礦井儲量計算中計算機技術的應用

閆 峰

(山西省煤炭地質144勘查院，山西 臨汾 041600)

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礦井儲量計算中計算機技術的應用

閆 峰

(山西省煤炭地質144勘查院，山西 臨汾 041600)

介紹了三維地質模型技術在礦井儲量計算中的優勢，從地質數據準備、煤層三維模型構建、儲量計算三個環節，闡述了基于三維地質建模技術的儲量計算方法，對實現煤炭資源的充分利用有一定的意義。

礦井儲量，三維地質模型，煤炭資源，地質數據

0 引言

對于煤炭礦井的儲量管理而言，為確保能夠為井下生產提供實時、有效指導，其相關數據必須開展動態化管理。過去這一工作多依靠人工進行計算和管理，這種方法不僅費時費力且計算精準度也難以保障，對煤炭資源的高效、科學管理造成了一定阻礙。但隨著計算機技術在煤炭領域的引入與推廣，依托其所建立的各類數據管理軟件極大的便利了煤炭生產管理模式。其中三維地質建模軟件在煤炭儲量計算中的應用不僅實現了儲量計算精準度的大幅改善，同時也有效實現了儲量管理數據的快速更新，真正保證了礦井儲量管理的實時動態化，對于煤炭資源的充分利用和礦井經濟效益的提升意義重大。

1 三維地質建模技術優勢分析

在礦井儲量計算上，三維地質建模技術具備以下優勢：1)功能多樣性，除了能夠有效計算煤田儲量，還能夠對井田范圍內的各類煤柱進行具體的單獨計算；2)適用全面性，借助三維地質建模，可以直接忽略進行復雜的地質條件，從更高的宏觀角度實現礦井儲量的精準計算，這使得其在各類地質條件下均具備良好的適用性；3)數據輸出的多樣性，所得儲量數據，可依據生產實際所需進行針對性的多樣化輸出，譬如針對單一煤層的儲量計算報告或依照采區劃分的儲量匯總數據；4)優化生產，在計算礦井儲量的基礎上，技術人員可將相關數據同現有生產方法進行預生產模擬，從而實現對生產方式的改進，提升生產效率的同時確保資源的充分開發，提升礦井經濟效益。

2 基于三維地質建模技術的儲量計算

依托三維地質建模技術對礦井儲量開展計算是一項相對復雜綜合性的過程，必須充分參照實地勘探所獲得的各類地質信息對井田內各個煤層的分布和容重等進行分門別類的詳實計算。三維地質模型儲量計算流程見圖1。下面以典型的Micromine系統為例，對三維地質建模技術在礦井儲量上的應用加以說明。

通常來說，利用三維地質建模技術對礦井儲量進行計算可大致劃分為三個部分，其分別為地質數據準備、煤層建模、儲量計算。

2.1 地質數據準備

地質數據的準備就是對礦井原始地質資料的搜集與整理，將相關數據進行數字化與規范化處理后，構建相應的地質數據庫，從而為煤層的圈定、三維模型的構建及后續儲量運算提供必要基礎。

通常而言，進行礦井儲量計算需要涉及眾多類別且數量龐大的數據資料，這些資料多依靠地質鉆探取得，囊括鉆孔位置、巖性分析、煤質檢驗數據等。在Micromine系統中主要通過三個文件夾對有關鉆孔的各類數據進行存儲，其分別為：1)鉆孔開口文件夾，存儲鉆孔編號、開孔坐標、開孔深度等；2)鉆孔取樣文件夾，存儲樣品號、鉆孔起始深度、樣品容重、發熱量、硫分、灰分；3)鉆孔測斜文件夾，存儲鉆孔編號、測井深度、方位角、傾角等。

Micromine系統能夠將上述三個文件夾中的數據進行有效的關聯，并對各組數據進行整體的邏輯檢驗，以確保數據管理的正確性，在此基礎上經過檢驗的數據便會構成軟件后續使用基礎數據庫。

2.2 煤層三維模型構建

本次以線框模型為所構建煤層三維實體模型基礎模板，這種模型本質而言為線框—塊體混合型模板，通過線框模型實現對所求目標煤層邊界輪廓的表達，隨后通過塊體模型對表示煤層的三維空間進行充填以達成對煤層儲量的精準計算。其中線框構建技術是模型構建的基礎與關鍵所在，這種技術本質上是將目標煤層空間輪廓的特征點與采樣點進行勾連，從而構成多個多邊形，隨后將這些多邊形再組合成多邊形網格從而模擬成所測定目標對象網絡邊界。最后結合三維空間信息賦予這些邊界不同的屬性值，使其交互結合構成以三角形面片為基礎的三維模型。

2.3 儲量計算

在三維地質模型中，多選用距離加權函數算法與克里格算法等對儲量進行計算，將一個尺寸固定的小塊體作為基礎單元，從而構成各種針對性的統計數據，實現對生產作業技術人員的技術決策支持。

在具體運算時，通過搜索橢圓球體的方式對影響區域內的樣品進行搜索定義，搜索的數據通常包括方位角、傾角、半徑等。在完成相關數據的定義與設置后選用距離反比加權法對構建好的煤層塊體模型求差，求得所求目標模型中空白塊體品位數值。若一次操作無法實現對所有空塊的賦值，則更換搜索半徑后進行二次插值，直至所有空塊均被賦予容重參數為止。最后將所有容重參數疊加即可獲得目標對象的資源儲量值。

3 結語

以三維地質建模為依托的計算機技術不僅有助于提升礦井儲量計算與管理水平的智能化提升，增強工作效率與質量，而且地質數據作為礦井生產的核心基礎之一，其也是今后礦井生產科學開展的有效參考數據，是構建現代化礦山的必要支撐。煤炭企業理應重視相關技術，加大資金與人才投入，通過持續的數據更新和挖掘，進一步完善三維地質模型，使其更好的為礦井持續化發展提供保障。

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The application of computer technology in mine reserves calculation

Yan Feng

(ShanxiCoalGeology144SurveyInstitute,Linfen041600,China)

This paper introduced the advantage of 3D geological model technology in coal mine reserves calculation, from geological data preparation, coal seam 3D model construction, reserve calculation three aspects, elaborated the reserves calculation method based on 3D geological modeling technology, had certain significance to realize the full use of coal resources.

mine reserves, 3D geological model, coal resources, geological data

1009-6825(2016)27-0257-02

2016-07-19

閆 峰(1983- )，男，助理工程師

TP319

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