礦產(chǎn)資源經(jīng)濟評價系統(tǒng)關鍵技術研究及其應用.pdf

1、礦產(chǎn)資源評價的主要任務是研究區(qū)域成礦規(guī)律，對一定地區(qū)的礦產(chǎn)資源存在的可能性、資源數(shù)量、質(zhì)量及經(jīng)濟價值進行科學的預測與評價。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，決策部門不但要得到礦產(chǎn)總的資源量，又要明確知道礦產(chǎn)資源潛力的具體分布形式、可能產(chǎn)出的礦產(chǎn)資源的量及空間位置等。面對大量的數(shù)據(jù)信息，僅靠傳統(tǒng)的手工分析方法已十分困難。因此，采用計算機進行數(shù)據(jù)處理、建立礦體模型并顯示礦體，已是必然趨勢。然而，國內(nèi)開發(fā)的用于日常地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)分析的中、小型軟件功能不全、通用性

2、較差，不能支持從勘探工程樣品數(shù)據(jù)管理到地質(zhì)作圖、儲量計算、礦山開采塊段大小選擇、礦量和品位的統(tǒng)計及礦山資源經(jīng)濟評價等各個階段計算需求。長期以來大都依靠進口，并且所使用的分析技術也與先進國家的有較大差距。隨著“數(shù)字化礦山”的建設，設計和開發(fā)可視化的礦產(chǎn)資源經(jīng)濟評價系統(tǒng)顯得越來越重要。 因此，本文通過對目前礦產(chǎn)資源評價系統(tǒng)存在問題的分析和研究，根據(jù)礦山生產(chǎn)的實際需要，完成了下面的主要工作： (1)提出具有拓撲描述能力的“截面

3、—TIN—GTP”(截面-TriangleIrregularNet-GeneralizedTri-Prism)三維建模技術。該模型可以利用勘探工程的鉆孔數(shù)據(jù)建立礦體的表面模型，可視化顯示礦體，同時可以利用GTP建立礦體的實體模型，進行礦體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析。 (2)基于“截面—TIN—GTP”模型，提出了基于領域知識的由二維截面輪廓線構(gòu)造三維TIN的快速算法DK-Section2TIN(DomainKnowledgebasedSec

4、tiontoTIN)。該算法充分利用了二維截面輪廓線上控制點的上下對稱性，以及使用三角形連接鉆孔的約束規(guī)則，只需處理兩條邊界線的相對應的一半控制點(如上控制點集合)，而利用控制點的對稱性就可以處理另一半控制點(如下控制點集合)，進而達到了快速構(gòu)建礦體三維模型的目的。 (3)基于截面—TIN—GTP模型，以及實際的生產(chǎn)管理、儲量計算和資源經(jīng)濟評價的需要，設計了用于礦產(chǎn)資源經(jīng)濟評價的數(shù)據(jù)庫模型，并利用MSAccess設計實現(xiàn)了該數(shù)據(jù)

5、庫系統(tǒng)。 (4)基于前述工作，根據(jù)礦山的生產(chǎn)要求，利用VB開發(fā)工具和支持三維圖形操作的OpenGL圖形庫，開發(fā)了一套基于傳統(tǒng)儲量計算方法的，適合我國國情的可視化的動態(tài)礦產(chǎn)資源經(jīng)濟評價系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要對礦山生產(chǎn)的地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)、礦山開采數(shù)據(jù)、礦山生產(chǎn)數(shù)據(jù)等進行規(guī)范存儲與管理，并利用該系統(tǒng)采用的儲量計算法、靜態(tài)評價法、動態(tài)評價法等對礦產(chǎn)資源進行經(jīng)濟評價，實現(xiàn)了以傳統(tǒng)儲量計算方法為基礎的礦體三維可視化和儲量動態(tài)計算，取代了傳統(tǒng)的手工繁重

6、的勞動。 該系統(tǒng)功能包括礦山數(shù)據(jù)處理、圖件繪制與打印、礦山經(jīng)濟評價、報表打印等部分。礦山數(shù)據(jù)處理部分包括數(shù)據(jù)的管理，數(shù)據(jù)錯誤檢查處理和鉆孔校正；圖件繪制與打印包括勘探工程分布平面圖繪制、勘探線剖面圖繪制與修改、礦體三維圖形繪制與顯示、三維地形圖繪制、地形平面圖繪制、鉆井三維立體圖繪制、任意方向礦體切面圖繪制、斷層顯示等；礦山經(jīng)濟評價部分包括最低工業(yè)品位計算、各種平均品位計算(例如單工程平均品位計算、礦塊平均品位計算、礦床平均品位

7、計算、切面與勘探線之間礦塊平均品位計算等)、盈虧平衡品位計算、各種類型的儲量計算(如礦塊儲量、礦層儲量、切面間儲量、指定標高以上儲量、表內(nèi)礦儲量、表外礦儲量)和礦床經(jīng)濟評價(分為靜態(tài)評價法、動態(tài)評價法)；礦山報表打印包括各種平均品位計算表、評價結(jié)果表、各種原始數(shù)據(jù)表的輸出。該系統(tǒng)能夠隨著經(jīng)濟技術指標的變化，重新圈定礦體，重新計算礦石儲量，重新進行礦床經(jīng)濟評價。 在系統(tǒng)實現(xiàn)中，本文重點解決了下面的幾個問題：第一，系統(tǒng)引入了交互式修

8、改勘探線剖面圖的功能，這樣可以借助地質(zhì)專家的領域知識和經(jīng)驗，使繪制的勘探線剖面圖更接近實際，并且對于系統(tǒng)不能自動處理的復雜地質(zhì)特征進行交互處理，進而為建立可信的礦體三維模型奠定基礎； 第二，系統(tǒng)放松了平行斷面法的使用條件。平行斷面法計算儲量要求各個勘探線是平行的，并且鉆井必須布置在勘探線上。但是實際生產(chǎn)中，這兩個限制條件很難滿足。通常情況下，鉆井分布在勘探線的附近。因此，系統(tǒng)通過對一條勘探線“上”的鉆井進行線性回歸擬合，得到一條

9、實際的“準勘探線”。用它進行后續(xù)的計算。另外，實際生產(chǎn)中勘探線未必完全平行，尤其是擬合后得到的“準勘探線”。因此，采用旋轉(zhuǎn)變換技術使得“準勘探線”平行。 第三，利用了礦體的走向指導尖滅點的定位。同時，為了使尖滅區(qū)看起來較平滑且接近實際，本文使用拋物線插值技術來處理尖滅區(qū)。 (5)利用該系統(tǒng)對弓長嶺鐵礦獨木采區(qū)的礦床進行了經(jīng)濟技術評價。采用該礦2003年的經(jīng)濟技術指標，經(jīng)與手工計算的礦產(chǎn)儲量、礦層平均品位計算結(jié)果對比，效果