3DMine軟件在蒙亞啊礦區三維建模中的應用

劉子龍

（西藏華夏礦業有限公司，西藏 拉薩 850000）

本文就3DMine三維礦山建模軟件在蒙亞啊礦區的應用范圍和取得的成果作簡單說明，為下一步地質勘探和礦產開發利用提供科學依據，為礦山的現代化管理提供基礎資料。從鉆孔數據庫的建立、自動切割剖面、礦體的圈連、礦體模型及塊體模型的建立、礦體資源量的自動報告等，基本實現自動化的操作及基礎平臺的可視化。

1 礦山地質概況

蒙亞啊礦床大地構造位置位于西藏岡底斯-念青唐古拉復合巖漿弧的次級構造帶之隆格爾-工布江達弧背斷隆帶中部。成礦區帶屬于改則-那曲-騰沖（造山系）成礦省（Ⅱ-11）之拉薩地塊（岡底斯巖漿弧）Cu、Au、Mo、Fe、Sb、Pb、Zn成礦帶（Ⅲ-42），礦區內主要分布有矽卡巖型鉛鋅礦體，是多次成礦作用的疊加形成的礦床。礦區內礦體主要賦存于晚石炭紀—早二疊紀來姑組（C2P1l）第三巖性段中，其次賦存于來姑組三段（C2P1l3）與中二疊統洛巴堆組（P2l）接觸帶附近。

蒙亞啊鉛鋅礦區自發現以來，共有礦體51個，其中地表礦體14個，隱伏礦體37個。均分布于晚石炭紀—早二疊紀來姑組三段（C2P1l3）與中二疊統洛巴堆組（P2l）接觸帶附近，礦體呈密集的脈狀、似層狀、不規則狀成群出現。總體而言，該礦床各礦體（群）受斷裂構造控制明顯，圍巖交代現象及矽卡化巖較強，其成因類型以矽卡巖型為主。截止目前，蒙亞啊礦區累計查明資源量金屬量150萬噸，Pb+Zn平均品位約10%，成為西藏重要的鉛鋅資源基地，為當地乃至整個西藏那曲地區帶來了明顯的經濟效益和社會效益[1]。

2 3DMine軟件在礦區中的應用

2.1 礦區地表模型

地表模型即是利用空間高程散點或線通過三角網構建的表面，具有了一定的輪廓，可以產生諸如陰影、消隱和渲染等效果。對礦區原來地形資料，進行比例尺，高程數據，線型處理，通過數據賦值，實現地表模型的建立，方便領導、同事等人員能對礦區有一個具體形象的認識，建立整體的輪廓概念，加強對礦區目前發展布局、礦區探礦權范圍，采礦權范圍，礦體、礦化點信息的位置等信息的了解。

圖1 礦區地表模型圖

2.2 礦區地質數據庫的建立

礦山地質數據是礦山資源評估和采礦設計的基礎，是礦山生產管理的重點。礦山地質數據一般是通過探礦工程的編錄包括樣品分析成果等信息。地質數據庫則是將這些編錄的信息（更主要的是取樣信息）按照指定的格式存入數據庫中，可以方便的對數據進行檢索，管理。礦區利用3DMine創建數據庫，將礦區地質數據以文本或Excel表的形式導入到數據庫中，通過3DMine軟件將數字形式的勘探資料用三維圖形的形態來管理和利用。最大程度的實現了礦區資料的集群化、數字化、規范化管理，便于后期資料的查閱[2]。

圖2 礦山地質數據編錄

圖3 數據庫準備及數據庫建立

圖4 數據二維平面顯示；數據三維立體顯示

2.3 實體模型的建立

實體模型是一個空間三維三角網連接而成的包絡體，是用來描述三維空間的物體，比如礦體，巷道，采場，采掘帶等，是3DMine三維模型的基礎。為實現對全礦區準確且完整的認識，通過前期數據庫對蒙亞啊礦區全部勘探線剖面進行建立，圈定礦體線，提取單礦體全部圈定線，連接三角網，建立礦體模型37個；通過數據庫中巷道數據，利用巷道中線、腰線數據，建立巷道模型4個。

通過模型的建立，管理者不僅可以通過不同設計方案的比較，實現最優化的管理；整體評價和管控各個礦山、礦區、作業面的生產計劃，合理調配生產所需的各種資源；在整體設計平臺之上，進行動態技術信息交流，及時改進測量、采礦和生產管理過程中出現的不足和漏洞。幫助企業技術人員更好地建立直觀感和全局觀念。

圖5 索亞啊礦區礦體模型

圖6 巷道工程模型二維平面顯示

圖7 巷道工程模型三維立體顯示

2.4 塊體模型的建立

礦體模型給出了礦體的三維空間形態，可以求得礦體傾向、傾角、側伏角、厚度等數據，但無法體現礦體各部位的品位分布情況，同時要實現礦體的自動儲量估算，就需要建立相應區域的塊體模型。塊體模型即是在空間上，確定一定尺寸的空間塊體，在質心點上可以存儲所有屬性，應用地質統計學方法對品位分布進行估值，通過單一賦值、最近距離法、距離冪次反比法和普通克里格法等方法，把礦體固有的性質，比如比重、類型、元素品位等屬性存儲在屬于它的數據庫中，以求準確地進行資源量和品級報告，實現對儲量的自動統計工作。

蒙亞啊礦區通過對礦體空間范圍、礦體的類型、規模和采掘方式、樣品數量等數據的準確分析，采用距離冪次反比法，對礦區全部礦體實現了塊體模型建立。實現了實際各種需要的資源量的自動統計、報告工作。

表1 按品位區間自動實現資源量統計3DMine塊體模型報告

圖8 塊體品位分布二維網格圖

2.5 數據統計分析

數據的匯總統計分析即便于實現在日常管理，報告編寫等工作中的數據應用。通過3DMine軟件，從數據庫信息統計，地質統計學分析，到具體的采樣樣長、礦體厚度、品位及變化系數統計分析，都可以便捷的完成操作。

圖9 礦體Pb元素噸位品位分布統計

圖10 礦體品位變異函數統計分析

圖11 礦體等厚統計

圖12 塊體模型中Pb元素統計分析

圖13 5140中段Pb、Zn元素品位分布統計

圖14 礦體Pb元品位變化系數統計

圖15 礦體厚度變化系數統計

圖16 樣長統計分析

3 3DMine軟件礦區應用中的不足和建議

因軟件在各部門的普及及學習程度不同，不能實現礦山勘查、建設、管理等各環節、各部門統一通過軟件建立完善全面的數據庫，實現數據的實時更新。在以后的工作中，我們可以在以下方面繼續努力，最大化利用給企業和技術人員提供的便捷。

（1）繼續完善技術培訓制度，實現所有勘查、生產數據的數字化、統一化，實現互通和實時更新。

（2）在地質方面，地質技術人員應加強研究軟件不同計算方法、不同技術參數變化對礦體資源量變化的影響，實現方法選擇、技術參數選擇的最優化；熟練掌握各項圖件、品位、厚度統計報表工作的應用操作；通過交叉、全局驗證等方式，完成對資源量可信程度的對比評估。

（3）在測量方面，建立完善的測量數據庫，及時完善和更新各項工程實時數據。完成礦區各工業場地模型的建立、實現區域土方平衡的計算、庫容分析、道路設計等工作。

（4）在采礦方面，采礦模塊的應用是目前我們最薄弱的。14號礦體采用露天開采的方式，為了取得最大的經濟效益，就必須對露天開采進行境界優化。12號，采用地下開采方式，我們應利用地下模塊功能，實現地下巷道、交叉口、開拓、采場、采掘計劃等設計工作，實現工程量的自動計算統計和提高工作效率。

4 結語

3DMine軟件在蒙亞啊礦區實現了很好的應用和實踐，為實現綠色礦山、智能化礦山建設提供了基礎和經驗；實現了傳統二維平面和三維立體空間的完美銜接，更直觀和形象的展示了礦體空間形態、品位質量，及各礦體之間的賦存關系；實現了礦山資源儲量的自動統計，為礦山建設、管理提供了更為精確的數據和便捷性。在實踐中應不斷完善，充分發揮軟件在礦山建設、管理中的先進性，實現礦山開發效益的最大化。