DIMINE三维地质工程软件

belinda · 发表于 2011-8-17 08:56

4.1 软件在地质勘查各个阶段的应用
DIMINE三维地质工程软件专门为地质勘查工作而开发，在不同的勘查阶段对工作都有很大的帮助。在地质勘查的前期，软件可以将物探、化探等数据三维模式显示数字地形模型上，进行辅助成矿预测和圈定靶区。勘探工程开始后，可以利用探槽、钻孔、坑道等数据生成矿体三维模型（包括地表、岩体、构造如断层也可以生成三维模型），利用三维模型可以分析矿体的走势及分布，以便于加密钻孔，提高控制程度。利用三维模型还可以自动切割各种横、纵剖面，方便快捷地出图。）

(1)  预查、普查阶段
全球73%的矿产资源为露天矿床，而中国大部分的矿产资源都深埋在地下，目前地表矿产资源的找矿工作基本已经完成，地质勘探的工作重点是寻找地下盲矿体，这类矿产的成矿预测需要对多种资料进行分析判断，包括地层、岩性、构造、地球物理、地球化学等资料，对这些资料进行综合分析，进行成矿预测。
在传统的成矿预测研究中，通常是以二维平面图和剖面图来表示地质勘探和矿山生产成果，这种方式存在着表达信息不充分，缺乏直观感等特点。DIMINE三维地质工程软件弥补了这一不足之处，该件提供一个三维可视化的成矿预测综合分析平台，可以在三维空间中分析各种数据及其异常特征，将这些数据进行综合叠加，寻找它们与成矿的关系，并结合相关成矿信息进行综合分析，更好地进行成矿预测。并在此基础上，寻找对成矿最有利的地段，布置钻孔，设计钻孔的位置、深度等，提高普查钻孔的见矿概率，以便节约勘探资金。

（2）详查、勘探阶段
在此阶段利用软件主要完成以下三方面的工作：一是合理布置钻孔，降低勘探成本；二是建立钻探数据库，合理进行地质解译，圈定矿体，进行储量计算，提交高级别的储量；三是地质数据管理和自动生成剖面图和平面图。
在钻孔布置方面，在以往许多地质勘探过程中常常存在两种情况，一是由于钻孔布置过密，导致勘探成本加大，施工期延长；二是刚好相反，钻孔布置过稀，导致钻探工程不能完全控制矿体，影响提交储量的级别，需要补充勘探，延长施工期。
DIMINE三维地质工程软件可以帮助避免这些矛盾，利用普查阶段得到的普查工程数据，建立矿体的粗略的三维模型，在三维空间状态下，根据矿体产状及走向，并结合其他地质要素，直观地进行钻孔的布置，确定钻孔的角度、方位、孔深、开口位置等，并能预测到钻孔可能穿过的岩层、矿体和地质构造等，有利于指导勘探工程。同时，还可以利用软件的矿块模型功能，根据勘探工程的具体分布将矿体分成不同大小的小块，应用品位估算方法粗略估算各小块的品位，由于工程数量较少，将会有许多小块没有工程控制，不能进行品位估算，只有在这些部位补充布置钻孔才能得到完整的品位估算结果，这种利用三维可视化技术进行详查阶段的钻孔优化布置方法既经济又高效。
在钻探等探矿工程施工结束后，可以利用软件在三维可视化环境下进行地质解译、矿体边界的圈定，通过连接所有勘探线剖面可以建立地质体的三维模型，可以应用传统方法或地质统计学的方法进行储量计算，可以得到矿体不同级别的储量和不同品位分布规律。
在钻探施工过程中，利用软件采集勘探数据，包括钻孔、浅井和竖井、探槽、坑道编录数据、地质测量的数据、地层记录数据、岩矿分析化验数据、物探化探测量数据、地震测量的数据以及其它探测和调查数据，建立矿区勘探数据库；另外，利用矿体的三维模型可以非常方便地显示钻孔剖面和平面，以及自动切割勘探线剖面图及任意角度的剖面图和水平切面图。
（3）经济评价阶段
DIMINE三维地质工程软件在建立三维品位模型的基础上，可以将矿块的尺寸可以根据需要改变。由于每一个矿块都有品位，整个矿体的矿石量、金属量也容易计算，这样，对矿体的经济评价就变得比较容易。同时，随着市场情况的变化，可以改变矿体的边界品位，重新圈定矿体，重新计算矿体的平均品位、矿石量、金属量，进行不同市场情况下的矿山经济评价。随着市场价格的波动，一些更低品位的矿石也可以利用，对于此，可以利用软件进行动态多指标圈定矿体，即用一个非常低的边界品位圈定，根据需要可以生成不同品位的矿石量。
（4）报告阶段
DIMINE三维地质工程软件可以提供符合国家标准的储量报告中的相关图、表和数据。根据确定的工业指标，进行矿体的圈定，根据矿体的特点以及工程的相关情况合理选择资源/储量估算方法，通过确定不同的参数，可以方便地对资源/储量进行分类，还可以对不同品位级别的资源/储量进行统计计算。对于共（伴）生矿产，还可以分矿种进行资源/储量估算。
通过在国内众多用户的应用发现，DIMINE三维地质工程软件与其他同类产品相比，速度快、计算准确，能够很好的满足工作的要求。
4.2在地质方面的应用
（1）地质数据库管理
国内外首次采用数据库技术管理所有矿山数据，实现了数据的共享与同步，增强了数据的安全性；支持钻探、坑探、槽探等地质数据的快速导入与数据校验，通过数据库，方便进行数据的添加、更新、删除等操作。

图6  地质数据库

图7 三维钻孔轨迹显示

图8 样品品位分布

（2）剖面地质解译与三维地质建模
三维显示勘探数据后，可以沿任意方向、任意角度切剖面，进行剖面地质解译；可以根据工业指标（边界品位、工业品位、最小可采厚度、夹石剔除厚度、穿鞋戴帽等）进行品位组合，便于在剖面上进行矿体圈定。
采用当今最先进的三角网建模技术，运用控制线和分区线联合方法，对任意形态的物体都可以通过一系列的散点或剖面创建地质模型，如数字地形模型、矿体模型、夹石模型、区域地层模型、构造断层和破碎带模型、煤层模型、以及其他任意实体模型；而且支持实体模型之间、实体模型与表面模型之间的交、并、差等布尔运算。

图9 品位组合界面

图10  剖面地质解译

图11 三维矿体建模

图12 三维矿体与断层模型

（3）储量计算与动态管理
采用八叉树技术及硬盘虚拟内存技术，可以支持超大块段模型的建立及显示；同时采用先进的动态次级分块技术实现对矿体边界的最佳拟合。
根据国内储量计算的现状和实际需求，在软件中集成了传统储量计算方法（块段法、断面法）和国际通用的地质统计学储量计算方法（包括距离幂次反比法和克里格法）。


图 13 块段法

图14  剖面法

图15 储量表
通过地质统计/变异函数分析，可以在三维视图中交互可视地进行变异函数拟合和搜索椭球体参数的动态调整，使地质统计学的数学处理过程直观可靠。
DIMINE块段模型除可以进行各种级别地质矿产资源评价外，更广泛应用于矿山生产中的储量动态管理，配矿管理和采掘计划管理等

4.2测量应用
（1）井下工程测量
DIMINE软件支持国内传统采用经纬仪的支距法（或步距法）测量数据的快速导入，也支持采用全站仪测量的断面法和腰线法测量数据的快速导入，更支持先进的三维激光扫描仪点云数据的快速导入。
导入DIMINE软件的测量数据可以自动展点、自动连线及建立三维实测巷道模型和采空区模型，对工程量进行方便快捷的计算。

图19 腰线法测量数据快速导入及三维成图
（2）露天工程测量
通过全站仪测量回来的露天采场坡顶、底线的点数据，可以直接通过Excel表复制/粘贴到DIMINE软件中，自动展点，通过DIMINE软件独有的追踪线算法，可以自动生成采场现状坡顶线、坡底线，再通过DTM算法，生成三维采场现状模型；根据每月的月末测量验收，可以迅速计算每月的采矿量、矿石平均品位、剥岩量及剥采比等信息。
DIMINE软件支持先进的三维激光扫描仪测量出点云数据的快速导入，通过点云数据，迅速建立准确的三维表面模型（可以是地形、采场现状、排土场等）。
三维表面模型可以应用于工程量的计算，通过任意两个面或面与实体的布尔运算，精确计算其封闭体的体积和表面积。如，计算排土场的体积，计算填方，挖方工程量等

4.3打印出图
 能够按照用户定义的图幅、比例、样式（图案阴影，颜色充填、文字、标注、用户定义符号等）生成工程图纸，包括水平比例和垂直比例各不相同的图纸；
 可以自动的生成平面图、剖面图、投影图和组合图，并根据区域分类进行区域填充和着色；
 图纸能够直接输出不同图层属性的DXF和DWG文件格式，并提供与mapgis的数据交换方案。能方便地对打印的平面图进行编辑，对图形进行整饰；
 露天坑示坡线的一次性自动绘制；
 等高线高程可以根据用户指定高程差，自动标注；
 根据设计的施工图，出图时自动标注（包括控制点号、弯道四要数等），自动计算，生成控制点表及工程量表；
 支持Excel表格、word文本等OLE对象的插入。