矿业三维矿业软件在矿山地质数字化中的应用

矿业三维矿业软件在矿山地质数字化中的应用

何波

西藏华泰龙矿业开发有限公司  850100

摘要：随着二十一世纪计算机信息技术、物联网技术等现代化技术的迅猛发展，各个行业已经将传统领域与计算机技术深度融合。本文主要介绍了三维矿业软件在矿山地质数字化发展中的应用强开，为进一步提升矿山的自动化、信息化、可视化发展提供指导。

关键词：三维矿业软件；矿山地质数字化；应用

引言

随着计算机技术、物联网技术在新时代的不断发展，“数字矿山”逐渐成为二十一世纪的主流采矿技术[1]。依托先进的物联网技术以及计算机技术对矿山设计以及开发进行科学预测以及规划是十分普遍的。数字化矿山设计可谓是中国现阶段矿山发展的重要趋势。在矿山地质数字化发展中应用三维矿业软件特别必要。

1 三维矿业软件应用标准

三维矿业软件是数字矿山发展的基础[2]。Vulcan软件的拓展性和标准化优势，有利于矿山现有及未来系统便捷连接。当前，三维矿业软件已开始广泛应用于国际矿业发展，大多数采矿企业开始主要将三维矿业软件应用于地质、测量、采矿等主要生产和业务环节以及相关流程，并与三维采矿信息系统相连接。所以，整个采矿行业需要具备三维矿业软件应用的基本标准，以更好地促进采矿核心技术从2D向3D的转变。从三维矿业软件在国内外矿山的应用经验了解到，三维矿业软件的应用应该满足三个要求：

（1） 地质、测量以及采矿专业人员熟练地在统一的三维矿业软件平台上进行技术操作，各专业部门共享数据，大体上实现了无纸化办公[3]。

（2） 实时更新采矿数据和地质模型。测量专业人员根据生产、地质以及采矿技术的需要及时完成相关测量工作，地质专业人员根据采矿技术工作以及生产的精细化需要及时完成地质资源模型以及更新发布生产模型的；采矿专业人员根据生产要求按时进行单体设计以及生产计划编制。

（3）管理人员与采矿生产指挥人员需通过使用三维采矿软件的浏览功能查看设计以及计划图，并结合计划安排矿业生产[4]。

2 三维矿业软件在矿山中的应用优势

 三维矿业软件依托计算机辅助软件具有清晰显示矿山表面结构特征的优势。它可以在开发运输系统、设计通风系统和采矿过程中提供充分的设计特征。相关项目已在国内外矿山企业和各类研究机构得到广泛应用。与传统的二维设计软件相比，三维软件可以实现直观、可视化的矿山工程生产，而二维图纸的信息表达往往不足，对项目意图的清晰理解往往依赖于专业技术人员。此外，三维矿业软件技术在矿山中的应用有利于直观地发现工程错误并提前纠正，从而避免了传统二维设计对数据传输的限制[5]。例如，对于以往的泵站工程，通常需要使用二维设计软件绘制水平投影和多位置剖面，尽管这不能充分表达设计信息。特别是对于矿山上一些结构复杂的洞室，水平投影的叠加关系往往是组合的，很难区分真实的设计元素。如果我们使用三维数字技术来实现矿山工程的设计，我们可以生动地反映基于三维实体模型的设计对象。设计完成后，很容易捕捉任何方向的截面视图，便于信息提取和图像引导。例如，如果在设计中添加了提升梁，则二维图形的截面无法准确检查梁的位置。而3D数字技术可以进行360°全方位观测，从而避免一端悬空等问题。此类问题在二维图纸检查过程中很难发现，但在现场施工中发现相对较晚，往往需要在现场施工后才能发现。目前，三维数字技术在矿山工程中的应用主要集中在地质方面，擅长计算矿产资源储量，而采矿设备和采矿工艺的设计仍处于相对基础的阶段。为了充分实现矿山设计的数字化以及信息化，需要提升获取基础数据和工程数据方面的能力，这些均对设计阶段的工程师有更加高标准的要求。

3三维矿业软件在矿山地质数字化中的应用

3.1构建地质数据库

三维矿业软件系统支持多用户开发数据库技术，可以使用多个数据库存储和管理地质信息[6]。数据库的连接非常方便快捷，数据类型主要包括模型数据和钻井数据。数据库与中央图形系统密切相关。用户可以快速浏览钻孔图形，并使用鼠标直接选择任意两点或一点来调整视图平面以显示和生成一系列剖面。该模块可以进行勘探数据记录、样本组合和分析、地质统计分析、地质体块体建模、品位估计、块体地质属性查询和探测、多约束条件下的矿石储量计算、储量报告生成、直方图自动生成，传统储量计算方法的分段法和块段法等操作。矿山工程地质资料是指导矿山生产规划、基础设施设计和采矿工艺设计的重要依据。从早期勘探到后期生产，矿山的地质数据是不断积累和补充的；地质数据的形式也多种多样，包括地表和地下垂直钻井数据、地下水平钻井数据、巷道采场测井数据、取样和测试的品位数据等；还有不同形式的数据存储，包括纸质数据、MapGis数据、CAD数据等，这使得山区矿山当前地质数据的整理、更新、处理、保存、查询和共享较难，工作效率低。三维矿业软件可以将所有地质数据进行整合，便于数据处理、存储、查询以及共享。

3.2地质三维建模

过去的地质数据尽管有三维空间坐标，然而仍然会呈现出二维平面，这并不能直接反映地质实体的空间形态与分布特征。利用对矿山的钻孔数据、地质剖面图、剖面图等数据输入到三维采矿软件中，再通过连接以及处理之后构成数据库中矿体的三维模型

[7]。

3.3地质平剖面出图

地质平面图和地质剖面图的绘制是地质学常见的工作。在过去，绘图是在通过人工在纸质画图或计算机软件中一笔一笔地手工绘制的，这不但效率非常低，并且难以确保准确性。三维矿业软件可用于在项目绘图区域点击，立即完成地质平面以及剖面图，这非常快速和方便，也在很大程度上减少了人为差错[8]。

3.4储量计算

过去，地质储量的计算和规划非常复杂和困难，人工计算的数据量非常大，经常出错。利用三维矿业软件建立品位模型之后，工作人员能够灵活地做好勘探开采过程中矿石量、品位和金属量的统计计算任务。

4结语

总之，三维矿业软件应用是实现矿山自动化、智能化生产的重要前提。在矿山地质数字化发展中引入三维矿业软件，可以让工作人员更加直观的掌握井下矿体的实际形态和空间对应关系，方便快捷的进行各种计算以及切图，不仅大幅降低了地质技术人员的劳动强度，而且还提升了工作效率。

参考文献：

[1]胡力文.三维数字化技术在矿山工程设计中的应用[J].化工矿物与加工,2018,47(12):66-68+72.

[2]朱旭红.矿山工程设计中三维数字化技术的应用研究[J].世界有色金属,2018(11):281+283.

[3]冯兴隆,吴维虎,袁明华,刘华武,汪德文,杨德全.DIMINE软件在普朗山矿地质建模中的应用[J].中国矿山工程,2014,(06):19-22+48.

[4]杜桂泉.基于DIMINE软件的大红山矿山地质建模与应用[J].云南地质,2011,(04):464-467+453.

[5]杨忠 .数字化矿山软件在矿山地质工作中的应用探究[J]. 世界有色金属.2016（11）.

[6] 顾春瑜.基于三维可视化技术的MicroMine矿业软件在数字化矿山中的应用[J]. 电子世界.2014（08）.

[7]申晓丹 , 陈超 , 孟浩灿 . 基于 3DMine 的矿山三维地质建模研究进展[J]. 化工矿物与加工 ,2017,46(4):34-37

[8]王光宁，刘亭，王永智 . 运用矿业软件技术提高矿山管理水平[J].甘肃冶金 , 2016（6）:134-136.

作者简介:何波（1986.10），男，汉族，云南省宣威人，本科学历，地质工程师，从事职业:矿山地质。