DIMINE三維數(shù)字化軟件在礦山的應(yīng)用

鄭治棟

甘肅有色冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院

1 礦山主要數(shù)字模型的建立

1.1 地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)：主要通過(guò)搜集礦山勘探資料并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行整理得到，將以前紙質(zhì)數(shù)據(jù)或者EXCEL表數(shù)據(jù)，整理成開(kāi)口表、測(cè)斜表、樣品表、巖性表，并按照DIMINE要求格式，將整理好的各表分別導(dǎo)人DIMINE軟件中，各表之間通過(guò)“鉆孔名”這個(gè)字符串實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)間的銜接，進(jìn)而生成地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)。生成的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)可以在三維空間中顯示，也可以通過(guò)修改顯示風(fēng)格等很容易了解礦山地質(zhì)勘探方面所做的工作，以及地質(zhì)層位、品位信息等情況。

1.2 地表模型：地表模型主要是將現(xiàn)狀地形圖里所含的測(cè)量數(shù)據(jù)導(dǎo)入到DIMINE軟件中進(jìn)行相應(yīng)修改與創(chuàng)建DTM創(chuàng)建得到的地表上的地物，也可以進(jìn)行抬高、生成面與實(shí)體等處理生成。比如房屋模型、線桿等。DIMINE軟件與礦山常用繪圖軟件CAD、MapGis、CASS所生成的數(shù)據(jù)文件之間有著很好的兼容性，所以可以很方便生成地表模型。

1.3 礦體摸型：礦體模型在地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，依據(jù)勘探規(guī)范規(guī)定的礦體圈定原則，參照各個(gè)勘探線范圍進(jìn)行切剖面完成各個(gè)剖面圖的生成，接著相鄰剖面間通過(guò)多種線框連接方法反復(fù)推敲實(shí)現(xiàn)的。礦體模型生成后，可以在任意方向切剖面，生成剖面圖(含地層情況、礦厚)。還可以將地勘部門(mén)所遞交的勘探線剖面圖與地質(zhì)模型所生成的剖面圖進(jìn)行比較分析，以控制開(kāi)采過(guò)程中的經(jīng)濟(jì)性與風(fēng)險(xiǎn)性。

1.4 品位模型：品位模型是在對(duì)地質(zhì)數(shù)據(jù)各個(gè)品位字段進(jìn)行相應(yīng)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，選取合理的塊模型插值方法對(duì)塊體模型進(jìn)行空間插值得到。通過(guò)品位模型可以完成對(duì)平均品位統(tǒng)計(jì)及儲(chǔ)量計(jì)算等工作，還可以結(jié)合地表模型、地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)生成任意剖面品位分布圖，了解各個(gè)剖面的品位分布情況。

2 數(shù)字礦山介紹

數(shù)字礦山的核心是在統(tǒng)一的時(shí)間坐標(biāo)和空間框架下，科學(xué)合理地組織各類礦山信息，將海量異質(zhì)的礦山信息資源進(jìn)行全面、高效和有序的管理和整合。數(shù)字礦山的任務(wù)是在礦業(yè)信息數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的基礎(chǔ)上，充分利用現(xiàn)代空間分析、數(shù)據(jù)采礦、知識(shí)挖掘、虛擬現(xiàn)實(shí)、可視化、網(wǎng)絡(luò)、多媒體和科學(xué)計(jì)算技術(shù)，為礦產(chǎn)資源評(píng)估、礦山規(guī)劃、開(kāi)拓設(shè)計(jì)、生產(chǎn)安全和決策管理進(jìn)行模擬、仿真和過(guò)程分析提供新的技術(shù)平臺(tái)和強(qiáng)大工具。我國(guó)著名礦山工程設(shè)計(jì)專家、中國(guó)工程院于潤(rùn)滄院士在做客騰訊網(wǎng)時(shí)說(shuō)到：因?yàn)楝F(xiàn)在礦業(yè)開(kāi)采條件越來(lái)越惡劣，金屬含量高的礦石也越來(lái)越少，另外對(duì)采礦安全環(huán)境的要求也越來(lái)越嚴(yán)格，所以我們必須要走數(shù)字化礦山這條路。數(shù)字化礦山可以是理解為從初級(jí)到高級(jí)三個(gè)層次：即第一個(gè)層次就是礦山數(shù)字化信息系統(tǒng)或者叫做礦山數(shù)字化信息管理系統(tǒng)；第二個(gè)階段就是虛擬礦山；第三個(gè)階段就是遠(yuǎn)程遙控和自動(dòng)化采礦的階段。

3 DIMINE三維數(shù)字化軟件在測(cè)量中的應(yīng)用步驟

3.1 將DXF格式文件另存為2004CAD格式打開(kāi)DIMINE軟件，導(dǎo)入2004CAD格式文件。在對(duì)該界面操作的時(shí)候，要注意理解導(dǎo)入文件和導(dǎo)入視圖兩者的區(qū)分，最終效果其實(shí)是一樣的，只不過(guò)對(duì)于前者操作起來(lái)有些繁瑣。

3.2 導(dǎo)入DIMINE軟件后不同角度的空區(qū)實(shí)體模型，通過(guò)從不同角度旋轉(zhuǎn)觀察空區(qū)模型，可以看到掃描儀開(kāi)始圈和結(jié)束圈掃不到的“洞”，有些情況下，在掃描過(guò)程中，除了掃到空區(qū)主體外，還可能掃到與主體無(wú)關(guān)的其他相通巷道，這些多余的部分在專業(yè)術(shù)語(yǔ)上叫做“噪音”，是在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中必須處理的問(wèn)題。針對(duì)空區(qū)模型較為規(guī)則的情況下進(jìn)行處理。全部選中，并進(jìn)行合并，合并后再次選中實(shí)體，點(diǎn)擊右鍵提取開(kāi)口線，此時(shí)會(huì)看到模型中的“噪音”，也就是CMS獲取數(shù)據(jù)時(shí)的盲區(qū)對(duì)該處進(jìn)行編輯，封閉為面，再次全選實(shí)體模型，再合并，此時(shí)就可以查看實(shí)體模型屬性中的面積、體積等內(nèi)容。如果要近似計(jì)算實(shí)體體積的塊段化實(shí)體模型，需進(jìn)行六面體化。

3.3 編制工程圖，通常在進(jìn)行工程布局前需先對(duì)工程的屬性進(jìn)行設(shè)置，用此功能可以設(shè)置實(shí)體類型對(duì)象的輸出方式及風(fēng)格樣式。工程輸出設(shè)置：點(diǎn)擊“工程出圖”中“工程”選項(xiàng)卡，對(duì)水平布局與剖面布局進(jìn)行設(shè)置，添加“采場(chǎng)”實(shí)體類型圖形再次將“采場(chǎng)”一欄設(shè)置為“切割”，其他如不涉及可不進(jìn)行設(shè)置。如果忽視了對(duì)該項(xiàng)工作進(jìn)行設(shè)置，在創(chuàng)建水平或剖面布局時(shí)，該布局周?chē)鷷?huì)生產(chǎn)很多輪廓線，可以說(shuō)這種布局方式起不到指導(dǎo)意義和作用。將CAD設(shè)計(jì)中的剖面線按照絕對(duì)坐標(biāo)復(fù)制出來(lái)單獨(dú)建一個(gè)dwg或dxf文件，將該文件導(dǎo)入至DIMINE中。進(jìn)行水平布局參數(shù)設(shè)置，切制平面圖可直接設(shè)置水平標(biāo)高進(jìn)行。確定后點(diǎn)擊“圖件”中“水平圖”，將實(shí)體隱藏后即可完成。進(jìn)行剖面布局參數(shù)設(shè)置，選擇動(dòng)態(tài)繪制創(chuàng)建，確定后按剖面線從下至上進(jìn)行，點(diǎn)擊“剖面圖”，將實(shí)體隱藏后即可完成。添加圖框結(jié)束后，將DIMINE軟件切制的平剖面圖紙輸出至CAD圖形。

4 DlMINE模型在測(cè)量中的應(yīng)用

DlMINE軟件和全站儀設(shè)備的配合，為礦山數(shù)據(jù)采集、導(dǎo)線點(diǎn)的精確控制、采掘工程的精確報(bào)量提供了高效、高精度的解決方案。全站儀采集的數(shù)據(jù)可以用DIMINE直接讀取，在軟件中快速生成線文件(巷道底板文件，生成平面圖)和實(shí)體文件(三維模型)，可報(bào)告實(shí)際工程量、供采礦設(shè)計(jì)直接使用；配合礦塊模型的分析結(jié)果，可用以品位控制、平衡礦量以及調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃。在DIMINE模型上做采礦設(shè)計(jì)，非常直接、便捷和高效。可以很容易地確定工程的開(kāi)口位置和方向，因?yàn)樵谡鎸?shí)三維空間里可以獲得更多的信息、更容易看清各種復(fù)雜工程間的相互關(guān)系。

通過(guò)數(shù)字化礦山的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了礦山生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)管理和資源的合理利用，降低了礦產(chǎn)勘查和開(kāi)采成本，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]周美然，楊德明，王培言.建立礦體三維實(shí)體模型的研究.2016.