四川攀枝花铁矿三维地质模型的建立与储量计算的应用研究

摘要

攀枝花是我国最大的钒钛磁铁矿生产基地,其中的尖山矿区最早由露天开采转地下开采,它位于我国最大的露天矿集中区。区域地质构造强烈、断裂密布、地质条件复杂多变,这些因素对地下开采的安全生产以及开采进度的保证造成了潜在的挑战。因此,必须依据已有的地质资料,将矿山的地下地质情况进行必要的模拟,利用计算机技术实现地质体(地表、地层、构造、矿体、矿带、巷道等)的可视化,构建矿山三维信息可视化平台,充分挖掘现有地质资料的利用价值,提高安全生产效率。
　　本文结合国内外三维地质模拟的研究成果,系统分析了三维矿体建模和矿体资源储量估算的应用状况,以攀枝花尖山钒钛磁铁矿矿区为例,采用理论与实践相结合、地质调查与建模技术相结合、定性分析与定量计算相结合、传统的地质理论与现代新技术方法相结合,优化了基于3DMine软件系统的三维矿体建模以及矿体资源储量估算的理论基础和技术流程,取得以下研究结果和相应的认识:
　　(1)以三维地质建模和储量估算的基本原理为指导,以3DMine软件系统为平台,建立了尖山铁矿钻孔数据库,着重探讨了复杂矿体模型建立过程中人机交互式处理的解决方案,从整体上比较全面、系统地总结了建立符合实际的复杂地质矿床模型的技术基础和储量计算方法,为后续的三维矿体建模和储量估算建立了矿山深部三维地学信息基础数据库。
　　(2)以三维地质体可视化技术和地质统计理论为基础所建立的矿床三维模型是“矿山数字化”的核心部分,在建立数字矿山的过程中,本文分析研究了空间建模基础—三角网的理论思想与构型方法,依据三角网适用范围及构型特征,并结合本矿区的特殊地质情况,提出了矿体实体模型构建的方法以及尖灭等特殊情况下的解决方案。
　　(3)在矿体的资源储量估算中,结合实际情况,分析了矿区样品分布形态,对空间的样品点进行各相异性分析,拟合了主方向上的理论变异函数后并获得了变异参数,提出运用克里格估算法和旋转块体模型结合的方法为最佳估算方案;将克里格估算结果与传统二维估算结果进行比较,提出了基于三维建模的块体估算方法并进行了相应的估算,结果表明,块体估算储量的方法更适用于尖山矿区的特殊情况。
　　在整个课题的研究中体会到,三维建模和储量估算需要紧密地结合在一起,并要充分考虑到矿区的实际情况,深入了解地层、构造、岩体的特殊性,才能得到较理想的三维模型并获得较为精准的储量估算结果。

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1 绪论

1.1 选题依据与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容、方法及主要工作量

1.4 研究的创新点

2 区域地质概况与资料获取程度

2.1 交通位置及自然地理概况

2.2 矿区地质特征

2.3 矿带及矿体地质特征

2.4 本章小结

3 矿山地质体的深部空间数据库的建立

3.1 矿山三维地质数据的来源与分类

3.2 空间数据库的建立与数据库的可视化

3.3 本章小结

4 矿区地学信息的可视化及其在尖山矿区的应用性分析

4.1 地学空间对象的分类与分析

4.2 矿区地学信息可视化及模型构建

4.3 矿床三维模型在尖山矿区成矿方面的应用性分析

4.4 本章小结

5 尖山矿区矿体块体模型的建立与储量计算

5.1 储量和储量估算

5.2 储量估算的过程对比

5.3 储量估算的数学模型

5.4 样品信息的变异性分析与块体模型的构建

5.5 块体模型在尖山矿区的应用性分析

5.6 成矿预测性分析研究

5.7 本章小结

6 结论与建议

7 参考文献