矿山3DMine矿业工程软件的三维建模

矿山3DMine矿业工程软件的三维建模

引言

矿山三维地质建模，是“数字矿山”的核心组成部分，是现代矿山信息化研

究的热点和重点。三维建模软件可以根据钻孔数据等建立矿体模型，三维展现矿

体位置和形态。进而建立块体模型，可以进行储量计算和刀量切割，并为后续开

采设计创建基础条件。三维建模已经成为采矿设计中重要的技术手段，通过三维

建模可以准确、快速、方便的进行采矿设计，提高设计质量。

1 3DMine矿业工程软件

三维建模软件包括Surpac、Minex、3DMine等，其中3DMine矿业工程软件

是国内普遍使用的一款符合中国矿业行业规范和技术要求的三维矿业软件系统。

3DMine矿业工程软件广泛应用于地质、测量、采矿和生产管理等方面，主要

为固体矿产的地质勘探数据管理、矿床地质模型、构造模型、传统和现代地质储

量计算、露天及地下矿山采矿设计、露天短期进度计划以及生产设施数据、规划

目标数据建立实用三维可视化基础平台，为矿山资源管理、资源开采效率管理和

生产数据管理提供技术支持服务

3DMine矿业工程软件有着与 AutoCAD相似的操作界面，再加上软件的三维

处理，可以很方便的为采矿设计服务。在建立模型过程中，要发挥建模人员的主

观能动性，根据实际情况和经验让软件更好的服务以 3DMine矿业工程软件为平

台对矿山建模。

2 三维建模

3DMine矿业工程软件集成三角网建模手段，通过散点和剖面创建地质模型。

3DMine矿业工程软件建立矿体模型时，对于金属矿，倾角变化大，通常采用连接

剖面闭合线并封闭矿体两端的方式形成实体。

三维建模过程可以分为钻孔数据库建立、剖面模型建立和块体模型建立。

2．1 钻孔数据库建立

建立钻孔数据库就是把钻孔数据导入3DMine矿业工程软件的数据库中，为

绘制各剖面解译线制作实体模型做准备。具体步骤如下：

1)钻孔数据整理：把原始钻孔数据整理成3DMine矿业工程软件要求的格式。并且要注意在cad图中查询钻孔的X、Y坐标值，使定位数据中开孔坐标E、开孔

坐标N与cad图中的东坐标、北坐标相对应，避免X、Y坐标对换。本次建模的

钻孔数据包括定位数据、化验数据和测斜数据。

在Excel的VBA编辑器中通过VBA语言进行程序编写和运行，对原始钻孔数

据进行整理。这样可以节省很多时间和精力，数据处理也可以避免人为的错误，

准确度高。钻孔数据整理后的部分数据见表1一表3：

表1 开孔表

表2 测斜表

表3 化验表

2)钻孔数据导入：新建钻孔数据库，数据库有定位表和测斜表，本次建模根据钻孔数据只新建化验表，添加化验表没有的品位、自和至三个字段。品位字段类型为数字型，自和至字段也为数字型。导入整理好的钻孔数据。导入数据时，注意数据库表和字段与电子表格的表和字段相对应。导入数据时，3DMine矿业工程软件会对重复记录进行错误提示，删除重复记录。数据导入后，可利用软件的查错功能进行数值范围交差等错误的查找，对找出的错误进行修改。

钻孔数据库建立后可以在 3DMine矿业工程软件三维显示。

2．2 实体模型建立

地质模型，通常意义上包括 2种类型：表面模型，如地表地形；线框模型，如矿体。建立实体模型具体步骤：①解译剖面：在数据库钻孔和各工程控制的剖面上，解译每一条勘探线上的矿体形态；②模型建立：利用解译的每一条勘探线上的矿体相连建立三角网，完成实体模型的建立。

本次建模的钻孔数据包含勘探线16条，需要建模的勘探线16条，包括0线、4线、8线、12线、16线、20线、24线、28线、32线、36线、40线、44线、

48线、52线、56线、60线。3DMine矿业工程软件有整体矿体建模和分矿体建模，整体矿体建模无法辨别各矿体储量及形态，所以本次建模采用分矿体建模。各矿

体建立矿体模型具体步骤如下：

1)提取线文件：把已解译的剖面各矿体线提取出来，不同矿体解译线和不同

勘探线都要区分开。

2)合并线文件：把不同的矿体剖面解译线合并到一个线文件内，例：0-60号

勘探线的1号矿体解译线全部合并到一起，起名为1#矿体解译线。

3)制作连接实体辅助线：部分矿体形态较复杂，需要绘制部分连接实体的辅

助线以完成矿体实体模型的真实度。

创建矿体实体模型：利用矿体解译线和辅助线连接实体模型，对实体模型进

行实体验证，查看是否存在相交线与相交的三角网，查看实体是否闭合。直至验

证通过。

2．3 块体模型建立

矿体实体模型只是地质模型，只能显示矿体的空间位置和形态。块体模型才

是三维建模需要的开采模型，可以进行储量计算和刀量切割等其他开采设计。具

体步骤如下：

1)创建块体模型：新建块体模型，块体模型范围为包含整个矿体长宽高，块

体尺寸为40 m×40 m×2 m，次级块尺寸为 20m X 20 m X1m(矿体的最小可采厚

度为1m，厚度小于 1m的矿体不会作为矿体储存到块体模型中)。

3)创建属性：为块体模型创建属性品位、坐标、矿石量、金属量、比重等。

属性类型为数字。

4)提取样品点：由钻孔数据库提取出包含矿体损失贫化信息的数据点。提取数据点时需要设置比重，废石混入厚度值。数据点的三维坐标为钻孔的X、Y坐标值和矿体的中间坐标值，并含有属性值。

5)属性赋值：对块体模型的岩性进行单一赋值，采用面约束赋值，即整个矿体最高标高和最低标高约束。对矿体等进行距离幂次反比法赋值，由数据点为样品点，采用块值属性约束赋值，即块体矿体岩性为矿体约束。

块体模型建立后进行储量核实：采用块体报告命令对矿体块体模型做储量计算，选择属性矿体进行累计值计算，比重选择为2.67，因为矿体是比重，报告就为以块体体积与相对的矿体比重的乘积做累加计算，得出矿石量。

3 结论

以矿山的钻孔数据为基础，依次创建钻孔数据库、地表面模型和矿体模型、块体模型。块体模型的储量计算与地质报告比对，结果可靠，可以作为采矿设计的基础模型，进行境界优化、刀量切割和生产计划等。钻孔数据整理借助 VBA编程，可以节省很多时间和精力，数据处理的准确度高。

4 参考文献

刘云，盖俊鹏，刘颖．利用 3DMine软件建立矿山地质三维模型[J]．矿业工程，2009，7(5)：58—59。

贾智捷．基于 3Dmine的煤矿三维建模研究[D]．厦门：厦门大学，2011。

余牛奔，齐文涛，王立欢，等．基于 3DMine软件的三维地质建模及储量估算 [J]．金属矿山，2015，44(3)。