礦體本維建模及儲(chǔ)量計(jì)算關(guān)鍵問(wèn)題研究.pdf

1、固體礦產(chǎn)資源的可利用儲(chǔ)量以及礦化元素空間分布是礦山進(jìn)行采選設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),直接影響礦山企業(yè)的宏觀決策。傳統(tǒng)的儲(chǔ)量計(jì)算方法是在簡(jiǎn)單幾何圖形的基礎(chǔ)上近似地計(jì)算礦體體積,計(jì)算過(guò)程不直觀、精度差。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,以礦體三維模型為基礎(chǔ)進(jìn)行的礦體儲(chǔ)量計(jì)算與傳統(tǒng)的儲(chǔ)量計(jì)算方法相比,計(jì)算過(guò)程更為直觀,結(jié)果更為精確,是儲(chǔ)量計(jì)算的發(fā)展趨勢(shì)。但是,目前國(guó)內(nèi)尚沒(méi)有成熟的具有三維儲(chǔ)量計(jì)算功能的軟件。礦體三維建模缺乏統(tǒng)一完備的理論,以礦體三維模型為基礎(chǔ)計(jì)算礦體儲(chǔ)量

2、仍有許多問(wèn)題需要解決。本文針對(duì)利用相鄰剖面輪廓線進(jìn)行礦體三維建模以及在此基礎(chǔ)上進(jìn)行儲(chǔ)量計(jì)算過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究。
　　 在礦體三維建模的研究中,本文針對(duì)相鄰剖面輪廓線形體差異較大,輪廓線上點(diǎn)數(shù)相差較多的情況提出了一種二維輪廓線重構(gòu)三維形體算法,即周長(zhǎng)投影法。采用該法建立的礦體模型表面過(guò)渡平滑,更具有真實(shí)感。
　　 在礦體儲(chǔ)量計(jì)算方法的研究中,本文分別采用三維積分法和克立格法進(jìn)行儲(chǔ)量計(jì)算:
　　 (1)

3、本文在礦體三維模型基礎(chǔ)上,采用三維積分法進(jìn)行儲(chǔ)量計(jì)算。該方法利用一組距離相等、相互平行的平面與礦體相切,將所有相鄰切面間的體積累加,計(jì)算礦體的體積。探討了切片間距與礦體體積計(jì)算精度的關(guān)系。該方法計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)便、直觀,體積計(jì)算精確。
　　 (2)克立格法是目前應(yīng)用較為廣泛的儲(chǔ)量計(jì)算方法,本文在采用該法進(jìn)行儲(chǔ)量計(jì)算的過(guò)程中,深入地研究了實(shí)驗(yàn)變異函數(shù)計(jì)算和插值鄰域點(diǎn)選取算法。①在研究實(shí)驗(yàn)變異函數(shù)計(jì)算的問(wèn)題上,主要研究了實(shí)驗(yàn)變異函數(shù)的計(jì)算

4、效率和計(jì)算穩(wěn)健性:將分治算法引入到計(jì)算過(guò)程中,在大樣本條件下,具有較高的計(jì)算效率,計(jì)算結(jié)果可靠;對(duì)于不服從正態(tài)分布的樣品數(shù)據(jù),通過(guò)特異值處理、數(shù)據(jù)變換、采用中位數(shù)等方法計(jì)算實(shí)驗(yàn)變異函數(shù),提高了計(jì)算結(jié)果的穩(wěn)健性。②在研究插值鄰域點(diǎn)選取算法的問(wèn)題上,提出了空間分布權(quán)系數(shù)鄰域點(diǎn)選取算法。通過(guò)建立估值點(diǎn)周圍鄰域點(diǎn)間空間分布權(quán)系數(shù)的函數(shù),確定參與克立格估值計(jì)算的鄰域點(diǎn)。該算法不但考慮到了同一象限內(nèi)鄰域點(diǎn)與估值點(diǎn)距離的遠(yuǎn)近,同時(shí)也考慮到了鄰域點(diǎn)之間

5、的空間相關(guān)程度,使鄰域點(diǎn)選取更具合理性。
　　 在以上研究工作的基礎(chǔ)上,本文以VB6.0為開(kāi)發(fā)工具在AutoCAD2002平臺(tái)下開(kāi)發(fā)了三維儲(chǔ)量計(jì)算系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有存儲(chǔ)和管理地質(zhì)勘探資料的功能,支持Excel文件和手工兩種輸入方式;具有數(shù)據(jù)處理功能,能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)錯(cuò)誤檢查、特高品位處理、鉆孔軌跡計(jì)算、單工程自動(dòng)圈定、樣品統(tǒng)計(jì)分析;具有礦體三維建模功能,能夠進(jìn)行圖像配準(zhǔn)、地質(zhì)解譯、礦體線框建模、礦體塊段建模;具有儲(chǔ)量計(jì)算功能,能夠采用