三維地質建模法在礦山地質環境綜合勘查中的應用研究

李蘭星

（山東省地礦工程勘察院，山東 濟南 250014）

對礦山地質環境的綜合勘查過程中，通常使用探采分離的方法將礦山中各個組成部分分開，從而得到對應的勘查結果[1]。探采分離的方法雖然可以對礦山地質環境進行勘查，但綜合能力不強，且對各個組成部分的探查結果常常存在誤差，因此最終的整體勘查結果精準度更低，并且勘查過程中還存在人工計算的缺點。而使用三維地質建模的方法對礦山地質環境綜合勘查不僅可以解決探采分離中的問題，同時也可以進一步提高對礦山地質環境綜合勘查的效率。三維地質建模法具有強大的空間信息管理、地質信息解釋以及空間分析能力，目前已經在采礦工程、水利工程以及邊坡工程中被廣泛的使用。利用三維地質建模法構建的礦山地質環境三維模型可以根據對礦山地質環境的特點，建立適當的勘查機制，并通過對礦山地質環境數據的實時反饋，分析礦山地質環境的實際參數，再利用相應公式計算對礦山地質環境進行綜合的評估。為此，本文開展對三維地質建模法在礦山地質環境綜合勘查中的應用研究。

1 三維地質建模法在礦山地質環境綜合勘查中的應用研究

1.1 基于三維地質建模法構建礦山地質環境三維模型

礦山地質環境三維模型的建模工作流程主要包括：首先，將礦山實測地形資料、探礦工程資料、工程布置平剖圖以及其它資料、報告等導入到三維建模軟件當中，并在軟件當中根據地形、鉆孔、坑道等數據信息構建數據庫[2]。其次，在軟件中對礦山等高線賦高程值，建立DTM地表模型、地質地表模型、礦體模型、構造模型、塊體模型、采空區模型以及采礦權模型等，并將所有模型綜合為一個完整的礦山地質環境模型。

礦體模型是對礦山地質整體的立體展現，同時也是礦山地質環境綜合勘查中的重點勘查模型，礦體模型主要是利用勘探線剖面圖以及中段地質的平面圖確定礦上實際的礦體邊界線，再利用三維建模軟件中的數據庫構建礦體模型。將采集到的礦山勘探線剖面圖格式化處理，僅保留其中對環境綜合勘查提供幫助的信息，再對各個勘探線的剖面圖進行合理校正，校正主要通過旋轉圖像的方法處理，將校正后的剖面圖結合地質數據庫中的數據信息以及礦山區域內工業的生產指標參數進行礦體解譯，給出礦體界限的實際范圍，并將其所在文件存儲為.3dt格式[3]。模型中具備礦山實際邊界后，利用三維地質建模法中的三角網連接功能，綜合考慮礦山的賦存能力、控礦因子以及其它地質特征的空間結構，進行整個礦山礦體的圈連，將礦上地質整體合并，最后建立礦山三維模型。圖1為礦山地質環境模型中礦體三維模型構建流程圖。

圖1 礦體三維模型構建流程圖

礦山地質中礦體眾多，且大多數礦山中的礦體都是以礦群的形式分布，為了后續礦山地質環境綜合評估更加準確、合理，還需要對礦體中的界線進行線上點加處理，并增加大量的輔助線、分區線和過渡線輔助礦體模型的構建。

通過三維地質建模法完成對礦山地質環境三維建模后，可以更加直觀的對礦體的空間形態、特征以及變化情況進行判斷，從而展現出不同的礦體之間存在的空間分布關系，根據不同的視角，以三維立體的形式展現。

1.2 基于三維地質建模法的礦山地質環境資源量估算

根據三維地質建模法中的地質信息解譯及空間礦山地質情況信息管理功能，對礦山地質資源、儲能及環境進行綜合的勘查評估計算出礦山資源量。首先對礦山地質環境進行統計與分析，對需要進行評估的組成樣品的品位置進行統計，從容獲取到不同組合樣品的數量、平均值等數據，再對礦山地質環境進行綜合評估。為了保證在評估過程中，礦山地質的評估邊緣能夠盡可能與礦體的界限一致，建立次級模型將礦山地質環境的評估邊緣劃分成多個次級子塊，從而獲取到更加準確的評估結果。通常情況下，評估時還需要對每個次級子塊賦予特定的屬性值，例如所含金屬元素品味、礦石類型等，得到整個礦山地質環境三維模型屬性。

基于三維地質建模法選擇距離冪次反比法對礦山地質環境進行資源量估算。其計算公式為：

公式中，f表示為最終礦山地質環境次級子塊資源量估算；pi表示為通過礦山資料獲取的已知次級子塊資源量估算；ai表示為已知的次級子塊到待評估的次級子塊的距離。

通過上述方式建立在待評估次級子塊的地質屬性和相鄰已知的同一地質屬性具有的相關特征為前提，利用公式計算出最終待測次級子塊的評估結果。再將所有待評估的次級子塊結果記錄，得到最終礦山地質環境綜合勘查評估結果。

2 結語

基于三維地質建模法將礦山地質環境中的探礦工程、地形、地貌等各項數據導入，再按照相應的建模要求，構建出礦山地質環境三維模型。利用該模型可以更加準確的得到礦山地質環境勘查所有取得的成果，并更加形象的將礦山地質環境勘查中的礦體、結構、工程等要素在三維可視化的環境中展現。再利用模型對礦山地質環境綜合勘查進行評估，對后續礦山綜合研究具有良好的促進作用，實時展現勘查工作成果，進一步縮短礦山中不同工作人員的交流時間，加快項目進程。