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

(中煤科工集團北京華宇工程有限公司)

摘要依據木塔寺油頁巖礦地質報告提供的相關信息，基于3DMine軟件建立了該礦體的三維地質模型。該模型可清晰、準確、直觀地反映礦體在三維空間中的賦存狀況，據此可準確計算礦床儲量、剝離量和含油率等信息，為礦山生產動態管理提供可靠依據。

關鍵詞三維地質模型礦床儲量剝離量含油率礦山生產動態管理3DMine

隨著計算機技術的飛速發展，傳統以平面圖和剖面圖為主的地質信息模擬與表達方式難以滿足現代礦山數字化、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，運用3DMine軟件[1]對該礦鉆孔信息數據庫、地形模型、礦體實體模型及塊體模型的構建方法進行研究。

1木塔寺油頁巖礦概況

2礦體三維地質模型構建

2.1創建鉆孔信息數據庫

2.1.1基礎地質資料整理

鉆孔數據庫包含定位表、測斜表、巖性表和含油率品位表[2]。定位表記錄鉆孔孔口空間坐標和最大孔深；測斜表記錄鉆孔在空間的測斜數據；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。根據地質報告提供的相關鉆孔數據信息，在Excel軟件中分別整理出3DMine軟件識別的定位表、測斜表、礦層結構表及含油率品位表的格式。

2.1.2鉆孔信息數據庫創建

在3DMine軟件中，首先通過添加“礦層結構表”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、測斜、礦層結構、含油率品位等4個Excel表分別導入Access鉆孔數據庫。導入過程須確保Excel數據庫與Access數據庫的表頭項完全一致，若出現錯誤，應返回Excel表檢查并改正，直至無誤為止。

2.2礦層實體模型構建

木塔寺油頁巖礦體為急傾斜礦體，若采用鉆孔提取頂底板點網格估值法創建礦層實體模型誤差較大，因此宜采用剖面法創建礦層實體模型。

2.2.1剖面圖處理

首先在CAD軟件中，將各礦層的頂底板線描出；然后將其導入3DMine軟件中，通過坐標轉換，將X、Y坐標調換成X、Z坐標，即將CAD軟件中的二維剖面圖轉換為三維剖面圖；最后根據各平、剖面間的坐標關系對X、Y、Z坐標進行數值修正。在轉換后的三維剖面中，分別提取各勘探剖面中同一礦層的頂底板線并保存為“.3ds”文件，并命名為“××礦層底(頂)板線”。

2.2.2儲量圖處理

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

2.2.3模型構建

2.2.3.1生成礦層頂底板面

圖礦層底板面

2.2.3.2剪裁礦層頂底板面

圖2　儲量計算范圍內的礦層底板面

2.2.3.3生成礦層側面

2.2.3.4生成礦層實體

2.2.4地表面模型建立

對礦區地形等高線賦值高程信息，首先通過按距離加密點，將各等高線加密若干點；然后炸開成“散點”；最后通過網格估值，生成礦區地表面模型，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文件分別保存，見圖4。

2.3.2礦層含油率提取

通過礦層數據提取礦石參數，提取各礦層的含油率信息，并將各礦層得到的樣品點文件分別保存，見圖5。

圖礦層復雜含矸率提取

圖礦層復雜含油率提取

2.3.3旋轉塊體模型創建

首先調入地表面和各礦層實體模型，確定塊體的高度范圍、平面范圍和旋轉角度，根據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塊體模型創建塊體模型，見圖6。

圖6　旋轉塊體模型

2.3.4塊體屬性及賦值創建

2.3.4.1塊體屬性創建

新建塊體屬性包括字符型(礦巖類型等)及浮點型(純礦量、可采純礦量、可采原礦量、內剝離量、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結語

以木塔寺油頁巖礦體為例，基于3DMine軟件構建了該礦體的三維地質模型，在實際應用中，根據特定的需要可對模型塊體進行相應的約束，得到滿足條件的模型塊體，通過生成塊體報告，可得到所需要的任意礦體空間范圍內的礦量、剝離量及含油率等信息。

參考文獻

[1]余牛奔，齊文濤，王立歡，等.基于3DMine軟件的三維地質建模與儲量估算——以新疆巴里坤礦區某井田為例[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建與可視化方法[J].金屬礦山，2015(6)：98-102.

[3]堅潤堂，楊帆，王巖梅，等.西藏白容—崗講銅(鉬)礦三維地質建模及儲量估算[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 北京市西城區安德路67號。