平行成組分布在英安斑巖體的南北兩側(cè)外接觸帶千枚巖中。對A礦區(qū)中的銅礦體利用3DMine軟件建立地質(zhì)模型與資源模型，并進行了資源量估算。

3.2 A礦區(qū)資源量估算應(yīng)用分析

A礦區(qū)資源量估算過程中會涉及諸多步驟流程，其中包括地形遙感數(shù)據(jù)、地質(zhì)數(shù)據(jù)庫建立以及資源量估算。

3.2.1 地形遙感數(shù)據(jù)分析

在針對A礦區(qū)的地形遙感數(shù)據(jù)進行分析，結(jié)合實際工作過程對等高線DTM模型進行三維顯示分析，生成地表數(shù)據(jù)，確保DTM表面具有真實感，采集景物表面的紋理細節(jié)優(yōu)化表面，形成表面真實感，優(yōu)化表面紋理細節(jié)，形成二維紋理映射，結(jié)合地形地貌特征分析估算其遙感影像數(shù)據(jù)內(nèi)容，分析理解其大面積、多時態(tài)特征，表現(xiàn)豐富的地表地物特征，基于地形建模過程分析其遙感影像，建立紋理數(shù)據(jù)庫[5]。

3.2.2 地質(zhì)數(shù)據(jù)庫的分析

在確保準(zhǔn)確、充分采集和整理各類地質(zhì)資料的基礎(chǔ)之上，通過Excel表導(dǎo)入3DMine軟件中，建立地質(zhì)數(shù)據(jù)庫，對地質(zhì)數(shù)據(jù)庫的組成部分進行分析，圍繞鉆探、槽探等編錄資料進行分析，明確遙感資料，對各類化驗結(jié)果數(shù)據(jù)進行檢查與統(tǒng)計。在該過程中，保證所有導(dǎo)入到3DMine軟件中的各種數(shù)據(jù)真實有效。

3.2.3 礦體圈定與三維建模

在A礦區(qū)進行礦體圈定，創(chuàng)建實體線框模型，基于詳細對比研究建立三維模型。首先導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫內(nèi)容，建立剖面三角網(wǎng)連接體系，生成實體模型，最終結(jié)合A礦區(qū)地質(zhì)信息優(yōu)化建立實體模型[4]。

3.2.4 資源量估算分析

首先對A礦區(qū)進行塊體模型構(gòu)建，為A礦區(qū)創(chuàng)建資源量估算塊體模型，結(jié)合礦體產(chǎn)狀、形態(tài)等等指標(biāo)，基于一定尺寸將礦體劃分成各個小塊段，利用礦體內(nèi)部的樣品數(shù)據(jù)等建立屬性信息，快速查詢定位子塊位置，數(shù)據(jù)采用八叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行存儲。

其次進行估值，考慮礦體品位較穩(wěn)定、變化較小的特征，選取常用的距離冪次反比法進行塊體模型品位項的估算。估值參數(shù)考慮礦體走向及傾角的變化，同時采用樣品與礦體匹配原則，即礦體品位估值僅選取該礦體的組合樣數(shù)據(jù)。結(jié)合勘探工程探制程度，選取相應(yīng)的估值鄰域，并分三次進行估值，經(jīng)第一次估值后，未估值塊體進行第二次估值，最后對未估值塊體進行第三次估值。依據(jù)選取的估值參數(shù)，軟件自動完成品位估值計算。通過生成3DMine塊體模型報告，對估值資源量結(jié)果進行分析，將與原地質(zhì)報告的資源量偏差值控制在5%范圍內(nèi)，建立傳統(tǒng)地質(zhì)塊段估算體系，確保估算結(jié)果偏差降到最低[6]。

4 總結(jié)

在運用3DMine軟件過程中，可建立三維地質(zhì)建模體系，快速實現(xiàn)對礦體形態(tài)的可視化操作，通過估算數(shù)據(jù)實現(xiàn)精準(zhǔn)、高效化管理。再者要運用到距離冪次反比法來估算資源量結(jié)果，縮小誤差，有效提升礦山地質(zhì)工作整體效率。