矿床建模技术及围岩力场可视化.pdfVIP

3.3矿床构模技术

3.3矿床构模技术

•相关术语理解

•数值构模技术

•几何构模技术

•体视化构模技术

相关术语理解

相关术语理解

•矿床模型：也称矿化模型，是借助计算机、地质统计学等技

术建立的关于矿体的分布、空间形态、构造以及矿山地质属

性（如品位、岩性等）的数字化矿化模型，是实现储量计算、

计算机辅助采矿设计、计划编制、生产管理以及采矿仿真的

基础。

•矿山工程：是一项不断获取数据、分析数据和处理数据的过

程，具有工程隐蔽性、地质条件复杂多变性等特点，需要在

工程的勘查、设计和施工过程中获取各种各样的数据和信息，

并对这些数量大、种类多的数据进行快速处理、及时反馈，

从而指导工程施工。

•可视化技术在数据处理和信息综合表示方面，具有高效性、

直观性等特点，成为在矿山工程中应用的方向。

数值构模技术

数值构模技术

•数值模型：包括块段模型、网格模型、断面模型等，

•之所以称其为数值模型，研究这些模型的出发点在于

使其作为载体，用于地质统计方法中的品位估值。故

也称地质统计学模型。

•具体包括：

–块段模型

–网格模型

–断面模型

块段模型

块段模型

•研究和应用始于20世纪60年代初，美国的Kennecott铜矿公

司首先提出了块段模型。

•实质是用一系列大小相同的正方体（或长方体）表示矿体，

假定各块段在各方向上相互毗邻，即模型中无间隙。每一块

段的品位通过克立格法、距离反比法或其它估值方法确定，

并认为其品位为一常数值。

•主要用于描述浸染状金属矿床的空间分布，多用于露天大型

矿山。

•特点：形态简单，规律性强，编程容易，特别利于品位和储

量的估算。

•明显的缺点：描述矿体形态的能力差，矿体边界误差大，尤

其对于复杂矿体的描述，其误差大得有时让人难以接受。

块段模型－－变块模型

块段模型－－变块模型

•要减小块段模型边界处的误差，必须减小块段尺寸。

•但用地质统计学方法估值时，块段大小与信息样品间

距有关，一般取最小信息样品间距的0.5倍。当样品

稀疏时，描述的矿体边界十分粗糙。

•为此，A.H.Axelson等人在第四届APCOM会议上提

出了一个可变尺寸三维块段模型，即变块模型。

•变块模型：是指在某一方向上块段的尺寸可变化，构

模时，可使模型中部块段尺寸较大，边部块段尺寸较

小，从而增加了边界模拟精度。

块段模型－－变块模型

块段模型－－变块模型

•20世纪70年代，变块模型技术有了新进展，出现了

SEAMSYS控制数据软件包和OBMRYZ咨询系统，

允许块段尺寸在一维或多维方向变化，使变块模型更

加灵活实用。

•20世纪80年代末，英国矿业计算有限公司推出了

DATAMINE系统核心数据库，该系统特点是可在矿

体的各部分随意变换块段大小，能够表示品位的细致

变化，可处理较复杂的地质结构。

•但为精确模拟边界，必须把边界部分的块段划得更小。

但这些小块的估值不一定可靠，且计算机容量有限，

故此模型的发展受到一定的限制。

网格模型

网格模型

•国际计算机协会首创了网格模型。

•网格模型：在矿层面上（或投影面上）划分二维平面

网格，网格形态为正方形或矩形，对每一网格进行估

值计算，在网格的垂直柱体方向记录矿体厚度。

•用于描述比较平缓的层状矿体，也可构造具有严重褶

皱和断层的矿体。

•特点：将三维问题简化成二维问题，提高模型效率。

•缺点：也是边界确定不准，且其适用范围很窄。

•发展：目前该技术已被广泛用于GIS的地形数据和地层

可视化，且网格形态也得到发展，采用三角形网格。

断面模型

断面模型

•断面模型：是再现传统手工方法（用一系列平面或剖面图模

拟矿床）的矿床构模技术，通过平面图和剖面图上的地质信

息描绘矿体形状。

•实现方法有两种：

•一是在屏幕上显示出具有钻孔和钻孔信息的断面，然后利用

屏幕光标圈定矿岩边界，以人机交互方式确定地质边界；

•一是通过人工或计算机将钻孔断面标绘在图纸上，人工圈定

地质边界，然后将最终边界进行数值化。

•适用于急倾斜矿体。

•优点：