三維可視化建模技術(shù)在礦山設(shè)計中的應(yīng)用

楊 菡

（核工業(yè)華東二六七工程勘察院 江西九江 332000）

在信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，三維礦山工程設(shè)計軟件開始被合理的運用起來，尤其是在礦山設(shè)計和管理中，這種技術(shù)的應(yīng)用價值充分的展現(xiàn)[1]。借助于三維礦山工程設(shè)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(xiàn)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(yōu)化創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)的條件，給后續(xù)工作的開展起到積極的指導(dǎo)作用。

1 三維可視化建模技術(shù)對礦山模型的構(gòu)建

1.1 及時將地表地形的模型逐步建立

結(jié)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(fù)雜的礦體形態(tài)，呈現(xiàn)出層狀和透鏡狀，局部則是呈現(xiàn)出盆狀和槽狀產(chǎn)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(tài)發(fā)生一系列的變化，礦體由西向東側(cè)伏，賦存標(biāo)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(gòu)建起地表地形的模型應(yīng)該依照相應(yīng)的依據(jù)，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(shù)中的AutoCAD地形文件，借助于預(yù)處理和等高線編輯等具體的操作，運用生成技術(shù)使得地形的DTM表面生成，針對于表面的文件適當(dāng)?shù)倪M行渲染，在落實了現(xiàn)實化的處理之后，使得完全符合實際地表地形的模型穩(wěn)步構(gòu)建，相應(yīng)的情況便能清晰地展現(xiàn)出來。

1.2 確保煤層的模型穩(wěn)步的構(gòu)建起來

為了及時的將煤層的模型構(gòu)建起來，需要積極的將鉆孔數(shù)據(jù)庫加以構(gòu)建，通過將相關(guān)的信息及時的整合，促使相應(yīng)的信息能夠合理的運用到位。控制煤層模型走勢的煤層頂?shù)装妩c往往是取自于鉆孔數(shù)據(jù)庫中。借助于現(xiàn)階段運用到的三維可視化建模技術(shù)，適當(dāng)?shù)睦?Dmine創(chuàng)建出地質(zhì)數(shù)據(jù)庫，然后依照勘探鉆孔的詳細資料，分別構(gòu)建起相應(yīng)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(shù)據(jù)庫內(nèi)部的煤層頂?shù)装妩c加以獲取，然后運用基本的克里格算法擬合出煤層頂?shù)装灞砻娴哪Ｐ停ＷC逐步的完成單一煤層和全煤層模型的適當(dāng)構(gòu)建[2]。

1.3 井下巷道實體模型的適時構(gòu)建

在三維可視化建模技術(shù)穩(wěn)步利用的過程中，礦山設(shè)計工作能夠有條不紊的進行，通過適當(dāng)?shù)慕柚谙嚓P(guān)平臺，促使井下巷道實體模型可以適時的構(gòu)建起來，由此更好的服務(wù)于相應(yīng)的工作。一般來說，井下巷道實體模型的構(gòu)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(chǎn)過程中，井下巷道具有十分明顯的特征，主要表現(xiàn)為錯綜復(fù)雜的構(gòu)成，特別是煤層賦存較差，加之地質(zhì)構(gòu)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(yīng)該在建立井下巷道實體模型的過程中重點做好相應(yīng)的準(zhǔn)備性工作，比如適當(dāng)?shù)倪x用巷道中線法生產(chǎn)巷道實體模型[3]。也就是說，在使用相關(guān)技術(shù)的時候，利用逐個輸入巷道頂板導(dǎo)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(tǒng)的展示出煤層、巷道和地表建筑物之間存有的密切聯(lián)系，通過將其中任意兩個元素加以組合，構(gòu)建起不同的組合模型。

2 三維可視化建模技術(shù)在礦山設(shè)計中的應(yīng)用實踐

2.1 井下巷道的開拓設(shè)計

若是采取傳統(tǒng)的巷道設(shè)計方案，往往需要對當(dāng)前所具備的地質(zhì)材料和煤炭資源等情況展開詳細的分析，依照設(shè)計的基本經(jīng)驗和對于現(xiàn)場數(shù)據(jù)的知曉情況，確定相對于科學(xué)的設(shè)計方案，之后在具體的施工過程中，運用對巷道掘進設(shè)計情況展開相關(guān)方案的具體變更，由此保證巷道施工的基本精準(zhǔn)度。通過合理的使用三維可視化建模技術(shù)，促使相應(yīng)的模型能夠和煤層模型適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合到一起，在三維空間中及時的運用開拓設(shè)計手法完成對單一工作面的回采設(shè)計，運用相應(yīng)的坐標(biāo)參數(shù)等完成適當(dāng)?shù)墓蠢眨ＷC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(shè)計參數(shù)化，然后也能體現(xiàn)出智能化和可視化的基本特征。對比于傳統(tǒng)的設(shè)計方案，這種設(shè)計技術(shù)的運用使得相應(yīng)的精準(zhǔn)度有所提升，同時也大大的提高了設(shè)計的速度，從最大的限度之上使得相應(yīng)的設(shè)計工作被優(yōu)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(tài)剖面等具體的工具完成相應(yīng)的畫線任務(wù)，合理的調(diào)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(dǎo)線點的實際坐標(biāo)，運用相應(yīng)的設(shè)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(yīng)的三維坐標(biāo)，由此便能及時的將其他的坐標(biāo)加以分析，降低了相應(yīng)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(shè)計準(zhǔn)確度的控制對策

2.2.1 準(zhǔn)確分析相應(yīng)的影響因素

依照上述的分析能夠知曉，在對礦山進行設(shè)計的時候，往往可以借助于三維可視化建模技術(shù)落實相關(guān)的行動，完成基本的巷道開拓設(shè)計，為了確保設(shè)計更加的準(zhǔn)確，需要結(jié)合實際情況展開討論，保證構(gòu)建起擬真度極高的煤層模型。相關(guān)煤層模型在構(gòu)建起來之后，需要將相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息加以提取，為之后需要生成的模型打下堅實的基礎(chǔ)。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(lián)系，若是相應(yīng)的鉆孔越多，煤層頂?shù)装宓狞c就會越密集，這樣的情況下煤層模型的真實度也能穩(wěn)步的提升。

2.2.2 應(yīng)該重點采取的控制措施

為了及時的優(yōu)化相應(yīng)的擬合效果，需要適當(dāng)?shù)倪\用相應(yīng)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(dāng)?shù)呐袛嗳笔簩拥幕竞穸群途唧w的深度，從而及時的將部分勘探鉆孔煤層數(shù)據(jù)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(zhì)編錄圖虛擬勘探鉆孔可以完成相應(yīng)的修正任務(wù)，也就是針對于煤層模型展開合理的修正，保證穩(wěn)步的提升煤層本身的擬合程度，同時也能有條不紊的指導(dǎo)著相鄰工作面巷道設(shè)計工作。在上文提及了鉆孔數(shù)據(jù)庫的構(gòu)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?qū)γ簩幽Ｐ彤a(chǎn)生的影響程度得到較為科學(xué)化的降低，原有的勘探鉆孔頂?shù)装妩c完成相應(yīng)的轉(zhuǎn)變，妥善的改變以往的起伏趨勢，穩(wěn)步的提升相關(guān)煤層的擬合程度，保證更好的符合現(xiàn)場的具體情況，這對于大大的提升三維可視化模型在指導(dǎo)設(shè)計上發(fā)揮出的使用價值具有較大的幫助。

3 結(jié)語

隨著信息技術(shù)的進步與發(fā)展，三維可視化建模技術(shù)的應(yīng)用范圍逐步的拓寬，在各個領(lǐng)域都能看到此種技術(shù)的身影，通過將其運用至礦山設(shè)計中，能夠促使相關(guān)信息直觀的展示，這對于指導(dǎo)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(shè)計等多個方面的實踐，通過了解具體的控制方案，促使設(shè)計的精準(zhǔn)度能夠合理的提升，及時將勘探鉆孔煤層數(shù)據(jù)的缺失彌補到位，運用已揭露煤層地質(zhì)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(yīng)的擬合度大大提升，也能指導(dǎo)著其他的工作順利開展。