三維可視化建模技術在礦山設計中的應用

楊 菡

（核工業華東二六七工程勘察院 江西九江 332000）

在信息技術飛速發展的今天，三維礦山工程設計軟件開始被合理的運用起來，尤其是在礦山設計和管理中，這種技術的應用價值充分的展現[1]。借助于三維礦山工程設計軟件，能夠及時的將礦山的三維模型及時的繪制出來，然后運用這種合理化的形式直觀展現出煤巖體空間的具體情況，保證將空間的分析功能及時的提升，揭露煤層的基本信息，為礦山三維模型的優化創造優質的條件，給后續工作的開展起到積極的指導作用。

1 三維可視化建模技術對礦山模型的構建

1.1 及時將地表地形的模型逐步建立

結合著實際的項目展開分析，礦山主要是位于東西向炸藥庫斷裂及背陰山斷裂間的花崗巖頂部，礦體在花崗巖和T2g51碳酸鹽類巖石的接觸帶，因為能夠承受著多種因素的控制，所以具有十分復雜的礦體形態，呈現出層狀和透鏡狀，局部則是呈現出盆狀和槽狀產出。礦體總體的走向是東西，長約300m，南高北低，傾角主要是伴隨著巖體的形態發生一系列的變化，礦體由西向東側伏，賦存標高是1670～1745m，南北寬度為10～120m，厚度在0.8～22m，礦石的類型多種多樣。構建起地表地形的模型應該依照相應的依據，也就是分析地表地形的實際等高線，通過合理的使用三維可視化建模技術中的AutoCAD地形文件，借助于預處理和等高線編輯等具體的操作，運用生成技術使得地形的DTM表面生成，針對于表面的文件適當的進行渲染，在落實了現實化的處理之后，使得完全符合實際地表地形的模型穩步構建，相應的情況便能清晰地展現出來。

1.2 確保煤層的模型穩步的構建起來

為了及時的將煤層的模型構建起來，需要積極的將鉆孔數據庫加以構建，通過將相關的信息及時的整合，促使相應的信息能夠合理的運用到位?？刂泼簩幽Ｐ妥邉莸拿簩禹數装妩c往往是取自于鉆孔數據庫中。借助于現階段運用到的三維可視化建模技術，適當的利用3Dmine創建出地質數據庫，然后依照勘探鉆孔的詳細資料，分別構建起相應的定位表、測斜表和化驗分析表等等。使用合理的提取手段，及時的將鉆孔數據庫內部的煤層頂底板點加以獲取，然后運用基本的克里格算法擬合出煤層頂底板表面的模型，保證逐步的完成單一煤層和全煤層模型的適當構建[2]。

1.3 井下巷道實體模型的適時構建

在三維可視化建模技術穩步利用的過程中，礦山設計工作能夠有條不紊的進行，通過適當的借助于相關平臺，促使井下巷道實體模型可以適時的構建起來，由此更好的服務于相應的工作。一般來說，井下巷道實體模型的構建方法包含著重要的三種：①手工繪制；②巷道中線法；③巷道腰線法。在具體的生產過程中，井下巷道具有十分明顯的特征，主要表現為錯綜復雜的構成，特別是煤層賦存較差，加之地質構造分布十分廣泛且密集，采掘平面圖上具有較多的重疊巷道，在具體操作的過程中，若是借助于腰線生成巷道實體難度較大，如果采取的是手工繪制的方案，將無法保證巷道本身的精確性，所以應該在建立井下巷道實體模型的過程中重點做好相應的準備性工作，比如適當的選用巷道中線法生產巷道實體模型[3]。也就是說，在使用相關技術的時候，利用逐個輸入巷道頂板導線點的方式，促使巷道底板中線得以繪制出來，然后運用三維可視化建模軟件將井下巷道的實體模型及時的完成組合，更加直觀且系統的展示出煤層、巷道和地表建筑物之間存有的密切聯系，通過將其中任意兩個元素加以組合，構建起不同的組合模型。

2 三維可視化建模技術在礦山設計中的應用實踐

2.1 井下巷道的開拓設計

若是采取傳統的巷道設計方案，往往需要對當前所具備的地質材料和煤炭資源等情況展開詳細的分析，依照設計的基本經驗和對于現場數據的知曉情況，確定相對于科學的設計方案，之后在具體的施工過程中，運用對巷道掘進設計情況展開相關方案的具體變更，由此保證巷道施工的基本精準度。通過合理的使用三維可視化建模技術，促使相應的模型能夠和煤層模型適當的結合到一起，在三維空間中及時的運用開拓設計手法完成對單一工作面的回采設計，運用相應的坐標參數等完成適當的勾勒，保證及時的形成平面巷道線，依照具體的三維立體模型，使得采礦設計參數化，然后也能體現出智能化和可視化的基本特征。對比于傳統的設計方案，這種設計技術的運用使得相應的精準度有所提升，同時也大大的提高了設計的速度，從最大的限度之上使得相應的設計工作被優化。首先是將巷道空間位置加以確定，運用垂直于剖面和動態剖面等具體的工具完成相應的畫線任務，合理的調整偏移巷高距離，保證底板中線及時的獲取，然后完成對巷道成為的合理定位。此外，確定巷道頂板導線點的實際坐標，運用相應的設計手段，促使剖面圖能夠直接的通過煤層頂板等高線分析出相應的三維坐標，由此便能及時的將其他的坐標加以分析，降低了相應工作量的同時，促使工作的基本效率大大的提升。

2.2 保證設計準確度的控制對策

2.2.1 準確分析相應的影響因素

依照上述的分析能夠知曉，在對礦山進行設計的時候，往往可以借助于三維可視化建模技術落實相關的行動，完成基本的巷道開拓設計，為了確保設計更加的準確，需要結合實際情況展開討論，保證構建起擬真度極高的煤層模型。相關煤層模型在構建起來之后，需要將相應的數據信息加以提取，為之后需要生成的模型打下堅實的基礎。煤層模型的真實度高低和勘探鉆孔的多少存有較為直接的聯系，若是相應的鉆孔越多，煤層頂底板的點就會越密集，這樣的情況下煤層模型的真實度也能穩步的提升。

2.2.2 應該重點采取的控制措施

為了及時的優化相應的擬合效果，需要適當的運用相應的勘探線完成具體的工作，若是勘探線相鄰鉆孔煤層位間距獲取平均值的方式可以合理的使用，由此適當的判斷缺失煤層的基本厚度和具體的深度，從而及時的將部分勘探鉆孔煤層數據的缺失問題妥善的解決[4]。此外，合理的利用已揭露煤層地質編錄圖虛擬勘探鉆孔可以完成相應的修正任務，也就是針對于煤層模型展開合理的修正，保證穩步的提升煤層本身的擬合程度，同時也能有條不紊的指導著相鄰工作面巷道設計工作。在上文提及了鉆孔數據庫的構建意義，通過逐步的細化鉆孔的間距，使得井田范圍中的各個鉆孔能夠對煤層模型產生的影響程度得到較為科學化的降低，原有的勘探鉆孔頂底板點完成相應的轉變，妥善的改變以往的起伏趨勢，穩步的提升相關煤層的擬合程度，保證更好的符合現場的具體情況，這對于大大的提升三維可視化模型在指導設計上發揮出的使用價值具有較大的幫助。

3 結語

隨著信息技術的進步與發展，三維可視化建模技術的應用范圍逐步的拓寬，在各個領域都能看到此種技術的身影，通過將其運用至礦山設計中，能夠促使相關信息直觀的展示，這對于指導著部分工作的開展起到了積極的影響。本文重點分析了礦山三維可視化模型在井下巷道開拓設計等多個方面的實踐，通過了解具體的控制方案，促使設計的精準度能夠合理的提升，及時將勘探鉆孔煤層數據的缺失彌補到位，運用已揭露煤層地質編錄圖虛擬勘探鉆孔完成對煤層模型的有效修正，促使相應的擬合度大大提升，也能指導著其他的工作順利開展。