三維可視化技術(shù)對礦山找礦工程的影響分析

張 赫

（遼寧省有色地質(zhì)一〇六隊有限責任公司，遼寧 鐵嶺 112000）

為使礦山開采工作順利進行，必須著力解決地質(zhì)體的復(fù)雜性和隱蔽性，對相關(guān)礦體進行事先的勘探和偵查，并形成可行性報告分析[1]。運用圖紙、文字等形式獲取我國礦山工程相關(guān)數(shù)據(jù)，由于這類信息資料多以數(shù)字形態(tài)以及存在點線面關(guān)系，不能夠真實反映所需的東西，因此會對工程師修改勘探后期工程設(shè)計以及后期資料查詢造成困難，使得地質(zhì)工作者在對地質(zhì)條件進行觀察時會受到一定影響，影響開采建議的合理提出，增加了勘探風險并且這種傳統(tǒng)的觀測方式存在直觀感受差、動態(tài)表現(xiàn)能力弱、存儲調(diào)用困難、繪制費時、成本高等問題[2]。三維可視化技術(shù)對礦山找礦，即通過三維計算機圖形學的手段和方法將礦山地質(zhì)體及礦山工程在三維空間中的形態(tài)和分布再現(xiàn)出來，進而增強地質(zhì)數(shù)據(jù)的表現(xiàn)力，對其進行綜合分析和研究，通過促進信息利用率和空間分析能力的提高，改進對地質(zhì)數(shù)據(jù)的理解和應(yīng)用環(huán)境，能夠有效解決礦山找礦工程中數(shù)據(jù)獲取、表現(xiàn)、分析、利用等方面存在的難題，符合現(xiàn)代采礦設(shè)計、管理、生產(chǎn)的需要。

1 對礦山找礦工程地質(zhì)特征表達的影響

礦山工程三維可視化建模過程，通常是以復(fù)雜無規(guī)律的對象為主，由于地質(zhì)體存在變化多端的形態(tài)，時間推移下也會有變化產(chǎn)生，故而勘探空間模擬有著極大范圍，要想對礦山相關(guān)特征進行描繪，就必須充分勘探、測量。再加上地質(zhì)對象較為復(fù)雜的緣故，加大了地質(zhì)數(shù)據(jù)獲取的難度，大量不確定性存在于地質(zhì)數(shù)據(jù)中，一旦人員素質(zhì)、經(jīng)濟條件和裝備儀器與數(shù)據(jù)充分采集要求不符合時，通常就只能得到單一且互相脫節(jié)的地質(zhì)數(shù)據(jù)，整個勘探過程有隨機分布問題存在。三維可視化技術(shù)可以直觀地表達礦山工程地質(zhì)特征，能形象地表達礦體和其他地質(zhì)體的空間形態(tài)，獲得更為精確的數(shù)據(jù)。

2 三維可視化技術(shù)幫助形成剖面圖和工程平面圖

三維可視化技術(shù)有以下幾個特點，即空間插值技術(shù)、三維數(shù)據(jù)表達技術(shù)以及三維空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?？臻g插值技術(shù)即運用克里格插值法、樣條函數(shù)法和距離冪次反比法等方法，為保證數(shù)據(jù)提供準確性，結(jié)合各類地質(zhì)條件、礦體周邊環(huán)境，具體情況具體分析，合理的選用插值方法[3]?？蛇\用Kriging插值方法獲取關(guān)鍵性數(shù)據(jù)，運用距離冪次反比法插值方法來獲取非關(guān)鍵性數(shù)據(jù)。三維數(shù)據(jù)表達技術(shù)，即在構(gòu)建三維地質(zhì)模型時，通過將基本地質(zhì)信息表現(xiàn)出來，隨后為傳遞各類屬性信息、交換數(shù)據(jù)提供條件進行適當計算。三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模式分為基于面、基于體兩方面進行[4]。三維空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)其通過相關(guān)圖表、數(shù)據(jù)矩陣下對相關(guān)數(shù)據(jù)進行描述，以各類數(shù)據(jù)模型為對象進行存儲，從而實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的有效表達。選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是具體運用三維可視化技術(shù)的重要環(huán)節(jié)，要求我們直觀、形象地展現(xiàn)出所需描述的礦體空間與地表結(jié)構(gòu)，與真實數(shù)據(jù)相貼合，綜合運用各類邏輯關(guān)系及對應(yīng)空間關(guān)系，將不同類型數(shù)據(jù)間存在的相互關(guān)系充分表現(xiàn)出來。

表1 三維可視化應(yīng)用繪制內(nèi)容

3 三維可視化技術(shù)幫助形成開采計劃

三維建模的主要內(nèi)容主要以礦體、地表、斷層等三大部分作為主要建模對象。其中，礦體是最重要的三維建?？臻g組成部分，為核心區(qū)域；地表代表的是形成自人為采剝工程的人工邊坡或是自然形成的山坡；斷層代表的是礦體內(nèi)部較大規(guī)模且具有地質(zhì)資料描述的斷層。為確保探礦作業(yè)中安全管理工作安全有序的開展，在探礦作業(yè)實施前，探礦團隊要做好安全防護工具的準備工作，充分地了解地質(zhì)資料，對安全事故防范措施進行安置和落實[5]。其次，要合理選用探礦方法。

選定的探礦方法會被直接應(yīng)用于實際的探礦作業(yè)中，由此可見其重要程度，探礦團隊在選用探礦方法時要秉持科學合理的原則，致力于實現(xiàn)探礦作業(yè)的安全性與高效性。再者，要合理選定探測地址。探礦團隊通過運用先進的勘探手段來獲得精確且全面的地質(zhì)信息。通過了解對礦區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、土壤結(jié)構(gòu)、水文信息等，實現(xiàn)探測選址的科學合理性，這要求探測團隊在探礦作業(yè)前做好充足地勘探工作。三維可視化技術(shù)為礦山找礦提供數(shù)據(jù)信息，為其開采計劃的形成提供合理的建議和指導(dǎo)。

4 結(jié)語

三維可視化技術(shù)應(yīng)用于礦山找礦工程中，能夠再現(xiàn)地質(zhì)體與采礦工程三維信息及綜合分析，能夠為穩(wěn)定性評估提供地質(zhì)依據(jù)和模型，有助于人們理解地質(zhì)體與采礦工程施工的“真實”三維形態(tài)特征以及構(gòu)造要素的空間關(guān)系，三維可視化應(yīng)用于礦山找礦工程，為巖土工程師形成正確判斷，正確分析巖土工程問題提供綜合信息。三維可視化應(yīng)用于礦山找礦理論與技術(shù)的不斷成熟與發(fā)展將會對露天礦工程或其他巖土工程設(shè)計和施工發(fā)揮重要的影響促進作用。