谢 伟
（铜冠〈庐江〉矿业有限公司，安徽 庐江 231500）
【摘 要】随着科学技术的迅猛发展，自动化、智能化已成为矿山建设的必然趋势，而三维模型是智能化中不可缺少的一个环节。旨在借助DIMINE三维软件建立矿山地质三维模型，利用其强大的三维可视化功能，为后期沙溪铜矿实现自动化、智能化提供技术支持。
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关键词 智能化；DIMINE；三维模型
随着计算机技术的迅猛发展，矿山的数字化、可视化得以实现。目前国内外已开发出众多三维数字化软件，并得到了广泛运用。DIMINE软件是中南大学数字矿山研究中心自主研发的一款三维数字化软件，具有强大的三维可视化功能，并在功能操作上更简便、更方便。本次借助DIMINE软件建立矿山三维矿体模型，并证明模型误差在允许范围内，能作为为后期沙溪铜矿实现自动化、智能化数据资料。
1 矿床地质概况
沙溪铜矿床为热液型-斑岩型铜金矿床。其中，某矿段矿体主要产出去复背斜东翼，矿体分布长约1000m，水平宽约600m。本矿段矿体由9条勘探线53个钻孔控制，矿体主要赋存在石英闪长斑岩岩体内，少量赋存在岩体上接触带泥质粉砂岩中，形态较为稳定。Ⅲ号矿体为本矿段最大的主矿体。
矿体呈现较复杂的形态，剖面上总体呈不规则的似层状、透镜状，矿体头部和尾部经常有分叉现象，水平中段及纵剖面上呈哑铃状。矿体总体走向15～35°，矿体倾向南东东，倾角25～55°左右，多在40～50°，矿体少量由于脉岩的侵入破坏，以及含矿岩体本身矿化不均匀，局部存在少量夹石。矿体顶板最高标高-136.9m，底板最低标高-941.42m。
2 地质数据库的建立
2.1 原始数据收集及整理
收集对所有原始资料，主要是钻孔和坑道等探矿工程数据，提取见矿的探矿工程数据。根据平剖面图，核对孔口坐标、钻孔深度、测斜数据、样品数据的信息，重点查看钻孔深度要不小于测斜深度的最大值很取样位置的最大值，编制对应的孔口表、测斜表、样品表。根据DIMINE数据表格识别格式，将表格保存为txt或csv文件。
数据库数据主要包括上述三个表，各表所包含的内容见下表1：
2.2 地质数据库的建立
将之前讲的三个表导入DIMINE软件，另存为DIMINE软件数据表格，作为建立地质数据的的数据源。在此工程中，需对数据表格进行检测，生成检测报告。运用生成的三个表文件，生产钻孔DMD模型，并转化为DMG文件。如图1所示：
2.3 数据库的更新与展示
钻孔数据会随着探矿工作的不断进行而不断增加，所以钻孔数据库需要不断完善、不断更新。DIMINE软件能够迅速实现钻孔数据库的合并和录入，满足数据不断更新的要求。此外，该数据库还能进行编辑、查询、统计分析及三维可视化显示操作，能更直观的显示钻孔数据信息与矿体之间的关系，并能通过不同的颜色段来显示品位分布情况。
3 三维模型建立
3.1 矿体模型的建立
该模型的建立是三角面片模拟矿体的三维空间的展布形态。为了满足实际运用的需求，所建立的三维模型需要与地质队所提供的报告相符合。因此，本次采用提取平剖面矿体边界线圈连矿体的方法建立三维矿体模型。在模型的建立过程中，发现通过对剖面线框建立的模型后期检验，对模型切各个中段平面图时，与地质报告CAD图存在较大偏差。考虑到剖面间的矿体连接不可控性，在圈连矿体时，加入各中段平面矿体轮廓线共同约束创建模型。按照勘探网度，加入相同间距的平面图，满足控制程度。最后，对矿体模型进行有效性检测，进行优化，删除多余的多段线和保持面片方向一致，直至达到要求。建成的三维矿体模型为矿体的空间展布提供更直观的认识。
3.2 块段模型的建立
为方便对三维矿体模型进行品位估值和储量计算，需要对矿体模型用一定规格的小立方体模拟其形态，我们称此模型为块段模型。利用钻孔数据库，能对块段模型每个小立方体估值，进而计算矿体的储量。
①立方体尺寸的确定：理论上来讲，小立方体的尺寸越小，计算越准确，但是计算机处理数据增多，所需时间更长。所以，综合考虑矿山勘察网度、开采最小单元、品位变化情况等因素，确定小立方体的内外尺寸均为4×4×2m。
②估值方法与椭球体的确定：估值方法通常有两种，一种是距离幂，一种是普通克里格。由于钻孔数据偏少，不满足变异函数分析；并通过对两种方法的估值结果进行对比，相差很小，本次就采用比较简单的距离幂的估值方式。估值所用的椭球体参数由矿体的走向、倾向、厚度和三个方向的长度确定。本此采用的椭球体参数为100×0.6×0.4。
3.3 块段模型品位估值
对之前的地质数据库进行样长组合，并利用矿体模型约束，对矿段模型进行品位估值。估值后的块段模型表示了矿体的品位分布，能利用不用颜色区分高低品味分布，更直观地为采矿设计提供依据（图2）。为了在采场矿量计算中简单区分矿石与废石，先将矿体模型添加属性类型并赋值为“0”，定义为废石，待估值完用，用矿体对矿体模型进行约束，然后再将属性赋值为“1”，定义为矿石，这样在计算时，在分类计算中可以计算范围内的矿石与废石的量。
4 储量计算
根据估值好的块段模型，对矿段某矿体进行储量计算并统计分析。将统计结果与矿山地质报告储量进行对比，可以看出模型计算出的储量与传统地质方法计算的储量基本吻合。地质储量的相对误差为-1.4%，在不同方法计算储量的允许误差范围内。实践证明利用DIMINE软件建立三维模型计算储量比较准确，误差控制在允许范围内。这方面DIMINE软件已经取得了储量司的认可。表2为某矿体三维模型计算储量与传统地质储量数据的对比情况。
5 结论
自动化、智能化已成为矿山发展中的一个必然趋势。做好三维模型是建设智能化矿山的重要环节，现代化技术革新的迅猛发展，使的三维数字化成为可能。DIMINE软件结合了地质、测量、采矿等核心专业，在矿山行业得到广泛使用。
沙溪铜矿为斑岩型铜矿床，具有储量大、品位低、夹石多等特点。所以开采过程中需要更准确的地质数据作支撑。DIMINE软件作为一个三维数字软件，提供更直观、准确的模型数据，结合沙溪铜矿独特的模型构建方法，提高矿体模型的准确性。依托建立的地质模型，完成后续的设计工作，缩短设计周期，使人力资源得到高效利用。
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参考文献
［１］王李管，贾明涛，曾庆田.数字矿山整体实施方案及其关键技术[J].采矿技术，2006，6（3）:493-498.
［２］王李管，何昌盛，贾明涛.三维地质体实体建模技术及其在工程中的应用[J].金属矿山，2006（2）:58-62.
［３］蒋京名，王李管.Dimine矿山软件推动我国数字化矿山发展[J].中国矿业，2009（10）：90-92.
［责任编辑：汤静］