淺談數(shù)字化礦山

1、淺談數(shù)字化礦山專業(yè)：采礦工程學(xué)號(hào)：2014A157060002姓名：王祖文2016.5.25 淺談數(shù)字化礦山 摘要 對(duì)于采礦業(yè)來說,要走科技含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少、人力資源優(yōu)勢(shì)得到充分發(fā)揮的新型工業(yè)化道路,數(shù)字化、信息化是其發(fā)展的必然趨勢(shì)。本文提出了數(shù)字化礦山建設(shè)的必要性與必然性，闡述了礦山數(shù)字化的主要特征，并介紹了礦山數(shù)字化建設(shè)對(duì)礦山整體管理的巨大優(yōu)勢(shì)。提出了數(shù)字化系統(tǒng)開發(fā)的可行性。關(guān)鍵詞： 數(shù)字化礦山；管理系統(tǒng)；平臺(tái)建設(shè)；可行性0引言“數(shù)字化礦山”(Digital Mine)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展近幾年提出來的新概念?！皵?shù)字化礦山”是

2、對(duì)真實(shí)礦山整體及其相關(guān)現(xiàn)象的統(tǒng)一認(rèn)識(shí)與數(shù)字化再現(xiàn)，是一個(gè)能夠真實(shí)反映礦山本體、礦山開發(fā)與運(yùn)行過程的“虛擬礦山”。數(shù)字礦山的特點(diǎn)為基礎(chǔ)信息數(shù)字化、生產(chǎn)過程虛擬化、管理控制一體化、決策處理集成化。數(shù)字礦山的主要研究?jī)?nèi)容包括礦山科學(xué)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略、共享礦山數(shù)據(jù)資源、礦山可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、礦山經(jīng)濟(jì)發(fā)展、礦山安全和礦山科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新的需要等，它把關(guān)于礦山系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成可以理解的信息，轉(zhuǎn)換成具有礦山經(jīng)濟(jì)價(jià)值的知識(shí)。1 數(shù)字化礦山的作用和意義數(shù)字化礦山是在測(cè)量、地質(zhì)、采礦、選礦、安全等各個(gè)專業(yè)知識(shí)和技術(shù)資料比較完備的基礎(chǔ)上,結(jié)合相應(yīng)軟件建立起來的三維模擬圖形,可以相當(dāng)真實(shí)地立體展示地質(zhì)形態(tài)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情

3、況。礦業(yè)數(shù)字礦山模型是把地質(zhì)勘探、資源估計(jì)儲(chǔ)量、測(cè)量數(shù)據(jù)收集等導(dǎo)入成三維視圖,同時(shí)融合了露天采礦和地下采礦設(shè)計(jì)等,它涵蓋了地面狀況、礦體賦存、斷層、水文地質(zhì)等從地表到地下的、完整的、具體的地質(zhì)數(shù)據(jù);還能設(shè)計(jì)多種現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)方案及采區(qū)閉坑復(fù)墾方案、模擬方案實(shí)施效果,模擬再現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)度指揮。管理者不僅可以通過不同設(shè)計(jì)方案的比較,實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的管理;站在整個(gè)礦山或公司的角度,整體評(píng)價(jià)和管控各個(gè)礦山、礦區(qū)、作業(yè)面的生產(chǎn)計(jì)劃,合理調(diào)配生產(chǎn)所需的各種資源;還可以在整體設(shè)計(jì)平臺(tái)之上,進(jìn)行動(dòng)態(tài)技術(shù)信息交流,及時(shí)改進(jìn)測(cè)量、采礦、地質(zhì)工作和生產(chǎn)管理過程中出現(xiàn)的不足和漏洞。各生產(chǎn)單位也可借助整體設(shè)計(jì)平臺(tái),根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)狀

4、科學(xué)合理地進(jìn)行日常生產(chǎn)計(jì)劃安排。數(shù)字化礦山還可以作為檢驗(yàn)監(jiān)測(cè)手段,將礦山邊坡、排土場(chǎng)、尾礦庫(kù)、地下采場(chǎng)和采空區(qū)等已發(fā)生危險(xiǎn)的部位所設(shè)置的監(jiān)控設(shè)施統(tǒng)一進(jìn)行在線監(jiān)控，進(jìn)行安全的監(jiān)控預(yù)防；將其他合作單位提交的測(cè)量、勘探、設(shè)計(jì)等技術(shù)資料進(jìn)行復(fù)核,找出其需要進(jìn)一步完善的部分,提高項(xiàng)目成果的精確度,使設(shè)計(jì)能和礦山實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)相結(jié)合,科學(xué)推動(dòng)礦山長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。數(shù)字化礦山的意義主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：（1）改變礦山的生產(chǎn)方式，在礦山設(shè)計(jì)、施工、開采、安全、管理、教育、可持續(xù)發(fā)展、土地利用規(guī)劃以及科學(xué)決策等方面產(chǎn)生廣闊的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)大型產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)，提供更多的產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)、安全監(jiān)測(cè)及決策管理服務(wù)等；（2）為礦山科

5、學(xué)技術(shù)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的動(dòng)力。使礦山規(guī)劃管理具有更高的效率、更豐富的表現(xiàn)手法、更多的信息量、更高的分析能力和準(zhǔn)確性，從而提高礦山生產(chǎn)和管理的時(shí)效性、有效性、資源優(yōu)化配置水平、綜合實(shí)力，促進(jìn)礦山的可持續(xù)發(fā)展，在有準(zhǔn)確坐標(biāo)、時(shí)間和對(duì)象屬性的多維虛擬環(huán)境中進(jìn)行規(guī)劃、決策和管理，在處理礦山復(fù)雜系統(tǒng)問題時(shí)幫助人們更好地建立直觀感和全局觀念。2 數(shù)字化礦山的總體方案及其建設(shè)進(jìn)程數(shù)字化礦山的基本特征是以高速企業(yè)網(wǎng)為“路網(wǎng)”、以采礦CAD（MCAD）、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、仿真（CR）、科學(xué)計(jì)算（SC）與可視化（VS）為“車輛”、以礦業(yè)數(shù)據(jù)和礦業(yè)應(yīng)用模型為“貨物”、以真三維地學(xué)模型擬（3DGM）和數(shù)據(jù)挖掘?yàn)椤鞍b

6、”、以多源異質(zhì)礦業(yè)數(shù)據(jù)采集與更新系統(tǒng)為“保障”和以礦山GIS（MGIS）為“調(diào)度”。數(shù)字化礦山的最終表現(xiàn)為礦山的高度信息化、自動(dòng)化、智能化與高效安全開采，直至遙控采礦和無人采礦模式。數(shù)字化礦山建設(shè)是一個(gè)典型的多學(xué)科技術(shù)交叉的新領(lǐng)域，涵蓋了礦山企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的全過程。由于礦山企業(yè)普遍具有生產(chǎn)對(duì)象（資源）的不確定性、生產(chǎn)過程的動(dòng)態(tài)性、生產(chǎn)環(huán)境的惡劣性，因此，數(shù)字化礦山既不是GIS概念的簡(jiǎn)單延伸，也不是一般加工企業(yè)ERP概念的簡(jiǎn)單復(fù)制，而是一個(gè)包含兩者特征的嶄新的概念。所謂數(shù)字化礦山是采用現(xiàn)代信息技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和過程智能化控制技術(shù)，在礦山企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的三維尺度范圍內(nèi)，對(duì)礦山生產(chǎn)、安全

7、、經(jīng)營(yíng)與管理的各個(gè)環(huán)節(jié)與生產(chǎn)要素實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、模型化、可視化、集成化和科學(xué)化管理，使礦山企業(yè)生產(chǎn)呈現(xiàn)安全、高效、低耗的局面。2.1數(shù)字礦山建設(shè)的目標(biāo)  （1）應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)、智能技術(shù)和礦山生產(chǎn)工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)決策、安全生產(chǎn)管理和設(shè)備控制等信息的有機(jī)集成。   （2）通過應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)經(jīng)營(yíng)管理科學(xué)化，生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)安全調(diào)度、生產(chǎn)過程控制最優(yōu)化。（3）保證礦山生產(chǎn)安全，提高產(chǎn)量和質(zhì)量，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和競(jìng)爭(zhēng)能力。 （4）促進(jìn)礦山標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、示范化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。  數(shù)字化礦山最終表現(xiàn)為礦山的高度信息化、自動(dòng)化、高效率、

8、高安全和高效益。2.2 數(shù)字化礦山的邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)字礦山是以計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為硬件環(huán)境支撐，以計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)和各類工具軟件為軟件環(huán)境支撐的，融合礦山管理流程、工藝流程和自然情況的大規(guī)模綜合型應(yīng)用軟件系統(tǒng)。數(shù)字礦山自下而上可分為四個(gè)主要級(jí)層，分別為：基礎(chǔ)信息化、作業(yè)信息化、管理信息化和決策信息化，每個(gè)級(jí)層中，根據(jù)處理的任務(wù)不同，又可細(xì)化為不同功能層面。(1) 基礎(chǔ)信息化級(jí)層主要包含基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理和模型管理?；A(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)即實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的獲取、傳遞與存儲(chǔ)功能。數(shù)據(jù)獲取包括利用各種技術(shù)手段獲取各種形式的數(shù)據(jù)及其預(yù)處理；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)包括各類數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)文件、圖形文件庫(kù)等。該層為后續(xù)各層提供部分或全部輸入數(shù)

9、據(jù)。 模型管理即實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)的形象表述。如空間和礦物屬性的三維和二維塊狀模型、礦區(qū)地質(zhì)模型、采場(chǎng)模型、地理信息系統(tǒng)模型、虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫模型等。該層不僅將數(shù)據(jù)加工為直觀、形象的表述形式，而且為優(yōu)化、模擬與設(shè)計(jì)提供輸入。 (2) 作業(yè)信息化層級(jí)主要包括模擬與優(yōu)化、設(shè)計(jì)規(guī)劃和執(zhí)行與控制。模擬與優(yōu)化即實(shí)現(xiàn)如工藝流程模擬、參數(shù)優(yōu)化、設(shè)計(jì)與計(jì)劃方案優(yōu)化等。 設(shè)計(jì)規(guī)劃即實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，為把優(yōu)化解轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行方案或直接進(jìn)行方案設(shè)計(jì)提供手段。 執(zhí)行與控制是生產(chǎn)方案的執(zhí)行過程，實(shí)現(xiàn)如自動(dòng)調(diào)度、流程參數(shù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制、遠(yuǎn)程操作等。 (3) 管理與決策支持信息化層級(jí)包括辦公自動(dòng)化、ERP與企業(yè)外部環(huán)境（供應(yīng)鏈與客戶

10、關(guān)系）管理。依據(jù)各種信息和以上各層提供的數(shù)據(jù)加工成果，利進(jìn)行相關(guān)分析與預(yù)測(cè)，用決策支持軟件工具為決策者提供各個(gè)層次的決策支持。 數(shù)字化礦山的基本邏輯層次結(jié)構(gòu)如圖1所示：圖1 數(shù)字化礦山的邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)字化礦山是將數(shù)字礦山中的固有信息數(shù)字化，按三維坐標(biāo)組織起來一個(gè)數(shù)字礦山，全面、詳盡地刻畫礦山及礦體的基礎(chǔ)上再嵌入所有相關(guān)信息組成一個(gè)意義更加廣泛的多維的數(shù)字礦山。礦山系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的、動(dòng)態(tài)的、開放的巨型系統(tǒng)，各部分之間互相影響、互相制約。對(duì)于這樣的系統(tǒng)，只有快速、準(zhǔn)確地了解各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，并使各個(gè)子系統(tǒng)配套、一致，再在此基礎(chǔ)上予以優(yōu)化，才能實(shí)時(shí)、科學(xué)地做出決策，發(fā)揮數(shù)字礦山系統(tǒng)的最大能力和最佳效益

11、。圍繞數(shù)字礦山建設(shè)的具體目標(biāo)和基本內(nèi)容有：礦山地質(zhì)信息系統(tǒng)、礦體三維模型展示系統(tǒng)、地測(cè)地理信息系統(tǒng)、采礦技術(shù)、計(jì)劃、設(shè)計(jì)系統(tǒng)、安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)、井下通風(fēng)及風(fēng)機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、井下人員定位和管理系統(tǒng)、井下采礦實(shí)況仿真監(jiān)視系統(tǒng)、礦壓監(jiān)測(cè)與分析系統(tǒng)、水文監(jiān)測(cè)與分析系統(tǒng)、礦井火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、輸配電地理信息系統(tǒng)、智能化礦井通防系統(tǒng)、給排水地理信息系統(tǒng)、綜合管線管理系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)、設(shè)備及物資、資產(chǎn)管理系統(tǒng)、礦山生產(chǎn)成本管理系統(tǒng)、系統(tǒng)集成平臺(tái)建設(shè)、礦山綜合管理系統(tǒng)等；數(shù)字礦山建設(shè)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，不可能一蹴而就，需要各學(xué)科、高校、科研院所和礦山企業(yè)的科技人員協(xié)同作戰(zhàn)、長(zhǎng)期奮斗才能實(shí)現(xiàn)的

12、。基于數(shù)字礦山建設(shè)的目標(biāo)和主要內(nèi)容，對(duì)現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行集成創(chuàng)新，根據(jù)不同的礦山企業(yè)的特點(diǎn)制定符合企業(yè)實(shí)際的數(shù)字礦山建設(shè)總體技術(shù)方案。3 三維礦業(yè)軟件應(yīng)用功能 礦山系統(tǒng)應(yīng)與三維地理建模軟件（3DGIS）進(jìn)行無縫融合，利用三維地理建模軟件進(jìn)行礦用對(duì)象的表述與存儲(chǔ)，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)礦山、作業(yè)狀態(tài)、生產(chǎn)設(shè)備的可視化監(jiān)控與跟蹤。(1) 地質(zhì)部分建立空間和礦物屬性的礦山實(shí)體數(shù)字地質(zhì)、礦床模型、采場(chǎng)模型、地理信息系統(tǒng)模型、虛擬現(xiàn)實(shí)模型等，用以表征礦床中礦、巖的空間分布和相應(yīng)部位的屬性數(shù)據(jù)，數(shù)字地質(zhì)模型子系統(tǒng)。其功能是根據(jù)鉆探或遙感、遙測(cè)信息建立礦床地質(zhì)構(gòu)造模型，如礦巖體、斷層、破碎帶、巖性、構(gòu)造等。數(shù)字礦床

13、模型子系統(tǒng)。這一子系統(tǒng)的功能是建立有關(guān)礦巖屬性的空間數(shù)字模型。國(guó)際上使用最多的是數(shù)字塊狀模型，因?yàn)榇蟛糠謨?yōu)化算法以此為基礎(chǔ)。這一模型現(xiàn)階段的主要數(shù)據(jù)來源是鉆孔、探槽和炮孔取樣。對(duì)礦山生產(chǎn)最重要的是品位模型、雜質(zhì)含量模型及價(jià)值模型，它們是礦巖圈定、礦量品位計(jì)算和設(shè)計(jì)、計(jì)劃的基礎(chǔ)。(2) 采礦部分以地質(zhì)及礦床模型為基礎(chǔ)，結(jié)合其它關(guān)鍵信息構(gòu)造虛擬礦山，進(jìn)行數(shù)字模擬開采，完成礦山長(zhǎng)、中、短期開采計(jì)劃編制、露天礦穿爆設(shè)計(jì)、地下礦巷道標(biāo)準(zhǔn)斷面設(shè)計(jì)、峒室設(shè)計(jì)、開拓設(shè)計(jì)、采礦方法設(shè)計(jì)、穿爆設(shè)計(jì)、通風(fēng)設(shè)計(jì)、災(zāi)變應(yīng)變預(yù)案等工作。以優(yōu)化開采為目標(biāo)，因此系統(tǒng)對(duì)礦山開采能否充分的利用資源、減少礦石的損失率和貧化率、以及

14、取得最大效益都具有重要意義。(3) 測(cè)量部分導(dǎo)入全站儀、GPS等設(shè)備或南方CASS格式的測(cè)量數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成地形、采場(chǎng)現(xiàn)狀等表面建模；對(duì)于AutoCAD，MapGIS文件，可以直接導(dǎo)入3DGIS環(huán)境（如：3DMine），利用其點(diǎn)線和屬性數(shù)據(jù)構(gòu)建三維表面模型；還可以應(yīng)用于工程量的驗(yàn)收計(jì)算，通過任意兩個(gè)面或面與實(shí)體的的交并布爾運(yùn)算，精確計(jì)算其封閉體的體積和表面積。如，計(jì)算排土場(chǎng)的體積，計(jì)算填方，挖方工程量。(4) 3DGPS監(jiān)測(cè)輸入廣播協(xié)議地址與GPS動(dòng)態(tài)信息鏈接，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山生產(chǎn)或設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；保存歷史GPS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，對(duì)礦山設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度，以便不用親臨現(xiàn)場(chǎng)就能更真實(shí)地了解施工時(shí)情況；礦山數(shù)據(jù)信息

15、的動(dòng)態(tài)查詢與監(jiān)測(cè)；能夠?qū)崟r(shí)顯示GPS設(shè)備傳送的位置信息；自動(dòng)演示并記錄設(shè)備的運(yùn)行路線；視圖縮放可以詳細(xì)查看單個(gè)設(shè)備，以及設(shè)備類型、編號(hào)以及當(dāng)前所在地質(zhì)屬性信息的實(shí)時(shí)查詢；保存單個(gè)設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行軌跡。基于3DGIS(3DMine)的地質(zhì)資源數(shù)字化處理、基于局域網(wǎng)的數(shù)字化儲(chǔ)量管理與應(yīng)用等，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)資源信息在地測(cè)采環(huán)節(jié)間的無縫流轉(zhuǎn)，為基于礦業(yè)軟件實(shí)現(xiàn)開采優(yōu)化設(shè)計(jì)提供地質(zhì)基礎(chǔ)保證。4 礦山信息集成管理平臺(tái)系統(tǒng)需求分析主要構(gòu)建礦山從歷史到現(xiàn)狀的地形、地質(zhì)、工程模型，滿足實(shí)際使用的要求，這是數(shù)字礦山建設(shè)的基礎(chǔ)階段。礦山生產(chǎn)對(duì)象是埋藏在地下的礦體，還有影響開采的圍巖和地質(zhì)構(gòu)造，用真三維軟件工具將這些對(duì)象表達(dá)

16、出來，可以為后續(xù)的地質(zhì)、測(cè)量、采礦、計(jì)劃等工作提供了基礎(chǔ)。具體的主要工作內(nèi)容包括：（1） 礦山地、測(cè)、采資料的收集； 鉆孔數(shù)據(jù)以及探槽數(shù)據(jù)鉆孔數(shù)據(jù)以及探槽數(shù)據(jù)是礦山資源評(píng)估和采礦設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，是礦山生產(chǎn)管理的重點(diǎn)。地質(zhì)數(shù)據(jù)的完善性和可靠性，直接影響一個(gè)礦山生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)和決策。現(xiàn)場(chǎng)采集鉆孔數(shù)據(jù)包括：ü 鉆孔開口位置數(shù)據(jù)ü 測(cè)斜數(shù)據(jù)ü 礦山鉆孔樣品分析數(shù)據(jù)ü 地質(zhì)巖性分析數(shù)據(jù) 井巷工程數(shù)據(jù) 井巷工程是礦山生產(chǎn)中運(yùn)輸人員、礦石、材料等的主要通道。井巷工程數(shù)據(jù)主要為礦山開拓系統(tǒng)布置圖，即為所要建模的中段平面圖，及各種巷道斷面尺寸。 地表測(cè)量數(shù)據(jù) 地表模型是建立三維地質(zhì)

17、實(shí)體模型的重要組成部分。一些地表工程的設(shè)計(jì)和施工包括排土場(chǎng)、選場(chǎng)、井口等位置都是以地表模型為參考的；同時(shí)，地表模型作為邊界約束條件，還直接影響到技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和工程量的計(jì)算，因此，為了達(dá)到最好的實(shí)際效果，地表模型必須滿足精度要求。地表測(cè)量數(shù)據(jù)包括礦區(qū)地質(zhì)地形圖以及各礦體區(qū)域地質(zhì)地形圖（包括散點(diǎn)信息）或MapGis、AutoCAD 矢量化地形等高線圖。 平剖面圖 平面地質(zhì)圖：主要是中段平面布置圖，中段平面圖除在建立井巷開拓工程模型過程中使用外，在建立礦體模型中也可做為重要參考，另外還需有勘探線總體分布平面圖，方便圖形矢量化的校驗(yàn)。地質(zhì)勘探線剖面圖：包括所要建立礦體模型區(qū)域的勘探線剖面圖（地理坐標(biāo)信

18、息附帶）。以上圖形可以是AutoCAD 格式或MapGIS 格式的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集后可導(dǎo)入3DMine進(jìn)行編輯，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)和建模。 （2）礦山現(xiàn)有各種資料的數(shù)字化 礦區(qū)地形圖、及地質(zhì)勘探平剖面圖和地質(zhì)勘探鉆孔信息的數(shù)字化； 鉆探、生產(chǎn)勘探資料（報(bào)告和圖紙）的數(shù)字化；露天坑現(xiàn)狀實(shí)測(cè)資料的數(shù)字化；據(jù)對(duì)預(yù)建模礦區(qū)的了解，目前的主要數(shù)據(jù)，如鉆孔數(shù)據(jù)、各種剖面數(shù)據(jù)都已經(jīng)數(shù)字化，所以該項(xiàng)工作已經(jīng)具備相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)。（3）數(shù)據(jù)的導(dǎo)入 將各種數(shù)字化的礦山資料導(dǎo)入到軟件數(shù)據(jù)庫(kù)中，分類集中管理，主要包括以下三方面的數(shù)據(jù)：ü 鉆探、生產(chǎn)勘探地質(zhì)數(shù)據(jù)的導(dǎo)入； ü 地質(zhì)平剖面圖的導(dǎo)入； ü 實(shí)測(cè)現(xiàn)

19、狀圖的導(dǎo)入；（4） 資源與開采環(huán)境模型構(gòu)建 對(duì)資源和開采環(huán)境進(jìn)行建模是三維軟件的基礎(chǔ)和核心，通過對(duì)礦體、主要構(gòu)造、地表等進(jìn)行三維模型的構(gòu)建，并通過地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法進(jìn)行精準(zhǔn)的估算儲(chǔ)量，為下一步采礦工程的實(shí)施奠定基礎(chǔ)。 建立地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù) 在對(duì)導(dǎo)入數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過鉆孔數(shù)據(jù)的開孔文件、測(cè)斜文件、樣品分析文件和巖性文件建立地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)，并可以在三維環(huán)境下顯示地質(zhì)數(shù)據(jù)。 樣品數(shù)據(jù)基本統(tǒng)計(jì)分析和變異函數(shù)分析 地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)是塊體模型內(nèi)所有單元塊參數(shù)估值的依據(jù)，也是礦床儲(chǔ)量計(jì)算的依據(jù)，根據(jù)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，統(tǒng)計(jì)樣品的值與空間分布情況，了解礦體分布規(guī)律，并為確定特高值和塊體模型估值作準(zhǔn)備。在進(jìn)行各樣品參

20、數(shù)的基本統(tǒng)計(jì)分析外，還需要進(jìn)行變異函數(shù)分析，以確定各參數(shù)在空間上的相關(guān)性、結(jié)構(gòu)性。 由于礦體分布具有一定的方向性，區(qū)域化變量在不同方向可能會(huì)具有不同的結(jié)構(gòu)性和變異性， 即具有空間各向異性特征。因此，在進(jìn)行變異函數(shù)的計(jì)算和分析時(shí)將針對(duì)不同的方向分別進(jìn)行。 在進(jìn)行各個(gè)方向的變異函數(shù)計(jì)算分析時(shí)，一般是分布于某個(gè)方向一定范圍內(nèi)的樣品點(diǎn)參與進(jìn)行該方向的變異函數(shù)計(jì)算。需要指定的參數(shù)包括：圓錐體的容差角、容差限、滯后距，計(jì)算的最大距離。因?yàn)槔碚撟儺惡瘮?shù)參數(shù)取值的正誤對(duì)品位估值結(jié)果的準(zhǔn)確性具有非常大的影響。所以要進(jìn)行交叉驗(yàn)證，目的就是對(duì)理論變異函數(shù)參數(shù)的取值進(jìn)行檢驗(yàn)，判斷應(yīng)用這些參數(shù)進(jìn)行品位估值時(shí)的估值效果。

21、 地質(zhì)實(shí)體模型構(gòu)建 三維實(shí)體模型是由一系列相鄰三角面，包裹成內(nèi)外不透氣的實(shí)體，是建立在矢量化圖紙的基礎(chǔ)上的。通過中段圖和剖面圖，利用軟件提供了多種方法選擇本適合本礦山的建模方法自動(dòng)建立實(shí)體模型。地質(zhì)模型還包括地表模型，地表模型一般由若干地形線和散點(diǎn)生成，根據(jù)每個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值，將所有點(diǎn)（線亦由散點(diǎn)組成）聯(lián)成若干相鄰的三角 面，然后形成一個(gè)隨著地面起伏變化的單層模型，因此需要首先用AutoCAD 矢量化地形等高線圖，然后導(dǎo)入軟件中，再用創(chuàng)建DTM 指令生成地表模型。 打開導(dǎo)入的等高線和散點(diǎn)文件，執(zhí)行“創(chuàng)建 DTM 模型”指令。 塊體模型構(gòu)建 塊體模型是礦床品位推估及儲(chǔ)量計(jì)算的基礎(chǔ)，建立塊體模型的基本思想是將礦床在三維空間內(nèi)按照一定的尺寸劃分為眾多的單元塊，然后對(duì)填滿整個(gè)礦床范圍內(nèi)的單元塊的品位根據(jù)已知的樣品進(jìn)行推估，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行儲(chǔ)量的計(jì)算。首先針對(duì)礦床的基本模型建立空白模型，后續(xù)產(chǎn)生的所有塊體模型都是在原型的基礎(chǔ)上進(jìn)行賦屬性值。塊體建模的一個(gè)更重要的目的是對(duì)礦床的品位進(jìn)行推估，以實(shí)現(xiàn)礦床儲(chǔ)量的計(jì)算及管理。3DMine提供了距離冪次反比法、克里格法、最近距離法等幾種品味估值方法。估值后的模型在“三維設(shè)計(jì)”窗口打開，使用“三維配色”命令根據(jù)塊體模型的品位字段配色，可以直觀的看到塊體的品位分布。利用邏輯約束引擎