計算機輔助技術在礦山地質中的應用

李同春

[摘 要]隨著計算機技術的快速發展和礦山勘探工作要求的不斷提升，在礦山地質勘探工作中計算機輔助技術的應用被認為是重要的創新模式，在運用地質科學理論和相關的技術對礦床進行分析和研究時，計算機輔助技術能夠保證礦山資源得到合理的利用和積極的開發。基于此，本文首先梳理礦山地質工作中計算機輔助技術的應用領域，其次對計算機輔助技術及其在礦山地質勘探中的應用模式進行了分析，最后從不同的層面給出了基于計算機輔助技術的礦山地質工作的支撐要素。

[關鍵詞]計算機；應用領域；注意事項；礦山地質

[中圖分類號]TP391 [文獻標識碼]A [文章編號]1005-6432（2013）6-0061-02

1 礦山地質工作中計算機輔助技術的應用領域

在礦山地質工作中，計算機輔助技術的應用領域十分廣泛，主要表現在以下方面：①對各類報表進行編制。在礦山地質工作中，需要對各種（類）報表進行編制，這些報表有的是經過處理的表格，有的則是原始資料表格，比如資源儲量報表、三級礦量報表、損失貧化報表等。在編制此類報表時，可以將常見的計算機輔助技術應用其中，比如功能強大通用軟件 EXCEL和專業的統計軟件Minitab等。并且，在當前情況下，這些與電子表格處理相關的軟件基本上都能夠實現與數據庫軟件的兼容，這為表格的編制和處理提供了很好的幫助。②通過計算機輔助技術對各種統計圖表進行繪制。在礦山地質工作中，需要通過圖表的形式為決策提供依據，比如，資源儲量的對比圖、三級礦量儲備的對比圖以及月或歷年生產勘探工作量的對比圖和品位頻率分布圖等。這些圖形的繪制工作一方面可以通過專業繪圖軟件AutoCAD軟件、Surfer軟件、Matlab軟件等來完成，另一方面也能夠通過通用的EXCEL、Minitab、SPSS、SAS等來完成。③數學地質的分析和運算。在礦山地質工作中，需要用到大量的數學地質方法，此時MATLAB，MATHCAD，SPSS 等計算機軟件程序就得到了“重用”，可以將這些軟件應用到特定的數學地質工作中。④為了全方位的服務于礦山地質工作，可以將計算機技術應用其中，建立礦山地質資源數據庫，并且，截止到目前，該類數據庫軟件已經在該領域得到了大量的供應。

2 計算機輔助技術及其在礦山地質工作中的應用2.1 三維可視化技術在礦山地質工作中的應用

隨著計算機應用軟件開發進展的加快，三維可視化技術在礦山地質中的應用越來越得到普及和深入。三維可視化的關鍵技術包括三維建模技術、三維顯示技術、三維操作技術。三維可視化技術能夠用于顯示描述和理解地下和地面諸多地質現象特征，在地質與地球物理學等領域能夠得到廣泛的應用。三維可視化技術能夠利用和處理大量的數據，更為重要的是，該項技術能夠檢查地質資料的連續性，對資料的真偽進行辨別，并能夠發現其中的異常，為分析、理解和重復數據提供有效的幫助。在礦山地質工作中，三維可視化技術更多的用于地層解釋，因此，它既是一種解釋工具，同時也是一種成果表達工具，通過對來自于地下界面的地震反射率數據，在三維空間內直接解釋地層的構造、巖性和沉積特點。這樣一來，科研人員能夠快速的選定目標，準確、快速地描述各種復雜的地質現象。

2.2 虛擬現實技術在礦山地質工作中的應用

虛擬現實技術是近年興起的計算機輔助技術，它以沉浸性、交互性與構想性為基本，是一種高級的人機交互技術。在虛擬現實技術體系中，關鍵的技術包括：環境建模技術、立體聲合成和立體顯示技術、觸覺反饋技術、交互技術、系統集成技術。該技術在進入礦山地質領域后，迅速地得到了廣泛應用，在地震資料三維可視化解釋、地質綜合研究、鉆井設計、油藏建模和工程設計等主要環節都得到了重要的應用。虛擬現實技術在礦山地質領域中的應用，具有明顯的優勢，主要體現在以下方面：虛擬現實技術依靠其強大的“體渲染”技術，使礦山地質工作中生成的數據與分析結果得以同時顯示在一個虛擬化的環境之中，能夠為地震、地質、巖石物理及鉆井等不同學科工程技術人提供協同式的環境。這種協同式的工作環境，貫通了對礦山地質工作的分割獨立的狀態，實現了勘探研究和決策過程中不同學科人員經驗、認識等智力資源的共享。這樣一來，不但提高了工作效率，縮短了工作周期，還為得到更精確的勘探成果，創造了可能。

2.3 數據庫技術在礦山地質工作中的應用

經過多年的發展，作為構建信息系統的基礎，數據庫技術已經發展成為一種理論成熟、應用廣泛的數據管理模式。該技術在礦山地質工作中主要發揮著以下方面的作用：對礦山地質工作進行信息系統開發以及數據存儲、分析和展示工作。目前，礦山地質行業涉及地質構造、地震解釋、勘探、地面工程等多個方面的內容，這些方面的工作大都需要通過構建信息管理系統來實現，而數據庫技術則是最為主要的支撐。通過對數據庫技術的應用，能夠實現對大量相關數據進行有組織、動態性的存儲，為礦山地質工作提供必要的數據處理和信息資源共享服務。這些基于數據庫技術的管理信息系統包括的信息類別十分廣泛，能夠為科學研究人員提供寶貴的信息資源和相應的勘探數據。而為了進一步深化和應用數據庫技術，不但要對傳統的數據庫技術進行升級和優化，還要在實際工作中最大限度地對其進行普及和應用。

2.4 地理信息系統技術在礦山地質工作中的應用

在礦山地質工作中，地理信息系統技術是一種關鍵的計算機輔助技術。該系統的功能包括對數據進行采集、處理、存儲、管理和分析，并以此為基礎，輸出相應的地理空間數據，并能夠對信息的屬性進行表述，為科研人員和其他工作人員提供客觀、真實的參考信息。地理信息系統技術（GIS）的出現，在礦山地質工作中得到了廣泛的應用，使得人們在獲取地球信息方面向前邁進了一大步，人類對礦山地質的研究能力也達到了前所未有的程度，在礦山地質勘探方面發揮著非常重要的作用。形成這一結果的原因是十分特殊的，礦山地質工作中需要對地下的地質構造、巖性、物性、電性等實體特征進行描述和掌握，而這些實體都與地理信息關系密切。所以，基于空間信息的地理信息系統技術在礦山地質勘探研究中得到了廣泛的應用。它能夠為科研、生產和管理以及決策工作提供最為直觀的現實支持，是礦山地質數據資源管理和應用系統中必不可少的工具之一。

3 基于計算機輔助技術的礦山地質工作的支撐要素3.1 建立礦山資源勘查投入的長效機制

建立礦山地質勘探周轉資金，并科學確定周轉金的支持范圍和重點，建立科學公正的周轉金使用、補充、監管及績效考評機制。同時，繼續利用國債資金，開展礦山精查勘探，解決礦山精查儲量不足的問題。由國家投資完成礦山資源的找礦、普查和必要的詳查，統一管理一級探礦權市場，運作由此形成的探礦權。通過探礦權轉讓收益，實現勘探資金周轉。以礦山地質勘探安全為目標，以高產高效礦井為重點，加強礦山構造、瓦斯、礦井水等影響礦山安全生產的地質因素勘查和評價；加強復雜地區三維地震技術和礦井物探技術研究；強化勘探階段的瓦斯地質和水文地質評價；開展瓦斯地面抽排技術創新，加速鉆探設備更新。

3.2 建立礦山地質科技創新體系

加大礦山地質勘查科技創新投入，建立礦山地質勘查科技創新資金，推進產學研相結合。加大礦山地質勘查創新力度。加強礦山地質基礎研究工作；開展以礦井開采技術條件評價為重點的地質技術服務體系研究；加強綜合勘探技術研究，推進三維地震、重磁電、遙感、鉆探工藝等勘探技術創新和礦山地質勘查主流程信息化。加速礦山地質勘查裝備更新的步伐。國家在礦山地質勘查技術裝備方面給予資金支持，更新礦山地質勘查裝備和軟硬件設施，重點更新鉆探、物探和化驗測試設備，確保礦山地質勘查質量和進度。

3.3 完善礦山地質勘查的管理體系

按照社會主義市場經濟體制原則，礦山地質工作的開展需要在國家礦產資源主管部門的領導下，全面建立礦山地質勘查管理體系，制訂礦山地質勘查規劃，以此承擔礦山資源的數據統計、管理和分析工作。具體表現在以下方面：①健全礦山地質勘查項目監理制度，修改制定礦山地質勘查監理管理辦法，制定礦山地質勘查監理資質標準，加強礦山地質勘查項目工程質量、勘查程度的監督；②負責礦山地質勘查項目設計和地質報告的審查工作以及礦山地質勘查準入制度、監理制度制定和管理工作，加強礦山地質專業隊伍建設；③建立礦山地質報告專業評審機構，開展礦山儲量和地質報告評審工作，嚴把礦山地質勘查成果質量關；④完善礦山地質勘查準入制度，進一步修改、完善礦山地質勘查單位資質標準，制定礦山地質勘查單位資質管理辦法，提高礦山地質勘查的門檻。

4 結 論

礦山地質工作是一項高投入、高風險的行為，在市場經濟環境中，已經逐漸發展成為一般性的企業行為。對企業而言，其最終目的是獲得利潤，投資勘探的目的是進行礦產開采獲得報酬。但由于礦山資源的不穩定性、不確定性因素太多，投入大量資金勘探后因資源利用性差而得不到回報也是很普遍的現象。因此如何投入最少的勘探資金、在最短的時間內獲得資源賦存的可靠情況，并把寶貴的資金盡量投放到最關鍵的部位、避免無效投資并最早實現資金回報，是每一個礦山勘探業主最為關心的問題。本文以此為視角對計算機輔助技術在礦山地質中的應用問題進行了研究，得出了一些結論，希望計算機輔助技術能夠在今后的工作中更好地協助礦山地質工作的有效開展。

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