宝日希勒露天矿三维地质建模及应用研究

摘要

矿山三维地质建模是数字矿山建设的关键技术之一,是实现数字矿山最基本、最核心的第一步,其发展程度直接关系到数字矿山的实现。本文以宝日希勒露天矿为应用实例,对露天矿三维地质建模进行探讨,运用VB.NET在AutoCAD平台下开发了露天矿三维地质模型构建系统。本文对宝日希勒露天矿的地质概况进行了分析总结;收集与整理了露天矿的钻孔数据、剖面数据、等值线数据以及采场测量验收数据;根据地质数据的类型,将地质数据库分为钻孔数据库、图形数据库以及工程数据库,按照“定义数据表结构——建立空数据库——数据导入”的流程构建矿山地质数据库,并介绍了地质数据库的数据提取、存储以及显示功能;采用带有约束条件的Delaunay三角网(CD-TIN)构建了露天矿三维地质面模型,采用合并法构建了露天矿三维地质实体模型,介绍了复杂地质条件下露天矿三维地质实体模型构模方法,提出了露天矿三维统一地质模型的概念,并构建了宝日希勒露天矿三维统一地质模型,研究了三维地质模型的动态更新方法;在AutoCAD平台下,提出了一种新的块体模型构建方法,即采用三角网对格网点赋高程值以及属性值构建块体模型的方法,建立了块体模型;将构建的三维地质实体模型以及块体模型应用于露天矿采剥工程量计算中,并对计算结果进行了分析与评价,结果表明,该方法大大提高了工程量计算的速度与精度。本文的研究成果在宝日希勒露天矿得以应用,实现了宝日希勒露天矿自动化验收算量,为宝日希勒露天矿实现数字矿山战略提供了准确的模型基础以及丰富的数据支持。

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致谢

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 选题背景及研究意义

1.2 国内外的研究现状

1.2.1 三维地质建模方法综述

1.2.2 采矿 CAD 的研究现状

1.3 开发平台及开发语言

1.3.1 开发平台

1.3.2 开发语言

1.4 研究内容与技术路线

1.4.1 研究内容

1.4.2 技术路线

2 矿区地质概况及原始数据整理

2.1 矿区地质概况

2.1.1 露天矿概况

2.1.2 矿区地层

2.1.3 矿区构造

2.1.4 地形地貌

2.1.5 含煤地层

2.1.6 煤质

2.2 三维地质建模原始数据整理

2.2.1 钻孔数据的收集与整理

2.2.2 剖面数据的收集与整理

2.2.3 等高线数据的收集与整理

2.2.4 采场测量验收数据收集与整理

2.2.5 原始数据校验与修正

3 地质数据库的建立

3.1 数据库设计

3.1.1 数据分析

3.1.2 设计数据库框架

3.2 地质数据库建立

3.3 数据库功能

3.3.1 数据存储

3.3.2 数据提取

3.3.3 数据显示

4 露天矿三维地质实体模型构建

4.1 三维地质面模型构建

4.1.1 面模型构模方法综述

4.1.2 空间插值技术

4.1.3 露天矿三维地质面模型构建

4.2 三维地质体模型构建

4.2.1 地质体构模方法综述

4.2.2 实体模型构模方法

4.2.3 复杂地质条件地质体构模技术

4.2.4 露天矿三维统一地质模型构建

4.3 三维地质模型的动态更新

5 块体模型构建

5.1 创建空块体模型

5.2 三角网对格网点赋值

5.3 格网构建块体

5.4 块体模型显示

6 工程应用

6.1 工程量计算方法概述

6.2 基于实体模型的采剥量计算

6.3 基于块体模型的采剥量计算

6.3.1 计算原理

6.3.2 计算过程

6.4 计算精度分析与评价

7 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

作者简历

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