2.3構(gòu)建三維地質(zhì)模型的方法選擇
目前建模的主要方法有塊段構(gòu)模法和界面構(gòu)模法。Minex軟件采用界面構(gòu)模法建立礦床模型，實(shí)質(zhì)是用若干個多邊形面拼接形成一個多邊形網(wǎng)來模擬礦床的各種地質(zhì)界面和開挖工程界面。Minex采用界面模型的構(gòu)模方法主要有3種：規(guī)則格網(wǎng)構(gòu)模法（Grid）、三角網(wǎng)構(gòu)模法（Triangle）和等值線構(gòu)模法3種。本文采用Grid建模法，這是基于規(guī)則分布數(shù)據(jù)點(diǎn)的建模方法。它將構(gòu)模區(qū)域按一定的方向劃分成若干個等距二維矩形網(wǎng)格，再根據(jù)已知的樣本點(diǎn)數(shù)據(jù)，采用一定的估值方法算出各網(wǎng)格頂點(diǎn)的高程、礦石質(zhì)量等指標(biāo)以描述礦床[2]。估值主要由已知樣品點(diǎn)推斷未知樣品點(diǎn)的值，成熟的市場經(jīng)濟(jì)國家同我國的資源儲量估計(jì)方法有很大差異。剖面法在我國資源儲量估計(jì)中占統(tǒng)治地位，其次是地質(zhì)塊斷法。而國外現(xiàn)在已基本上不使用剖面法。多邊形法、克里格法以及反比距離加權(quán)法是目前研究較成熟的3種方法[3]。Minex軟件提供了3種估值方法，如包括多邊形法、克里格法和距離冪次反比法。多邊形法是一種最原始的估值方法，即找出每個樣本（鉆孔）的影響范圍邊界，在邊界范圍內(nèi)的所有塊段或網(wǎng)格頂點(diǎn)的值都與該孔樣本值相同。其方法就是對勘探格規(guī)則的鉆孔連線的中點(diǎn)垂線構(gòu)成多邊形，形成多邊形塊段。此法計(jì)算簡單，適用于礦床在平面上變化幅度小的儲量計(jì)算。針對礦區(qū)煤層穩(wěn)定的特點(diǎn)，本次采用了多邊形法進(jìn)行估值。2.3.1地表模型的建立地表模型建立的依據(jù)是地表測量的數(shù)據(jù)，通過對這些離散不均勻的數(shù)據(jù)的加密插值，才能形成完整的地表高程數(shù)據(jù)。地表模型可以用鉆孔孔口標(biāo)高自動生成，也可以通過地表等高線對應(yīng)標(biāo)高賦予等高線Z值生成地表模型。由于本區(qū)高差不大，故使用了第一種鉆孔孔口標(biāo)高自動生成地表模型的方法。2.3.2煤層頂?shù)装�、煤厚及夾矸模型的建立煤層頂?shù)装濉⒚汉窦皧A矸模型的建立方法，根據(jù)煤層特征不同而各異。對于煤層較厚，分布穩(wěn)定的煤層，可以先自動生成頂?shù)装�，再依�?jù)頂?shù)装迥Ｐ陀庙敯鍦p去底板的數(shù)學(xué)計(jì)算方法生成煤厚模型從而生成夾矸層；對于薄煤層，建議先生成煤厚與底板模型，用底板加上煤厚模型模擬出頂板模型，再模擬出夾矸層，這樣模擬出的煤層頂?shù)装宀蝗菀壮霈F(xiàn)交叉重疊，夾矸不容易出現(xiàn)負(fù)值；對于數(shù)據(jù)最差，煤層最不穩(wěn)定的薄煤層，建議生成夾矸和煤厚模型，在用這兩個模型模擬出頂?shù)装宓姆绞阶罴�。本文采用的是第二種方法。通過computerwashoutgrids生成MK網(wǎng)格。運(yùn)用SQL語言，借助MK變量（washout位置賦值0，否則1）重新生成煤厚模型后，重新計(jì)算出煤層頂板。至此，煤層結(jié)構(gòu)模型建成。圖3為此法構(gòu)筑的5-1煤層的三角網(wǎng)模型。圖35-1煤層三角網(wǎng)Minex與其他國際通用的軟件例如Surpac相比，優(yōu)勢非常明顯，Surpac需要地質(zhì)人員通過各勘探線剖面逐個圈定礦體范圍，建立三維實(shí)體模型。Minex是針對層狀譬如煤而設(shè)計(jì)的專業(yè)的軟件，煤層建立可以由軟件自動完成，大大節(jié)約了時間成本，這也是Minex軟件在煤礦建模時優(yōu)于其他軟件的最重要的標(biāo)志。2.3.3采空區(qū)的建立資源量的估算方法有斷面法、算數(shù)平均法、等值線等，這些算法都是在礦產(chǎn)資源勘探時期估算礦產(chǎn)資源量的估算方法，并不適于計(jì)算礦體采空區(qū)的開采量。因此用礦業(yè)工程軟件對采空區(qū)進(jìn)行三維空間模擬、展示，有著傳統(tǒng)方法無法比擬的優(yōu)越性。運(yùn)用Minex建立采空區(qū)的步驟：將CAD中的采空區(qū)邊界通過軟件導(dǎo)入到Minex中，并設(shè)定線型為mask。通過SeamModelOperations運(yùn)算建立采空區(qū)。2.3.4Distance模型的建立按照相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)的，如JORK準(zhǔn)則（2004年澳大利亞報(bào)告地質(zhì)勘探結(jié)果，礦產(chǎn)資源及礦石儲量），“測定的資源量”“標(biāo)志的資源量”以及“推斷的資源量”分別以“250m”、“500m”、“1000m”進(jìn)行空間圈定，這是一種常用的資源量估算的方法，結(jié)合地質(zhì)工作可靠程度適當(dāng)調(diào)節(jié)。通過“boreholedistancegridding”建立的各煤層的“distancegrid”可以明顯看出資源量在二維及三維空間上的分布，并且可以以JPG以及DXF輸出所需的平面分布圖，可以進(jìn)行直接利用或編輯。圖5是該區(qū)5-1煤層的資源量估算圖。2.3.5煤質(zhì)模型的建立首先將煤質(zhì)參數(shù)灰分（ASH）、、揮發(fā)分（VOLATILE）、硫分（SULFUR）、發(fā)熱量（HEATVAL）、密度（DENSITY）用多重變量自動建立的方法，建立各參數(shù)對應(yīng)的煤質(zhì)模型。Minex軟件利用SQL語言可對灰分、揮發(fā)分等幾乎所有煤礦關(guān)心的數(shù)據(jù)屬性進(jìn)行賦值，根據(jù)各種約束條件和不同屬性可自由組合建立不同的煤質(zhì)模型并與資源量級別進(jìn)行限定，模型在報(bào)告資源量時可以自由利用。
| 發(fā)表評論 | ||
