3DMine三维建模技术在露采矿山储量动态监测中的运用

3DMine三维建模技术在露采矿山储量动态监测中的运用

王祥林

云南省有色地质局三一七队，云南 曲靖655000

摘要：随着地质统计学、数学、计算机图形学和网络技术的发展，在科学计算可视化的基础上露采矿山资源储量估算逐渐向着综合集成化数字化，可视化的方向发展。3DMine软件是一套服务于地质、测量、采矿等技术应用的三维矿业软件，通过准确的实测数字利用3DMine矿业软件实现了露采石灰岩矿矿体模型的三维可视化、储量快速计算。在矿山生产过程中以模型为基础，将进一步加深矿山地质工作的数字化程度。

关键词：矿业软件、可视化、储量估算、块体模型、动态监测

在露采矿山资源储量估算中的,传统估算方法通常是以二维平面图和剖面图来估算资源储量,这种方式存在着表达信息不充分﹑缺乏直观感等特点。随着地质统计学﹑数学﹑计算机图形学和网络技术的发展,在科学计算可视化的基础上,露采矿山资源储量估算逐渐向着综合集成化数字化,可视化的方向发展。矿体三维可视化建模已成为数字化的一个重要方面,并成为当前地学信息技术领域最富有活力的研究方向之一。

目前，国际上占有主导地位的三维数字化矿业软件主要有英国的Datamine,加拿大的Cemcom、美国的 Minsight以及澳大利亚的Surpac和 Micromine等。国内三维数字化矿业软件3DMine 是由北京东澳达科技有限公司于2007年研制开发出的国内第一款全中文、具有自主知识产权的三维矿业工程软件。3DMine软件是一套服务于地质、测量、采矿等技术应用的三维矿业软件。在3DMine 软件发布后的十多年来，已广泛应用于金属、非金属、核工业、煤炭、建材等固体矿产的地质勘探数据管理、矿床地质模型、传统和现代资源储量估算、露天及地下采矿设计和矿山三维可视化管理等多方面。

本文以某露采石灰岩矿为例，应用3DMine软件对年度动用资源储量的估算做介绍。

1、生成DTM表面模型

利用上一年度年末实测开采现状图，在3DMine中，生成该年开采现状表面模型（图1）；其次再将该矿山本年度实测开采现状图，生成本年度开采现状表面模型（图2）。

图1   上一年度末开采现状表面模型

图2本年度末开采现状表面模型

2、台阶边坡DTM表面

石灰岩矿山开采过程中根据设计方案一般以60°边坡角，采用台阶式开采。利用3DMine中露天拓展台阶，边坡角按照60°，表面限制模型添加上一年度末实测DTM面，台阶高度设置为10米，依次向下推至最低开采标高平面（见图3）。台阶边坡实体模型建立，可利用本年度的实测动用，采用边坡实体模型通过添加三角网约束，可以分别计算实测动用量中，本年度边坡上、下动用储量。

图3台阶边坡实体模型

3、创建块体模型

同时打开显示两个年度的表面模型，选择块体创建块体模型（图4），根据三角网约束，约束保留上一年度年末块体模型下部（图5），约束保留本年度末块体模型上部（图6），在结合现场调查实测确定本年度开采范围，用本年度开采实测范围通过添加闭合线约束，约束上一年度末下部和本年度末上部的块体模型，从而得到本年的开采范围内的块体模型，（图7）

4、资源储量估算

4.1圈矿工业指标

矿山开采的石灰岩主要作为普通建筑用石料，资源储量估算的工业指标可参照《矿产地质勘查规范 建筑石料类》(DZ/T0341-2020）执行，具体要求是:

开采技术条件指标

1、最小可采厚度：3m   2、最小夹石剔除厚度：2m   3、最终开采边坡角：≤60°  4、最低开采标高：1993m  5、最终底盘宽度：≥40m  6、剥采比：不大于0.5:1  7、爆破安全距离：﹥300m。

4.2动用估算参数

1、体积确定

在3DMine软件中以实测的地表模型、矿权空间范围及剖面上矿体界线等条件进行约束，建立矿体实体模型和块体模型，由3DMine软件块体报告功能获取矿体的体积。

2、矿石体重的确定

体重值取2.70t/m3。

4.3估算方法

通过最终形成的本年的开采范围内的块体模型，用3DMine中块体报告当前区域量，输入体重值（图7），可自动得出本年度实测动用储量（图8）。

5、结论

露采矿山年度储量动用量在基于3DMine矿业软件时，需做到每个年度末准确实测才剥面变化情况，通过准确的实测数字利用3DMine矿业软件实现了露采石灰岩矿矿体模型的三维可视化、储量快速计算。在矿山生产过程中以模型为基础，将进一步加深矿山地质工作的数字化程度，通过软件的使用，估算年度动用储量更加快捷方便。在矿山动态储量管理工作上更加直观有效。

参考文献

[1]胡建民.3DMine矿业工程软件中储量计算功能分析[J].金属矿山.2008.

[2]康计纯.魏子栋.3dmine在储量计算上的应用[J].水力采煤与管道运输.2013.

[3]邵亚建.饶运章.何少博.基于3DMine软件的复杂矿体三维建模及储量估算[J].有色金属科学与工程.2016.

[4]云南省有色地质局三一七队.云南省宣威市得禄乡得禄铜厂沟砂石厂石灰岩2022年储量年度报告[R].2022.