三维煤层模型自动建立技术在哈尔乌素露天煤矿的应用

以地质报告和钻孔数据为基础,结合计算机三维建模技术,根据哈尔乌素露天煤矿的具体情况,采用了三角剖分方法自动建立煤层三维模型,为露天煤矿生产提供所需的煤层地质信息。利用煤层模型进行煤质查询及管理、地质储量计算及管理等。通过哈尔乌素露天煤矿三维煤层模型建立,证明建模准确快速、应用方便。     

煤矿区域措施钻孔三维反演系统开发

区域措施钻孔抽放煤层瓦斯是煤矿治理瓦斯的重要手段。随着钻孔数量的增多，二维CAD图已经不能清晰显示钻孔的布置情况，需要开发一套可实现钻孔三维可视化的软件系统。基于GIS二、三维开发平台，采用软件工程方法，首先设计了一套适应于实际应用场景的钻孔三维建模数据获取流程和建模思路，然后利用钻孔三维建模数据成果反演得到煤层三维模型，最后使用一种基于钻孔密度分析的体元栅格模型，实现了钻孔控制效果评价。软件系统开发完成后，通过试验矿井工作面的实际应用，取得了较好的三维反演效果。研究表明，从二维到三维的提升，更加直观、可视化地展示了钻孔施工情况。通过煤层三维反演和钻孔控制效果评价，为检验区域措施是否执行到位、制定区域措施钻孔补孔方案提供了可靠的软件工具和技术手段。     

基于钻孔数据的三维地质建模空间插值方法的对比研究

随着计算机技术的不断发展,三维地质建模在地质勘探和找矿工作中得到了越来越多的应用。将地质体进行三维模型的构建,对系统分析研究地质体及地质作用有很大的帮助。利用钻孔数据对地质体曲面进行插值构建,是目前三维地质建模最有效、最可靠的方法。根据钻孔数据的分布特点以及地质体的实际情况,选取合适、有效的插值方法是保证插值结果准确性的根本。选取地质建模中广泛使用的反距离权重法和克里格插值法,对钻孔数据进行插值,建立某铜铅锌矿的铜矿体表面模型。通过对2种插值方法结果的对比,分析其插值精度及应用范围。     

基于钻孔数据的扬中市三维工程地质模型构建

三维工程地质结构模型可以直观反映工程地质层的空间分布特征,对工程地质问题提供正确判断及成因分析,为城镇规划、经济布局和工程建设提供依据。以扬中市为例,以工程地质钻孔资料作为地层建模的数据来源,采用GMS软件,建立了30m以浅的三维工程地质模型,并展示了实际的建模效果,具有一定的实用价值。     

基于3D管理系统的煤炭矿山三维建模及实践:以陕北某煤矿为例

随着现代勘探技术的进步,矿区信息化水平的提高,使矿区三维建模与3D管理技术成为信息化研究的热点。本文阐述了基于GIS平台研发的煤炭地质3D管理系统的基本内容,介绍了煤炭矿山三维建模需要的矿区地形地质数据、钻孔数据、巷道数据、高程和影像数据等几种基础数据的处理方法,在此基础上介绍构建煤炭矿区煤岩层地质体模型、钻孔模型、巷道模型、采空区模型和地表影像模型等5个三维模型的步骤,并以陕北某煤矿为例说明了建模中可能遇到的具体问题和解决办法。     

基于MicroStation的煤田地质三维建模研究

为基于同一个平台解决矿山工程全专业BIM设计中缺少三维地质建模功能这一重要环节,改善设计人员对传统地质报告的理解,减少空间信息的损失与失真,实现一个模型下各类地质信息的集成。基于MicroStation软件开发平台,采用MDL(C++)开发模式,将钻孔、煤质、地质数据录入数据库,借助插值计算在MicroStation图形端生产地层/煤层分界面,再利用MicroStation面缝合、剪切功能得到地层/煤层的三维智能实体,实现煤田地质三维建模。     

基于MicroStation的煤田地质三维建模研究

为基于同一个平台解决矿山工程全专业BIM设计中缺少三维地质建模功能这一重要环节，改善设计人员对传统地质报告的理解，减少空间信息的损失与失真，实现一个模型下各类地质信息的集成。基于MicroStation软件开发平台，采用MDL(C++)开发模式，将钻孔、煤质、地质数据录入数据库，借助插值计算在MicroStation图形端生产地层/煤层分界面，再利用MicroStation面缝合、剪切功能得到地层/煤层的三维智能实体，实现煤田地质三维建模。     

煤炭三维地质建模信息系统的研制及关键技术

对煤炭三维地质建模信息系统软件QvCoalMine的研制过程及关键技术进行了分析和说明。对系统的主体构架、业务流程、功能模块进行了介绍,详细分析了该系统在研发过程中的主要关键技术：真实折剖面技术;“钻孔－剖面－等高线”循环动态建模技术;地层煤层一体化建模技术;三维模型的动态编辑与分析技术。利用我国内蒙古东胜煤田的多个煤炭勘查区对本系统进行了综合测试和运用,结果表明：QvCoalMine系统提供的三维建模功能,能高效地构建出煤炭地质领域大多数地质对象和勘探开采工程的三维模型。     

基于SQL Server云数据库的洪水河铁矿三维地质建模

为提高复杂矿体三维建模精度与矿山基础地质数据的存储效率,以青海省洪水河铁矿为例,提出了利用SQL Server云数据库实现矢量与栅格数据一体化云存储的矿山三维地质建模方法。首先利用矿区55个勘探钻孔数据、5条勘探平硐数据以及物探数据,采用SQL Server云数据库设计了新的云存储空间架构和交互方式,利用HDFS文件系统与ACID分布式图形数据库实现了数据云同步功能,用户权限保证了数据安全性;然后设计了三维地质数据录入平台,界面友好,简化了地质数据录入和建模难度;最后对于零厚体和透镜体,设计出遍历法和裁切功能对已构建的矿山三维地质模型进行修正。研究表明,所构建的矿体三维地质模型较精确模拟了洪水河铁矿矿区地质体三维分布规律,建模效率和地质数据安全性有所提高。     

采煤工作面煤层三维模型构建及动态修正技术

高精度工作面煤层三维模型是实现无人开采的有效保障,但现阶段构建的煤层三维模型普遍存在以静态模型为主且垂向分辨率较低的问题,为满足无人开采对煤层三维模型高精度的要求,煤层三维模型必须要有一个动态精细修正的过程。为此,在详细分析了煤层三维模型不确定性影响因素基础上,提出一种煤层三维模型的动态精细修正技术,进而提升煤层三维模型局部精度,实现工作面的有限透明。主要思路是在工作面的不断推进过程中,动态融入回采作业中最新探测的工作面激光扫描数据、顶/底煤厚数据和采煤机截割轨迹信息,采用二次序列规划法精确计算出煤层三维模型局部区域的修正值,并利用克里格空间曲面插值法把修正值插入到煤层三维模型中,这样利用上一回采阶段新揭露的修正数据去动态修正下一回采阶段的煤层三维模型,如此逐级递进,逐步求精,从而提升煤层三维模型精度,使修正后的煤层三维模型更准确地表达出工作面实际煤层的结构信息,为工作面无人化开采控制提供关键基础数据。在斜沟煤矿试验结果表明工作面推进前100刀修正后煤层垂向误差绝对值小于0.2 m区域比修正前提高了将近一倍,证实了该研究方法可有效提高采煤工作面煤层三维模型局部精度,提升煤层三维模型的实用价值和应用程度。     

回采工作面煤层三维建模技术及其在智能开采中的应用

提出了回采工作面地质模型的3层构建框架,阐述了回采工作面煤层模型的构建过程;采用综合动态解释技术对地质、钻探、物探数据进行数据融合;采用多级多属性三维动态地质模型构建技术建立回采工作面煤层模型,根据采煤机截割参数和煤层三维地质模型生成采煤机截割曲线供采煤机进行割煤作业。在试验工作面进行了应用,对巷道测量、切眼测量、钻孔伽玛、钻孔雷达探测、槽波探测数据进行综合解释,构建了工作面的三维地质模型,依据采煤机截割参数生成截割曲线并通过集控系统下发给采煤机,指导采煤机基于煤层模型进行割煤工作。     

基于多面函数的煤层界面插值及其可视化研究

为了在构建三维矿床模型过程中,形成最佳逼近的煤层界面模型,本文将多面函数理论引入到煤层界面插值中。根据煤层的赋存条件以及原始采样数据的分布特点提出了选择核函数的适用条件。以某矿的钻孔数据为样本,通过3种核函数的对比分析,实现了煤层界面的空间插值以及三维显示,比较真实的反映了矿床的基本特征,为矿床地质模型的建立提供了有力的数据支撑。     

3Dmine软件在煤炭资源国情调查中的应用

为了顺利完成煤炭资源国情调查三维建模工作,对比研究不同建模方法所得资源储量与资源储量普查成果之间的相对误差,确定此类矿山最佳的三维建模方法,基于3Dmine软件平台,以某矿区为研究区域,系统收集、调查和整理了该矿区和其邻矿区的各类地质资料,建立钻孔数据库,生产矿区钻孔轨迹图,分别采用全煤层建模法和不同的网格估值法(距离幂次反比法、普通克里格法)生成了二₁煤层顶底板表面模型和三维矿体空间模型,结果表明距离幂次反比法建模计算所得二₁煤资源储量与资源储量普查成果更接近,为此类矿山三维模型的建立和资源储量的估算提供借鉴和参考。     

地矿建模中常用插值方法插值效果分析

根据虚拟地矿模型和钻孔数据进行抽样插值试验,采用最小二乘原理,统计分析了插值方法在不同地矿模型及不同采样数据分布情况下的误差大小,从而确定插值方法的适用情况。辅助地矿建模工作人员处理三维建模数据。     

矿山钻孔数据三维地层建模与可视化

三维地层建模与可视化是三维地理信息系统（Geological Information System,GIS）在地学中的重要应用,能够直观展现各类复杂的地质信息,对于实际地质分析大有帮助。为此,提出了一种基于引入四面体格网（Tetrahedral Network,TEN）的广义三棱柱（Generalized Tri-prism,GTP）模型的三维地层模型构建方法。该方法使用钻孔数据进行三维地层建模,首先以钻孔孔口数据生成地表面不规则三角网（Triangulated Irregular Network,TIN）,然后根据地层空间分布顺序,将TIN中的三角形逐个沿钻孔向下扩展生成GTP体元模型,建立三维地层模型并对其进行四面体剖分,最后使用可视化工具包（Visualization Toolkit,VTK）开发出三维地层可视化系统,实现了地层模型的三维显示及属性查询,距离、角度量测与剖切等空间分析功能。某矿山钻孔数据试验结果表明：基于引入TEN的GTP模型有助于解决空间实体剖切问题,将VTK应用于实现三维地层可视化是可行的,在可视化性能与空间分析操作等方面均有着良好的效果,对于提高矿山地质分析、地质建模与可视化效率有一定的参考价值。     

基于3DMine矿业工程软件的大雁三矿建模

以大雁三矿为例,介绍了3DMine矿业工程软件进行三维建模的过程。三维建模过程可分为钻孔数据库建立、面模型建立和块体模型建立。钻孔数据整理在Excel中通过VBA编程进行。块体模型储量计算与地质报告对比,结果可靠,可以作为后续采矿设计的基础模型。     

矿山钻孔三维模型构建与可视化方法

为了建立矿床三维地质模型,研究了基于矿山钻孔数据的钻孔三维模型构建及可视化方法。采用与平台无关的SQLite嵌入式数据库管理钻孔数据,设计了钻孔数据的孔口、样品分析、测斜和地质岩性等4个表结构,分析了建立钻孔三维模型时钻孔数据存在的2种错误类型。将钻孔轨迹曲线转化为折线,给出了均角全距法、全角半距法等2种钻孔轨迹折线计算公式。采用钻孔图形关联属性数据表的数据结构来存储钻孔三维模型,利用点和直线段分别存储钻孔孔口和样品的空间位置数据,数据表存储图形对应的钻孔编号、样品元素品位、体重等属性值。以多段线表示钻孔轨迹,并通过文字、颜色、图形等多种方法实现钻孔属性数据在三维空间的可视化。基于Hoops 3D框架对以上算法进行了实现,并建立了某铜矿32#~56#勘探线钻孔三维模型,根据钻孔轨迹和铜元素品位的可视化结果,圈定了勘探线剖面的铜矿体边界。结果表明,所提出的钻孔三维模型构建方法准确可靠,有助于提高地质分析、矿床地质建模的效率。     

基于Minex的露天矿三维地质模型的建立及可视化研究

利用Minex.6.0软件以新疆后峡煤田黑山露天煤矿为例,构建了地质数据库,将钻孔数据和煤层信息数据成功地导入Minex数据库中,实现了钻孔数据的三维可视化。研究探讨了Minex.6.0软件的构模方法和理论,采用界面构模法,建立了地表模型和矿体三维模型统一形成了新疆后峡煤田黑山矿区矿床的空间三维模型系统并实现了可视化。     

基于多源钻孔数据的工程地质三维建模方法及应用

工程地质三维建模对工程决策、地质分析预测及提高制图效率有非常重要的意义。本文根据天津市临港工业区工程地质层的特点,基于收集的工程地质钻孔、剖面等多源数据,运用GIS技术和数据库技术,采用多源数据耦合的简单层状地质体三维地质建模方法,建立了临港工业区工程地质三维模型,实现了对天津市临港工业区工程地质三维模型的可视化编辑分析、虚拟隧道漫游和科学管理,可为工业区的规划管理和经济建设等方面提供有效服务支撑。     

基于钻孔数据三维地质体的数据结构的描述

针对数字矿区和岩土工程中基于钻孔数据和剖面数据建模问题,提出了一种适合描述基于钻孔数据三维地质体的数据结构。并在Visual C++6.0编程环境下,借助于OpenGL图形库,实现了复杂地质体建模及可视化。通过实验数据验证,该数据结构不但在很大程度上提高了建模效率和实现数据的动态更新,而且提供了三维的空间交互、查询和分析功能。为我国矿山三维地质建模及可视化软件中数据结构的设计提供了参考,促进了我国矿山信息化的建设。