矿山三维实体建模

采用大型矿床三维软件Surpac构建了凡口铅锌矿深部矿床地质数据库,建立起了该矿的地表三维模型、深部矿体(-320以下)三维实体模型、主要断层三维模型、巷道工程三维模型以及矿体块体模型;分别采用普通克立格法和距离反比法对矿体金属元素品位进行了估值,运用估值结果分别按各金属元素和各中段进行了储量的统计计算,并将计算结果与矿山实际勘探获得的储量结果进行了对比分析.实践表明,所建模型和品位、储量计算结果可靠,从而有效地实现了该矿山深部矿体、岩层、断层、井巷工程等地下空间体的三维可视化,并为矿山深部矿床的有效开采和勘探设计及施工奠定了坚实的基础.     

基于钻孔编录信息可视化解译的矿床三维建模

运用大型三维矿业软件SURPAC创建某矿深部矿段的地质数据库,可视化解译地质钻孔编录包含的断层、地层和矿体信息,构建断层、地层和矿体的三维模型;在建立该矿段品位块体模型的基础上,采用普通克立格法对矿体有用元素品位进行估值,并对矿段有用元素的平均品位和地质储量进行统计计算.以所建立的地质数据库和断层、地层、矿体和井巷工程三维实体模型为基础,实现包含矿体、断层、地层、巷道、钻孔、坐标、比例尺、标题栏等多种图元信息的地质剖面自动成图.实际应用结果表明:基于钻孔编录信息可视化解译所建立的矿床三维模型可靠,地质剖面出图能满足工程应用要求,具有重要的应用价值.     

基于GOCAD的钻孔数据建模方法与实例研究

三维地质建模能清晰地展示地面以下地质体的结构面及相互关系。利用GOCAD软件,提出一种以钻孔为主要数据的地层界面建模方法,包括钻孔数据提取、空间数据库建立、地质界面构建、地层面模型生成和实体模型显示等。着重阐述了在钻孔数据丰富和缺乏的2种情形下,快速构建关键地质界面的技术方法。对某地铁沿线钻孔数据的实例应用表明,本方法构建的三维地质模型与地质事实吻合度高,并能有效地发现地质结构薄弱区段和潜在不良地质问题发育部位。     

三维地质界面曲面建模关键算法

采用露头,钻孔以及地震等数据进行三维复杂地质界面建模,关键问题包括三维地质界面模型确定方法、地质界面接触关系处理方法。根据区块地质数据建立地质界面三角网格模型,处理地质界面之间复杂位置关系,为三维地质体建模提供约束面,清晰地描述并恢复地下构造。就三维复杂地质界面建模中的关键问题,提出基于几何拓扑关系的地质界面三角网格模型生成算法、地质界面空间位置判断算法。在算法中引入几何拓扑关系,降低算法实现的复杂性,增加算法实现效率。     

Surpac软件在巴彦乌拉铀矿床三维地质建模中的应用

三维地质建模能够对大量复杂的地质体进行直观显示和表达,有利于展现地质体的内部形态特征,便于成矿规律的研究。以二连盆地巴彦乌拉砂岩型铀矿床为研究对象,对该地区相关地质资料进行整理和收集,对钻孔数据进行信息化处理。借助三维矿业软件Surpac,先后建立了巴彦乌拉铀矿床地质数据库、地质体实体模型以及块体模型和品位模型。在此基础上总结了构建地质体三维模型的原理方法,并探讨了三维地质建模可视化的应用。     

三维地质界面建模关键算法研究

采用露头,钻孔以及地震等数据进行三维复杂地质界面建模,关键问题包括三维地质界面模型确定方法,地质界面接触关系处理方法。根据区块地质数据建立地质界面三角网格模型,处理地质界面之间复杂位置关系,为三维地质体建模提供约束面,清晰地描述并恢复地下构造。本文就三维复杂地质界面建模中的关键问题,提出基于几何拓扑关系的地质界面三角网格模型生成算法,地质界面空间位置判断算法。在算法中引入几何拓扑关系,降低算法实现的复杂性,增加算法实现效率。     

宝日希勒露天矿三维地质模型的建立及应用

分析了宝日希勒露天矿的地质概况,对地质数据进行了搜集与整理,建立了地质数据库;采用距离幂次反比法对各地层的地质数据进行插值;采用带约束条件的Delaunay三角网法构建三维地质面模型;采用合并法构建三维地质实体模型,通过各个地层实体间的布尔运算构建三维地质集成模型;利用边坡构成要素及参数构建露天矿分层开采境界模型;通过三维地质集成模型与分层开采境界模型之间的布尔运算,对露天矿境界内的煤岩量进行了核实.     

基于棱柱体的三维地质建模方法

 矿体赋存条件复杂、地质构造多变。为探究真实地质体情况,通过对现有各类地质体建模方法的分析,尤其是对TIN模型构建、实体(solid)构模的特点进行探讨,提出一种基于工程棱柱体的三维地质建模方法。结合钻孔数据特点和地层分布规律,根据勘探工程的钻孔平面位置将勘探区域划分为若干棱柱体。对每个棱柱体侧面进行矿段对比连接,完成棱柱体线框图搭建,随之逐面、逐层、逐柱构建三角网,直至形成整个地质体的三角网。将实体构模方法结合其中,实现了三维地层实体模型的建立,既能充分反映矿体的三维形态,又能使所显示的三维矿体进行实体描述。使得矿体属性连续并可计算,同时模型能够结合工程师经验自动推理尖灭、分叉、断层和褶皱等复杂地层构造。其具有三维显示又具有实体描述的特点,尤其便于按储量级别进行储量估算等矿量计算,具有实际应用价值。     

复杂空区群建模及在圈定矿岩移动范围的应用

以大岭西山菱镁矿为例,基于SURPAC软件平台,综合应用边界轮廓线法和Delaunay三角化方法的复杂地质体建模方法,建立了矿区的数字地表模型和空区群的三维实体模型.并以TCL语言为基础,编制了基于空区底板边界轮廓线、岩石移动角和地表投影标高的矿岩移动范围三维模型自动构建程序,对大岭西山菱镁矿进行了应用,得到了矿岩移动范围的三维实体模型,并将其与数字地表模型进行布尔运算,圈定地表移动范围.     

红透山矿区三维地质建模与可视化研究

红透山矿区是中国开采深度最深的金属矿山之一,具有巨大的找矿潜力。本文采用三维地质建模和可视化技术方法,结合红透山矿区地质特征,以国际矿业软件Surpac为平台,建立红透山矿区地质数据库,在此基础上构建了矿区地表、断层、矿体以及地层三维实体模型。为提取地质控矿指标,基于地质体三维实体模型,通过地质空间立体单元划分,建立了岩性、断层、矿化分布等控矿因素的三维空间场模型,以及可控源音频大地电磁法CSAMT、瞬变电磁法TEM物探找矿指标三维空间场模型,直观显示了矿区地质体空间分布特征,为进一步开展红透山矿区深边部三维定量找矿预测奠定了基础。研究表明,三维可视化建模技术在隐伏矿体立体定量预测研究中具有明显优势,具有较高的推广和应用价值。     

基于SURPAC的千鹅冲钼矿三维模型构建

以千鹅冲钼矿为研究对象,利用SURPAC软件构建矿床三维实体模型和块体模型,直观的反映矿体空间形态、分布特征等,并估算矿床资源储量,为矿山资源合理开发和综合利用提供了科学依据。     

基于三维地质实体模型生成地质剖面图的应用

为了减少地质工程技术人员手工描绘剖面图,并能直接反映区域构造特征、煤层赋存情况以及地质体的空间特征,提出了一种在AutoCAD平台下基于三维地质实体模型进行任意剖切实体并生成地质剖面图的方法。此方法生成的地质剖面图更加准确、快捷真实地反映了矿床的基本特征,为分析地质构造,编制其他地质图件,进行采掘设计等提供基础依据。     

基于TIN的地质界面三维形态分析方法与应用

现有的空间分析方法难以有效地提取地质界面空间形态这种控矿因素,针对该问题,基于三维地质建模、空间插值、地质场分析等方法,提出基于TIN模型的地质界面三维形态分析的新方法.该方法在使用三维TIN模型来模拟地质界面的基础上,使用空间几何和计算机图形学原理计算地质界面的一般几何形态参数(坡度、夹角等)和距离场,然后利用空间插值和趋势剩余分析技术,分级提取出地质界面的总体形态趋势以及形态起伏,最后以栅格模型来表达控矿地质因素场,实现各种控矿地质因素的定量模拟.以福建丁家山铅锌矿床的主要控矿地质界面为例进行三维形态分析.研究结果表明:采用基于TIN的地质界面三维形态分析方法能够更精确、更高效的提取地质界面的各种形态参数,有效的定量化表达控矿地质因素,在隐伏矿体立体定量预测中具有重要意义.     

河北承德黑山钒钛磁铁矿富矿床三维模型研究及储量估算

RDS为天津大学联合中核第四设计院尚在开发的三维模型软件。该文以河北承德某铁矿为研究对象,应用RDS软件,人机交互解译地质数据建立了三维动态钻孔数据库;构建了大庙铁矿矿床的可视化三维矿床模型,并总结一套RDS建立铁矿床的建模流程;在三维模型的基础上,应用块段法对矿床进行了储量估算,并对其可靠性进行了验证,验证结果表明,模型估算结果准确可靠。为矿山的进一步开发及综合利用提供了科学依据。     

立体预测中的地质几何方法的原理和应用

本文研究了当前正在发展的立体定量预测中的地质几何方法的基本原理和数学模型及其应用。作者采用多项式函数和趋势-剩余分析对控矿地质界面(如地层界面、不整合面、断裂面及侵入接触界面等)进行形态模拟,并根据模拟所得地质几何参数对矿体进行空间定位和深边部立体预测,然后采用三维趋势分析或克里金法对预测地段的矿床值进行定量估计。四个矿床的预测应用证明该方法实际效果较好。     

水利水电工程地质-水工 三维协同设计系统研究

针对实现水利水电工程三维设计中所存在的关键问题,基于三维地质建模、水工建筑物快速建模和计算机协同设计技术等先进技术,采用了面向对象方法,设计并实现了水利水电工程地质-水工三维协同设计系统。该系统由三维地质建模、水工建筑物建模、工程地质分析与设计,以及数据库管理4个模块组成。地质和水工建筑物建模为工程地质分析与设计提供了三维模型,能够进行三维剖切分析、建基面分析、地下建筑物布置分析、边坡开挖分析等多方面的综合分析和不同专业间的协同作业,为水利水电工程三维设计提供了技术支持。     

露天矿三维可视化矿床地质模型的建立

基于裁剪曲面和不规则多边形，建立了露天矿三维可视化矿床地质模型，这个模型是由地质界面模型和地表面模型组合而成的。地质界面模型是由煤层的顶底板插值曲面经煤层边界和断层曲面裁剪而成的，地表面模型是对原始地表数据和矿坑数据进行三角剖分得到的三角形网格。根据露天矿的开采特点，实现了对模型的自动维护和更新，形成了动态的露天矿三维可视化矿床地质模型。     

香花岭锡矿床三维数学模型及深边部盲矿预测

本文以香花岭锡矿床为例,着重对成矿预测模型的立体化和定量化进行探讨。笔者在充分收集现有资料的基础上,通过三维地质体几何模型和各地质因素控矿作用定量化的研究,建立了反映矿床值和控矿因素定量联系的矿床三维数学模型,给出了具有定位和定量意义的预测结果。     

基于放样和切割的FLAC3D复杂滑坡建模

FLAC3D前处理模块对复杂地质体建模具有一定的难度,因而提出应用AutoCAD放样功能和AutoCAD Civil3D,ANSYS切割功能为建模主体,辅以其他软件的复杂滑坡模型建立的方法.该方法在野外收集的地质资料的基础上,通过Surfer 软件对离散地质界面数据进行插值并形成规整地质界面信息(数字高程模型,DEM),在AutoCAD中利用插值的坐标信息通过AutoCAD二次开发程序VBA绘制样条曲线,并利用样条曲线进行放样得到代表地质界面的曲面,再利用AutoCAD Civil3D的三维建模功能通过面切割体的方法将体切割形成地表面,最后通过ANSYS面切割体方法实现其他滑坡体单元和复杂接触面的建立,从而完成复杂地质界面的嵌合和尖灭的处理,实现了复杂滑坡模型的建立.通过胡蓉国道主干线的刘家嘴滑坡模型的建立及分析证明了该方法的可行性和实用性.     

旋挖成孔方式下螺纹状围岩粗糙度量化分析

嵌岩桩是大跨径桥梁工程中常用的一种基础形式。由于钻孔工具等因素,桩-岩界面上会形成系列起伏的三维粗糙体,其对桩基承载性能至关重要。因此准确量化实际三维桩-岩粗糙体的粗糙度特征,是建立基于界面粗糙度的桩基承载力设计方法首先需要解决的问题。为此,依托于马鞍山长江大桥深嵌岩桩基工程,在现场钻取含三维粗糙体的砂岩试样,利用三维激光扫描重塑桩-岩界面数字化模型,对其粗糙度特征值,面积扩展率S、相对平均起伏度Rs和桩-岩界面平均倾斜角θ 等进行量化分析;而后构建桩-岩界面试样开展3组界面剪切试验和3组界面抗压试样以计算试样的JRC3D值,并基于试验结果验证已有JRC3D经验计算方法对桩-岩界面的适用性。结果表明:（1）实际桩-岩界面既有规则的螺纹状凹槽,也有起伏较低的相对平整面,而非室内试验中规则粗糙体或不规则孔洞;（2）实际桩-岩界面粗糙度远大于岩体结构面和室内规则粗糙体,面积扩展率、相对平均起伏度和界面平均倾斜角均明显较大;（3）桩-岩界面JRC3D均值为26.15,大于岩体结构面（标准轮廓线上限值20）和室内规则粗糙体,可近似采用公式7估算。研究成果可为建立基于界面粗糙度的深嵌岩桩设计方法提供科学依据。