基于3DMine軟件的木塔寺油頁巖礦體三維建模

姜　琳

(中煤科工集團(tuán)北京華宇工程有限公司)

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基于3DMine軟件的木塔寺油頁巖礦體三維建模

姜琳

(中煤科工集團(tuán)北京華宇工程有限公司)

摘要依據(jù)木塔寺油頁巖礦地質(zhì)報(bào)告提供的相關(guān)信息，基于3DMine軟件建立了該礦體的三維地質(zhì)模型。該模型可清晰、準(zhǔn)確、直觀地反映礦體在三維空間中的賦存狀況，據(jù)此可準(zhǔn)確計(jì)算礦床儲(chǔ)量、剝離量和含油率等信息，為礦山生產(chǎn)動(dòng)態(tài)管理提供可靠依據(jù)。

關(guān)鍵詞三維地質(zhì)模型礦床儲(chǔ)量剝離量含油率礦山生產(chǎn)動(dòng)態(tài)管理3DMine

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)以平面圖和剖面圖為主的地質(zhì)信息模擬與表達(dá)方式難以滿足現(xiàn)代礦山數(shù)字化、信息化、虛擬化、智能化的需要。本研究以木塔寺油頁巖礦為例，運(yùn)用3DMine軟件[1]對(duì)該礦鉆孔信息數(shù)據(jù)庫、地形模型、礦體實(shí)體模型及塊體模型的構(gòu)建方法進(jìn)行研究。

1木塔寺油頁巖礦概況

2礦體三維地質(zhì)模型構(gòu)建

2.1創(chuàng)建鉆孔信息數(shù)據(jù)庫

2.1.1基礎(chǔ)地質(zhì)資料整理

鉆孔數(shù)據(jù)庫包含定位表、測(cè)斜表、巖性表和含油率品位表[2]。定位表記錄鉆孔孔口空間坐標(biāo)和最大孔深；測(cè)斜表記錄鉆孔在空間的測(cè)斜數(shù)據(jù)；巖性表記錄取樣位置及樣品巖性信息；含油率品位表記錄礦體含油率品位信息。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告提供的相關(guān)鉆孔數(shù)據(jù)信息，在Excel軟件中分別整理出3DMine軟件識(shí)別的定位表、測(cè)斜表、礦層結(jié)構(gòu)表及含油率品位表的格式。

2.1.2鉆孔信息數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建

在3DMine軟件中，首先通過添加“礦層結(jié)構(gòu)表”和“含油率品位表”，并增加記錄“巖性”、“厚度”和“含油率”；然后將整理后的定位、測(cè)斜、礦層結(jié)構(gòu)、含油率品位等4個(gè)Excel表分別導(dǎo)入Access鉆孔數(shù)據(jù)庫。導(dǎo)入過程須確保Excel數(shù)據(jù)庫與Access數(shù)據(jù)庫的表頭項(xiàng)完全一致，若出現(xiàn)錯(cuò)誤，應(yīng)返回Excel表檢查并改正，直至無誤為止。

2.2礦層實(shí)體模型構(gòu)建

木塔寺油頁巖礦體為急傾斜礦體，若采用鉆孔提取頂?shù)装妩c(diǎn)網(wǎng)格估值法創(chuàng)建礦層實(shí)體模型誤差較大，因此宜采用剖面法創(chuàng)建礦層實(shí)體模型。

2.2.1剖面圖處理

首先在CAD軟件中，將各礦層的頂?shù)装寰€描出；然后將其導(dǎo)入3DMine軟件中，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，將X、Y坐標(biāo)調(diào)換成X、Z坐標(biāo)，即將CAD軟件中的二維剖面圖轉(zhuǎn)換為三維剖面圖；最后根據(jù)各平、剖面間的坐標(biāo)關(guān)系對(duì)X、Y、Z坐標(biāo)進(jìn)行數(shù)值修正。在轉(zhuǎn)換后的三維剖面中，分別提取各勘探剖面中同一礦層的頂?shù)装寰€并保存為“.3ds”文件，并命名為“××礦層底(頂)板線”。

2.2.2儲(chǔ)量圖處理

在各礦層儲(chǔ)量估算圖中，分別將各礦層的儲(chǔ)量估算邊界線描出，校準(zhǔn)坐標(biāo)后保存為“.3ds”文件，并命名為“××礦層儲(chǔ)量范圍”。

2.2.3模型構(gòu)建

2.2.3.1生成礦層頂?shù)装迕?/p>

圖礦層底板面

2.2.3.2剪裁礦層頂?shù)装迕?/p>

圖2　儲(chǔ)量計(jì)算范圍內(nèi)的礦層底板面

2.2.3.3生成礦層側(cè)面

2.2.3.4生成礦層實(shí)體

2.2.4地表面模型建立

對(duì)礦區(qū)地形等高線賦值高程信息，首先通過按距離加密點(diǎn)，將各等高線加密若干點(diǎn)；然后炸開成“散點(diǎn)”；最后通過網(wǎng)格估值，生成礦區(qū)地表面模型，見圖3。

圖3　木塔寺礦體三維模型示意

2.3礦體塊體模型創(chuàng)建

2.3.1礦層損失貧化率提取

提取礦層損失貧化率、含矸率等信息，并將各礦層得到的樣品點(diǎn)文件分別保存，見圖4。

2.3.2礦層含油率提取

通過礦層數(shù)據(jù)提取礦石參數(shù)，提取各礦層的含油率信息，并將各礦層得到的樣品點(diǎn)文件分別保存，見圖5。

圖礦層復(fù)雜含矸率提取

圖礦層復(fù)雜含油率提取

2.3.3旋轉(zhuǎn)塊體模型創(chuàng)建

首先調(diào)入地表面和各礦層實(shí)體模型，確定塊體的高度范圍、平面范圍和旋轉(zhuǎn)角度，根據(jù)礦層的分布范圍和厚度選取合適的塊體尺寸；然后通過建立的旋轉(zhuǎn)塊體模型創(chuàng)建塊體模型，見圖6。

圖6　旋轉(zhuǎn)塊體模型

2.3.4塊體屬性及賦值創(chuàng)建

2.3.4.1塊體屬性創(chuàng)建

新建塊體屬性包括字符型(礦巖類型等)及浮點(diǎn)型(純礦量、可采純礦量、可采原礦量、內(nèi)剝離量、外剝離變化量及含油率等)。

2.3.4.2單一賦值

2.3.4.3距離冪次反比法賦值

3結(jié)語

以木塔寺油頁巖礦體為例，基于3DMine軟件構(gòu)建了該礦體的三維地質(zhì)模型，在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)特定的需要可對(duì)模型塊體進(jìn)行相應(yīng)的約束，得到滿足條件的模型塊體，通過生成塊體報(bào)告，可得到所需要的任意礦體空間范圍內(nèi)的礦量、剝離量及含油率等信息。

參考文獻(xiàn)

[1]余牛奔，齊文濤，王立歡，等.基于3DMine軟件的三維地質(zhì)建模與儲(chǔ)量估算——以新疆巴里坤礦區(qū)某井田為例[J].金屬礦山，2015(3)：138-142.

[2]荊永濱，代碧波，孫光中.礦山鉆孔三維模型構(gòu)建與可視化方法[J].金屬礦山，2015(6)：98-102.

[3]堅(jiān)潤堂，楊帆，王巖梅，等.西藏白容—崗講銅(鉬)礦三維地質(zhì)建模及儲(chǔ)量估算[J].金屬礦山，2015(9)：95-99.

(收稿日期2015-07-21)

姜琳(1988—)，男，助理工程師，100120 北京市西城區(qū)安德路67號(hào)。