摘 要

本文借助矿山建模软件SURPAC,基于一期矿山地质勘探报告中的钻孔信息建立黄家垭石灰石矿的钻孔数据库，并软件中实现三维钻孔的显示。通过提取矿体剖面线和建立该矿山的矿体模型，在黄家垭石灰石矿体中作为矿石的有四种岩体，所以要建立四层不同岩性的矿体模型；通过矿区平面图的等高线建立矿区的地表模型，实现矿床及地表的三维可视化。在矿体实体模型的基础上建立块体模型对该块体采用普通克里格法、最近距离法和距离幂次反比法赋值方法分别赋值实现该矿石信息可视化建立。根据建立的块体模型分别计算通过普通克里格法、最近距离法和距离幂次反比法赋值对应的矿山储量，对三种情况得出的计算结果进行了分析，分析三种赋值方法在储量计算中的优缺点及适应条件，最后得出结论。

关键词：三维可视化；钻孔数据库；块体模型；普通克里格法

Abstract

Based on the mine modeling software SURPAC, the drilling database of Huangjiaya limestone mine is established based on the drilling information in the first-stage mine geological prospecting report, and the 3D drilling is realized in the software. By extracting the orebody profile and establishing the ore body model of the mine, there are four kinds of rock bodies in the Huangjiaya limestone orebody. Therefore, four different lithologic models are established. The contours of the plan The surface model of the mining area is established to realize the three-dimensional visualization of the deposit and the surface. Based on the solid model of orebody, a block model is established. The common Kriging method, the nearest distance method and the distance power inverse method are assigned to realize the visualization of the ore information. According to the established block model, the mine reserves corresponding to the common Kriging method, the nearest distance method and the distance power inverse ratio method are calculated respectively. The results of the three cases are analyzed and analyzed. The advantages and disadvantages of the calculation and the adaptation conditions, and finally draw the conclusion.

Key Words：3D visualization；rilling database；Block model；Ordinary Kriging

目录

第1章 绪论 1

1.1 究的目的和意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 技术方案及措施 3

1.4 论文的内容 4

1.5 本章小结 4

第2章 矿床概况及地质数据库建立 5

2.1 黄家垭石灰石矿矿床概况 5

2.2 三维可视化软件SURPAC 15

2.3 建模原始资料处理 16

2.4 地质数据的描述形式 17

2.5 地质数据库的建立 17

2.5.1 钻孔数据表的确定 17

2.5.2 地质数据库的创建 19

2.6 钻孔显示 22

2.7 本章小结 23

第3章三维地质模型的构建 24

3.1 SURPAC创建三维地质模型的基本思路 24

3.2 矿体实体模型的建立 25

3.3 本章小结 31

第4章 块体模型及储量计算 32

4.1 块体模型的构建 32

4.2 品位及储量统计计算 37

4.2储量统计计算结果分析 37

4.4 本章小结 41

第5章 结论 42

5.1 论文主要结论 42

5.2 展望 42

参考文献 44

致 谢 45

第1章 绪论

1.1研究的目的和意义

数字矿山是当今采矿科学、信息科学、人工智能、计算机技术和3S技术发展与高度结合的产物，它将深刻改变传统的采矿生产活动和人们的生活方式。矿体的三维模型的创建是数字化矿山的基石，是数字化矿山的第一步。

描述矿山结构的形状对于矿山管理和矿山设计都具有非常重要的意义。随着计算机技术的不断发展，计算机技术也开进入矿产资源开发产业，并开始飞速发展。传统的矿产资源开发方法正在逐步淘汰，正逐步向自动化、科学化、有序化方向发展。矿体的三维可视化是矿山勘探信息的一个数据库，是矿山生产设计开发的基础。在传统的超宽方法中都是使用平面的二维信息描述矿体的三维空间，有许多的不足，比如可视性差没有三维立体效果，若非专业人员极容易引起误读。数字矿山可以实现三维矿体模型真实展现在人类眼前，建立矿体模型对矿产资源开发设计工作都用非常重要的意义。

数字矿山就是一个矿山信息的汇编集合中心，有利于矿产资源的科学开发和高效利用，而完整的勘探信息是进行矿山资源评估储量计算和后期采矿进程设计的基础。所以为科学高效的矿山生产方案，必定要在结合所在地区的矿区地质特征、资源的开发利用状况及开矿时采用的方法中涉及打的矿体的采损及保有矿量等基础上进行矿山的储量计算。矿体三维模型的建立使得矿产资源计算评估的过程简单化，可以使传统方法中那抽象的模型可以展现在人们面前，使专业的问题简单化直观化，有利于结果对外界展示。数字矿山可以提高看上的生产开发效率，大大降低成本，可以实现矿山科学合理开发，减少矿产资源浪费的绿色矿山开采。

1.2 国内外研究现状

20世纪80年代以来，三维地学可视化系统应用于地质建模在国外已经变得非常普遍，以美国、加拿大、澳大利亚、英国为代表的国家相继推出了多种代表性的地学可视化建模软件^[1]。从结构可以分析知道，许多三维建模软件使用的都是c/s的结构类型，工作面都比较人性化，拥有专业的二维三维图形的编辑功能；采用数据库管理矿山的地质信息。只是有的软件偏向于建立三维模型，而一些软件偏向于矿山的数据分析及测量信息的而优化。这软件都有在网络环境中使用的功能并且有与主流GIS软件的转换功能。从应用功能方面来说都涉及矿山生产的全过程，从地质信息的勘探工程开始，待后面的矿体三维建模，露天开采设计或者地下井巷布置，到开采方案设计，爆破工程设计，最后的尾矿处理及复垦工作等。

地质三维可视化随着科学可视化发展而来，科学可视化是20世纪80年代后期随着计算机图形学应用的拓广而发展起来的一个新的研究。我国的煤矿工业的数字化进程起步较早，不过随着90年代的煤矿工业经济下滑，使得我国的矿山数字化进程受挫，后来随着煤炭工业复苏，并带动其他的矿山工业快速发展。数字化矿山先进的采矿理念远远领先传统矿山原始以经验型生产理念并必将改变传统的矿业发展。这几年来，伴随中而我国计算机技术的多方面发展，开始把计算机技术融入传统的矿产资源开发的方方面面，在采矿生产、地质勘探、矿山的开发生产计划编制与生产的管理中都取得重大的发展。并在矿体三维建模构建、数字化矿山技术开发研究等方向上，获得了许多突破性成果，开发了一系列以CAD为基础的软件。中国矿业大学等在国内走在矿业研究前列的研究单位开始开发数字矿山的具体项目对矿山地质信息管理、矿山生产运营的虚拟控制开发研究与应用，开始设计采矿机器人，实现矿山的定位等。即时监测管理矿山的勘探测量信息、矿山生产过程中的各种信息并且能给出相关反应的机制，对一个成熟的矿产开发企业的运营管理有重大意义。目前我国的一些大型的矿业公司（主要是露矿）开始进行矿山的三维可视化进程，部分单位已经创建了自己公司的三维的矿体模型，开始使用信息集成的数字矿山理念编制自己的矿产资源掘进计书、并与采矿各种生产设备联通，形成动态的管理科学的决策体系。除此之外，数字矿山中根据矿山的地质数据库和矿床空间实体模型设计矿山的采掘进度计划控制监测科学决策开始在地质等相关行业的到发展。相比于国外矿业发达的国家，我国的数字矿山的研究起步就较晚，但是我国开始奋起直追，在许多方面多有重要的突破，取得一些客观的成果：

1. LeadingGIS由北京理正软件设计研究院研制开发，它能很好的实现地质矿体的三维建模。
2. 杨钦博士在北京航空航天大学计算机学院致力于计算机图形学研究，设计开发了多套成熟的3D-Grid的软件，能够实现应对复杂的地质矿体条件的建模及其准确的块体属性建模。
3. MAPCAD MAPGIS是武汉中地公司设计开发数字矿山软件，并发展成为武汉中地公司的主导产品，形成了各大应用系统齐百花齐放的发展态势。
4. 中国地质大学开发了的Geo view，它是一个可以很好的实现三维可视化的数字矿山系统。

近年来，我国的而数字化矿山建设得到飞速发展，但是相比于矿业发达的国家还是有一些差距，矿业信息化进程与其他彩页的信息化进程业仍有较大的差距。