某矿床资源及采场环境三维可视化模型框架的建立

资源及开采环境三维可视化模型是数字化矿山的基础,框架是模型核心。通过对各种建模方法的分析,对比钼矿地质情况,选择了适合矿山实际的建模方法。依据建模方法及可视化的功能建立了数据库框架与三维可视化模型框架。     

矿床开采与环境保护的系统研究

本文分析了矿床开采过程及开采终了的环境状况，建立了考虑矿山环境治理及保护费用在内的矿床开采价值模型；用系统模拟的方法得出整体最优的矿床开采方案；根据矿山开采终了的景观，建立生态复垦及环境保护方案库，从中选出可行的方案并进行模拟设计；根据设计结果，综合其地因素，选择生态价值和经济价值均最优且技术上又可行的矿床开采方案及其工艺系统。     

钨矿床三维建模和储量可视化计算

利用国际矿山软件Surpac对新田岭钨矿建立地质数据库、三维实体模型和块体模型,实现地表、断层、地层和矿体的地下三维可视化。根据地质统计学原理对钻孔样品数据进行组合分析,通过对三维变异函数的计算和拟合,构造出一个变异函数模型,对全部有效结构信息做出定量概括。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和储量统计,并将计算结果与矿山通过实际勘探运用的块体法储量计算的结果进行了对比分析。实践表明,三维建模可视化可以完整准确地表达出矿山地表、地下地质构造的空间位置关系以及相关矿岩信息,同时为矿床开采以及生产动态管理提供有效基础。所建模型和品位推估、储量计算结果可靠,可用于辅助矿山进行资源评估,这不仅促进了传统采矿手段的发展,也将对中国矿山企业的数字化进程起到巨大的推动作用。     

基于地质统计学的采空区储量估算

采空区是固体矿产开采过程中已被开挖的所留下的采场、硐室等,采空区的储量编录是矿山储量动态管理的基本要求,准确的储量计算结果可有效指导矿山后续的生产工作,提高经济效益,但目前国内各矿山大多采用简单的几何计算方法求取采空区储量,无法准确、客观地评估矿山的资源储量情况,为了精确估算采空区储量,以新疆某矿区为例,首先分析了适合建立采空区的三维模型方法,以及固体矿产储量估算中采空区建模的2种方式:剖面法和中段法;建立模型后,将基于地质统计学建立的矿体三维模型和采空区模型进行布尔求交,根据切割后模型,体积加权计算采空区储量;最后通过实例对比采空区和剖面法三维矿体模型求交结果的储量信息,验证了基于地质统计学计算储量结果更为接近实际勘探储量,这对于矿山的数字化动态管理,矿山开采具有指导意义。     

基于粒子群算法最优化Verhulst模型的开采残余下沉预测

矿区开采引起的残余下沉稳定时间长、潜在危害大,有必要准确地预测矿区地表的残余下沉。鉴于传统的残余下沉Verhulst模型建模误差大、适用性弱,在建模过程中以数据序列的首个数据保持不变导致预测效果差的缺陷,以直接离散Verhulst模型为基础,引入粒子群算法寻求模型迭代初始值的最优解,建立基于粒子群算法优化的矿区开采残余下沉直接离散Verhulst模型,并以山西阳泉和山东兖州矿区两个时间尺度的地表残余下沉监测数据集进行实例验证,最后利用Matlab App Designer工具实现模型算法的可视化。结果表明：基于粒子群算法优化的直接离散Verhulst模型的矿区开采残余下沉预测精度和稳定性增益明显,所开发的计算工具具有正确性和有效性。     

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。     

矿床的体视化仿真技术与实现

为解决矿床仿真构模中对矿床几何信息描述和属性信息描述中存在的模型分离问题,采用体视化技术,建立了体矿床模型.通过分析矿床体视化仿真中的数据流程,建立了表现矿体空间分布、矿体中重点区域、矿体剖切分层的三类体模型,并实现了直接基于体模型的矿石储量、金属量的计算工作.经实例分析表明,利用体矿床建模技术,不仅能够进行矿床属性的定性分析,而且便于进行定量计算,为完善矿床建模技术提供了一条途径.     

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.     

多金属地下矿山生产计划动态优化

为了实现多金属地下矿山生产计划编制的动态性和科学有效性,以开采过程中技术经济要求和空间序列关系为约束条件,以利润最大化为目标构建多金属地下矿山生产计划动态优化模型.模型将采准、切割、爆破、回采和充填过程抽象为基本作业单元并加以模型化处理,将地下开采的均衡性要求和接续性问题转化为空间约束条件,以开采状态作为决策变量,构建生产计划优化的0-1整数规划模型,并给出基于人工蜂群模型的求解算法.以西藏某铜钼矿的生产计划动态编制为应用案例,优化解算出矿山未来3年的生产计划,并给出矿床开采时序的三维可视化展示.优化结果表明,通过开采区域的动态调整,在有效保证生产连续性的同时,提升了矿山开采的经济效益.     

肃北县红坡铁矿床开采技术条件评价及开采方法建议

肃北县红坡铁矿是近年来在祁连山西段发现的小型矿山之一。通过矿床水文地质、工程地质、环境地质条件的研究,初步认为,矿床开采技术条件简单,易于开采。矿体形态简单,多呈层状、似层状,连续性较好,厚度较小,矿床埋藏较深,适宜井巷开采。矿山回采建议采用分层崩落法开采。在矿山开采的同时,应加强深部探矿及外围找矿,以延长矿山服务年限。     

贵州松桃道坨锰矿资源储量计算方法研究

贵州松桃道坨锰矿床是新发现的超大型全隐伏矿床,资源储量位居全国首位。为降低资源储量计算难度、提高精度,引入三维地质模拟技术,结合现代地质统计学法,构建数字化三维模型,建立真三维环境下深部矿产资源储量计算方法流程。该方法直观形象地表达矿体空间分布特征,以"可视"的方式科学合理地划分矿体块段及储量类别;并对比分析传统几何法,实现道坨锰矿资源储量分类计算。研究结果表明:该方法计算结果科学合理、高效准确,可用于对比验证传统几何方法;该方法具有推广性和适用性,可推广应用到深部矿产资源储量计算,尤其适用于贵州矿产资源深部找矿现状。     

近水平复合煤层露天矿备采煤量留设位置与保有期优化

为了确定经济合理的露天矿备采煤量留设位置和保有期,运用露天开采基本原理与统计分析方法,分析新时期露天煤矿的发展变化特点及其对备采煤量留设位置和保有期的影响;以经济效益最优为判断准则,研究复合煤层露天矿备采煤量留设位置与内排运距的关系,建立备采煤量留设位置优化模型;研究季节性剥离露天矿备采煤量保有期与剥离成本、运输成本以及资金时间价值的关系,建立备采煤量保有期优化模型。以内蒙古东部地区某露天矿为研究实例,确定了该矿经济合理的备采煤量保有期为6.5个月,备采煤量应全部留在1号煤层。研究结果表明:该优化模型可用于指导露天矿生产,有效降低剥离成本,提高经济效益。     

指示克里格法在矿体圈定中的应用研究

在对指示克里格估值进行深入研究的基础上,确定指示概率模型进行矿化带边界确定的基本方案.针对某铜矿区,采用指示概率模型确定该矿化带边界,并利用普通克里格方法对矿体进行估值.通过将估值结果与人工矿体圈定进行储量估值的结果进行对比研究,对指示克里格法的矿体圈定进行了验证.     

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。     

矿井井筒位置设计方案的优化

本文在建立井田地面模型、矿床模型、经济数学模型的基础上,提出了在井田范围内搜索井筒位置可行方案,并对所有技术上可行的方案进行优选,得到了最佳方案的综合模型.     

稀土资源的全球分布与开发潜力评估

 稀土是重要的战略资源,然而目前全球稀土储量难以满足未来需求,因此寻找和开发潜在的稀土资源迫在眉睫。建立了稀土资源开发潜力评估指标体系并赋予权重,评估了全球稀土资源的分布及开发潜力,得出如下结论：（1）稀土资源开发潜力评估指标体系由矿产资源开发潜力评估指标体系和政策环境评估指标体系构成,其中前者权重大于后者;（2）中国是轻稀土储量最多的国家,丹麦（格陵兰）的重稀土储量十分可观;（3）巴西的Prado矿、南非的Steenkampskraal矿、美国的Pea Ridge矿和俄罗斯的Tomtor矿是全球品位较高的稀土矿;（4）俄罗斯、丹麦（格陵兰）、澳大利亚、加拿大和美国拥有除中国外最具开发潜力的稀土矿床。面对海外稀土供应潜力的持续提升,中国须加强本国稀土资源的勘查力度,掌握国际稀土产业发展的最新态势,积极谋篇布局,充分利用国外资源并抢占产业的科技制高点,努力保证中国稀土资源的供应安全和产业链优势。     

基于四棱柱体元的煤层储量计算方法

煤层储量计算是对煤矿床进行一定的地质勘查所求得的煤炭埋藏量。传统的地质块段法存在精度低、自动化程度不高、人为因素影响测量结果等关键问题。介绍了用地质勘探部门提供的煤层顶、底板等高线,用三棱柱体元进行地质三维建模的思想,结合离散点以及三角网布控的方法,灵活应用三角网插值算法,实现二维三角网的位置布控运算,实现三维煤层建模和储量计算的算法和程序实现。文章针对似三棱柱体元在计算煤层储量问题上的缺陷,提出了使用四棱柱体元对煤层进行建模的方法,解决了三棱柱体元模型不能同时处理煤层顶、底板局部交叉情况的问题。利用文章介绍方法开发的储量计算软件已经在部分单位推广应用,对煤层储量计算有一定的借鉴意义。     

缝洞型油藏储集体分类建模方法研究

为了表征缝洞型碳酸盐岩油藏储集体类型多样、尺度差异大、空间分布规律复杂的特征,采用"分级分类、岩溶相控、多类型融合"的方法,分别对不同类型缝洞储集体的规模大小、外部几何形态及内部属性特征进行建模,建立了基于岩溶成因的融合原则,实现了不同类型缝洞储集体的融合,并通过新钻井验证了模型可靠性。结果表明,该方法适用于此类强非均质性油藏的地质建模,能够有效表征不同类型储集体及属性参数的空间分布特征。基于模型,细化了XX单元的储量构成,其中,溶洞储量占63.1%,溶蚀孔洞储量占34.5%,大尺度裂缝储量占2.4%。该模型在油藏数值模拟中取得了较好的拟合效果和模拟结果。     

三维地学建模技术与Kriging方法在固体矿产储量计算中的应用

结合Kriging方法在计算机上的实现和应用,介绍了运用三维地学建模技术生成矿体的三维品位模型的原理流程以及关键技术,并在此基础上进行矿产资源储最计算.其基本流程为:根据实际地质勘探数据生成矿体三维实体模型;在实体tin模型内部应用块模型方法进行划分,建立矿体块体模型;利用Kriging方法进行插值,生成矿体的品位模型...