三维地质建模法在矿山地质环境综合勘查中的应用研究

李兰星

（山东省地矿工程勘察院，山东 济南 250014）

对矿山地质环境的综合勘查过程中，通常使用探采分离的方法将矿山中各个组成部分分开，从而得到对应的勘查结果[1]。探采分离的方法虽然可以对矿山地质环境进行勘查，但综合能力不强，且对各个组成部分的探查结果常常存在误差，因此最终的整体勘查结果精准度更低，并且勘查过程中还存在人工计算的缺点。而使用三维地质建模的方法对矿山地质环境综合勘查不仅可以解决探采分离中的问题，同时也可以进一步提高对矿山地质环境综合勘查的效率。三维地质建模法具有强大的空间信息管理、地质信息解释以及空间分析能力，目前已经在采矿工程、水利工程以及边坡工程中被广泛的使用。利用三维地质建模法构建的矿山地质环境三维模型可以根据对矿山地质环境的特点，建立适当的勘查机制，并通过对矿山地质环境数据的实时反馈，分析矿山地质环境的实际参数，再利用相应公式计算对矿山地质环境进行综合的评估。为此，本文开展对三维地质建模法在矿山地质环境综合勘查中的应用研究。

1 三维地质建模法在矿山地质环境综合勘查中的应用研究

1.1 基于三维地质建模法构建矿山地质环境三维模型

矿山地质环境三维模型的建模工作流程主要包括：首先，将矿山实测地形资料、探矿工程资料、工程布置平剖图以及其它资料、报告等导入到三维建模软件当中，并在软件当中根据地形、钻孔、坑道等数据信息构建数据库[2]。其次，在软件中对矿山等高线赋高程值，建立DTM地表模型、地质地表模型、矿体模型、构造模型、块体模型、采空区模型以及采矿权模型等，并将所有模型综合为一个完整的矿山地质环境模型。

矿体模型是对矿山地质整体的立体展现，同时也是矿山地质环境综合勘查中的重点勘查模型，矿体模型主要是利用勘探线剖面图以及中段地质的平面图确定矿上实际的矿体边界线，再利用三维建模软件中的数据库构建矿体模型。将采集到的矿山勘探线剖面图格式化处理，仅保留其中对环境综合勘查提供帮助的信息，再对各个勘探线的剖面图进行合理校正，校正主要通过旋转图像的方法处理，将校正后的剖面图结合地质数据库中的数据信息以及矿山区域内工业的生产指标参数进行矿体解译，给出矿体界限的实际范围，并将其所在文件存储为.3dt格式[3]。模型中具备矿山实际边界后，利用三维地质建模法中的三角网连接功能，综合考虑矿山的赋存能力、控矿因子以及其它地质特征的空间结构，进行整个矿山矿体的圈连，将矿上地质整体合并，最后建立矿山三维模型。图1为矿山地质环境模型中矿体三维模型构建流程图。

图1 矿体三维模型构建流程图

矿山地质中矿体众多，且大多数矿山中的矿体都是以矿群的形式分布，为了后续矿山地质环境综合评估更加准确、合理，还需要对矿体中的界线进行线上点加处理，并增加大量的辅助线、分区线和过渡线辅助矿体模型的构建。

通过三维地质建模法完成对矿山地质环境三维建模后，可以更加直观的对矿体的空间形态、特征以及变化情况进行判断，从而展现出不同的矿体之间存在的空间分布关系，根据不同的视角，以三维立体的形式展现。

1.2 基于三维地质建模法的矿山地质环境资源量估算

根据三维地质建模法中的地质信息解译及空间矿山地质情况信息管理功能，对矿山地质资源、储能及环境进行综合的勘查评估计算出矿山资源量。首先对矿山地质环境进行统计与分析，对需要进行评估的组成样品的品位置进行统计，从容获取到不同组合样品的数量、平均值等数据，再对矿山地质环境进行综合评估。为了保证在评估过程中，矿山地质的评估边缘能够尽可能与矿体的界限一致，建立次级模型将矿山地质环境的评估边缘划分成多个次级子块，从而获取到更加准确的评估结果。通常情况下，评估时还需要对每个次级子块赋予特定的属性值，例如所含金属元素品味、矿石类型等，得到整个矿山地质环境三维模型属性。

基于三维地质建模法选择距离幂次反比法对矿山地质环境进行资源量估算。其计算公式为：

公式中，f表示为最终矿山地质环境次级子块资源量估算；pi表示为通过矿山资料获取的已知次级子块资源量估算；ai表示为已知的次级子块到待评估的次级子块的距离。

通过上述方式建立在待评估次级子块的地质属性和相邻已知的同一地质属性具有的相关特征为前提，利用公式计算出最终待测次级子块的评估结果。再将所有待评估的次级子块结果记录，得到最终矿山地质环境综合勘查评估结果。

2 结语

基于三维地质建模法将矿山地质环境中的探矿工程、地形、地貌等各项数据导入，再按照相应的建模要求，构建出矿山地质环境三维模型。利用该模型可以更加准确的得到矿山地质环境勘查所有取得的成果，并更加形象的将矿山地质环境勘查中的矿体、结构、工程等要素在三维可视化的环境中展现。再利用模型对矿山地质环境综合勘查进行评估，对后续矿山综合研究具有良好的促进作用，实时展现勘查工作成果，进一步缩短矿山中不同工作人员的交流时间，加快项目进程。