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DIMINE矿业软件在玉龙铜矿三维数字建模中的应用
2012-11-15
以“数字矿山”技术为手段,结合西藏玉龙矿区地质特征,以DIMINE矿业软件作为平 台,选择合适的建模方法,构建玉龙斑岩型铜矿区数字矿床模型。研究表明,西藏玉龙铜矿Ⅰ#矿体 体积大、品位低、资源量最多,外围的Ⅱ#和Ⅴ#矿体由于次生氧化,体积小而品位高,具有可观的富 矿资源和优先开采价值。
NSoevreimalbNero.. 5220312 现 ꢀ 代 ꢀ 矿 ꢀ 业 MORDEN MINING 2012年总 第115月23第期 11 期 · 地 质 · 测 量 · DIMINE 矿 业 软 件 在 玉 龙 铜 矿 三 维 数 字 建 模 中 的 应 用 赵 文 奎 ( 西 部 矿 业 集 团 西 藏 玉 龙 铜 业 股 份 有 限 公 司 ) ꢀ ꢀ 摘 ꢀ 要 ꢀ 以 “ 数 字 矿 山 ” 技 术 为 手 段 , 结 合 西 藏 玉 龙 矿 区 地 质 特 征 , 以 DIMINE 矿 业 软 件 作 为 平 # 台 , 选 择 合 适 的 建 模 方 法 , 构 建 玉 龙 斑 岩 型 铜 矿 区 数 字 矿 床 模 型 。 研 究 表 明 , 西 藏 玉 龙 铜 矿 Ⅰ 矿 体 # # 体 积 大 、 品 位 低 、 资 源 量 最 多 , 外 围 的 Ⅱ 和 Ⅴ 矿 体 由 于 次 生 氧 化 , 体 积 小 而 品 位 高 , 具 有 可 观 的 富 矿 资 源 和 优 先 开 采 价 值 。 关 键 词 ꢀ DIMINEꢀ 数 字 矿 山 ꢀ 储 量 估 算 ꢀ ꢀ 随 着 计 算 机 及 图 形 图 像 技 术 的 发 展 , 使 三 维 可 岩 次 生 富 集 型 ( Ⅱ# 、 Ⅴ# 似 层 状 氧 化 矿 体 ) 、 角 岩 型 ( 接 触 带 角 岩 中 的 硫 化 矿 体 ) 和 隐 爆 角 砾 岩 型 。 玉 龙 铜 矿 是 目 前 中 国 少 见 的 储 量 大 、 品 位 较 高 的 斑 岩 、 矽 卡 岩 复 合 型 铜 矿 , 初 步 探 明 铜 金 属 储 量 650 万 t 以 上 , 远 景 储 量 达 1 000 万 t。 视 化 矿 业 软 件 日 益 成 熟 , 三 维 可 视 化 技 术 在 地 质 和 矿 业 中 的 应 用 也 愈 加 广 泛 。 利 用 三 维 建 模 与 可 视 化 技 术 , 可 以 更 直 观 、 精 确 地 圈 定 矿 体 边 界 , 了 解 矿 体 规 模 及 矿 体 ( 矿 化 ) 的 空 间 分 布 规 律 , 揭 示 地 层 、 断 层 、 褶 皱 等 地 质 体 的 三 维 形 态 , 方 便 快 速 地 进 行 资 源 储 量 估 算 和 动 态 管 理 , 从 而 为 矿 产 勘 查 与 开 发 提 供 指 导 , 直 接 推 动 现 代 化 数 字 矿 山 建 设 1] 。 2ꢀ DIMINE 软 件 的 应 用 2. 1ꢀ DIMINE 软 件 介 绍 [ 本 次 模 型 的 建 立 选 用 DIMINE 矿 业 软 件 作 为 工 作 平 台 。 该 软 件 是 由 长 沙 迪 迈 数 码 科 技 股 份 有 限 公 1 ꢀ 地 质 概 况 玉 龙 铜 矿 位 于 西 藏 自 治 区 昌 都 地 区 江 达 县 境 WWW.KY114.CN 司 开 发 的 三 维 矿 山 建 模 软 件 , 作 为 一 套 完 整 而 且 全 面 的 数 字 矿 山 解 决 方 案 , 它 极 大 地 改 进 了 地 质 、 测 量 、 采 矿 工 程 师 在 生 产 管 理 过 程 中 的 技 术 信 息 交 流 方 法 。 DIMINE 适 合 应 用 于 所 有 矿 物 资 源 , 如 铁 、 有 色 金 属 、 内 , 地 理 坐 标 为 东 经 97°43′00″ ~ 97°44′30″、 北 纬 31° 2 3′45″ ~ 31°25′15″。 玉 龙 斑 岩 铜 ( 钼 ) 矿 带 不 仅 是 中 国 重 要 的 铜 矿 成 矿 远 景 区 , 而 且 也 是 世 界 上 三 大 主 要 斑 岩 铜 矿 带 之 一 的 特 提 斯 — 喜 马 拉 雅 成 矿 带 的 组 成 部 分 。 特 提 斯 — 喜 马 拉 雅 构 造 域 中 的 羌 塘 — 昌 都 微 陆 块 ( 中 间 地 块 ) , 特 别 是 该 陆 块 东 部 澜 沧 江 与 金 沙 江 大 断 裂 之 间 各 地 质 构 造 单 元 的 形 成 及 演 化 为 玉 龙 矿 带 的 形 成 与 发 展 提 供 了 区 域 地 质 背 景 2] 。 矿 区 出 露 的 地 层 为 三 叠 系 上 统 和 第 四 系 , 三 叠 系 上 统 是 含 矿 斑 岩 体 的 直 接 围 岩 , 赋 矿 地 层 主 要 为 [ 3] 。 煤 炭 等 矿 种 的 露 天 和 地 下 采 矿 勘 测 、 设 计 2. 2ꢀ 地 表 表 面 模 型 对 收 集 到 的 1∶ 2 000 玉 龙 地 形 数 据 , 先 在 Auto CAD 软 件 中 进 行 编 辑 , 提 取 出 已 经 赋 予 高 程 值 的 各 等 高 线 , 对 2 m 间 距 的 各 等 高 线 进 行 检 查 校 正 , 去 掉 与 地 形 无 关 的 线 ( 如 陡 坎 线 ) , 转 换 成 DXF 文 件 格 式 , 然 后 导 入 到 DIMINE 软 件 中 , 建 立 相 应 的 DTM [ [ 4] , 见 图 1。 甲 丕 拉 组 ( T3 j) 和 波 里 拉 组 ( T b) 。 其 中 甲 丕 拉 组 模 型 3 矿 源 层 提 供 了 部 分 成 矿 物 质 , 又 可 进 一 步 细 分 为 甲 丕 拉 组 上 段 、 中 段 和 下 段 ; 波 里 拉 组 环 绕 玉 龙 斑 岩 体 大 面 积 展 布 ; 第 四 系 则 覆 盖 于 上 述 地 层 之 上 , 出 露 面 积 占 整 个 矿 区 面 积 的 60% 以 上 。 # # # 玉 龙 铜 矿 床 由 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅴ 3 个 矿 体 组 成 , 可 划 图 1ꢀ 玉 龙 矿 区 地 表 模 型 # 分 出 5 种 主 要 矿 体 类 型 : 斑 岩 型 ( Ⅰ 矿 体 ) 、 矽 卡 岩 2 . 3ꢀ 钻 孔 数 据 库 # # # 型 ( Ⅱ 、 Ⅴ 似 层 状 矿 体 和 Ⅴ 矿 体 上 层 矿 体 ) 、 矽 卡 钻 孔 数 据 库 建 立 的 基 础 数 据 是 钻 孔 测 斜 表 、 化 验 表 、 岩 性 表 、 定 位 表 数 据 , 对 以 上 4 个 文 件 按 照 DI MINE 软 件 要 求 的 格 式 建 立 钻 孔 实 体 模 型 , 其 中 涉 及 ꢀ ꢀ 赵 文 奎 ( 1989— ) , 男 , 助 理 工 程 师 , 854000 西 藏 自 治 区 昌 都 地 区 [ 5] 。 到 钻 孔 数 据 的 校 检 、 生 成 地 理 坐 标 等 相 关 操 作 西 路 22 号 。 3 5 总 第 523 期 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 现 代 矿 业 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2012 年 11 月 第 11 期 [ 2 . 4ꢀ 矿 山 三 维 模 型 的 规 格 为 5 m × 5 m × 5 m 8] 。 根 据 已 收 集 到 的 玉 龙 矿 区 21 条 勘 探 线 剖 面 , 首 矿 体 的 资 源 量 估 算 可 由 DIMINE 软 件 快 捷 方 便 地 计 算 得 出 , 并 可 以 根 据 不 同 的 边 界 品 位 进 行 资 源 分 级 , 同 时 提 交 储 量 报 告 , 然 后 依 据 品 位 条 件 分 别 计 算 不 同 矿 体 的 平 均 品 位 、 体 积 、 矿 石 量 和 金 属 量 。 矿 石 的 体 重 根 据 不 同 矿 石 类 型 的 矿 体 按 照 低 品 位 和 工 业 品 位 分 别 使 用 不 同 的 矿 石 体 重 指 标 。 矿 体 的 体 积 可 由 DIMINE 软 件 根 据 块 体 的 规 格 和 数 量 自 动 计 算 得 出 , 品 位 则 采 用 不 同 品 位 区 间 内 的 平 均 含 量 。 经 估 算 可 以 得 出 , Ⅰ# 矿 体 共 得 到 铜 金 属 量 为 528 万 t, 先 进 行 了 几 何 坐 标 的 校 正 和 三 维 空 间 的 恢 复 , 然 后 生 成 DXF 格 式 文 件 , 导 入 到 DIMINE 软 件 中 , 提 取 出 各 地 质 体 的 轮 廓 线 , 最 后 对 各 勘 探 线 剖 面 进 行 连 接 、 平 滑 , 最 终 形 成 三 维 模 型 6] , 见 图 2。 [ # 铜 的 平 均 品 位 为 0. 54% ; Ⅱ 矿 体 铜 金 属 量 42 万 t, # 铜 的 平 均 品 位 1. 62% ; Ⅴ 矿 体 铜 金 属 量 89 万 t, 铜 图 2ꢀ 玉 龙 矿 区 矿 体 三 维 模 型 的 平 均 品 位 2. 18% 。 总 计 金 属 量 约 为 659 万 t。 根 据 矿 区 原 始 勘 探 线 剖 面 图 与 地 表 地 形 图 , 将 其 中 的 各 大 断 层 的 边 界 线 和 各 地 层 边 界 线 提 取 出 来 , 用 Auto CAD 进 行 线 条 处 理 , 然 后 将 结 果 导 入 到 DIMINE 矿 业 软 件 中 进 行 矿 区 六 大 断 层 和 矿 体 周 围 3 ꢀ 结 ꢀ 论 通 过 建 立 玉 龙 铜 矿 的 三 维 数 字 矿 区 模 型 , 使 原 始 资 料 数 据 库 和 矿 床 三 维 模 型 有 机 地 结 合 在 一 起 , 不 但 便 于 一 目 了 然 地 看 到 矿 区 内 不 同 空 间 位 置 上 的 地 层 分 布 、 矿 体 形 态 、 岩 体 特 征 以 及 相 互 之 间 的 空 间 位 置 关 系 等 诸 多 信 息 , 而 且 可 以 基 于 三 维 模 型 进 行 品 位 和 资 源 量 的 估 算 , 从 而 进 一 步 分 析 矿 区 的 经 济 价 值 。 [ 7] , 见 图 3、 图 4。 岩 体 三 维 模 型 建 立 因 此 , DIMINE 矿 业 软 件 在 三 维 数 字 化 矿 山 建 模 中 具 有 明 显 的 优 势 , 一 方 面 可 以 大 大 地 促 进 地 质 图 3ꢀ 玉 龙 W铜 矿 六 大W断 层 三 维W模 型 .KY114.CN 资 料 的 二 次 利 用 , 对 勘 探 、 采 矿 工 程 的 布 置 给 出 定 位 与 定 量 计 算 的 科 学 依 据 , 另 一 方 面 可 以 确 保 矿 山 工 程 设 计 的 科 学 性 , 提 高 固 体 矿 产 开 发 的 效 率 , 具 有 进 一 步 推 广 与 应 用 的 价 值 。 参 ꢀ 考 ꢀ 文 ꢀ 献 [ [ 1] ꢀ 王 丽 梅 , 陈 建 平 , 唐 菊 兴 . 基 于 数 字 矿 床 模 型 的 西 藏 玉 龙 斑 岩 型 铜 矿 三 维 定 位 定 量 预 测 [ J] . 地 质 通 报 , 2010, 29( 4) : 565 5 70. 图 4ꢀ 玉 龙 铜 矿 矿 体 周 围 岩 体 三 维 模 型 2] ꢀ 张 文 宽 , 王 ꢀ 毅 , 章 奇 志 , 等 . 西 藏 自 治 区 江 达 县 玉 龙 矿 区 铜 矿 勘 探 报 告 [ R] . 昌 都 : 西 藏 玉 龙 铜 业 股 份 有 限 公 司 , 2009. 2 . 5ꢀ 资 源 储 量 估 算 实 体 模 型 给 出 了 矿 体 的 三 维 空 间 形 态 , 但 是 却 [ 3] ꢀ 吴 立 新 , 史 文 中 , Christopher G. 3D GIS 与 3D GMS 中 的 空 间 构 模 技 术 [ J] . 地 理 与 地 理 信 息 科 学 , 2003, 19( 1) : 511. 无 法 显 示 矿 体 内 部 的 品 位 分 布 情 况 。 因 此 , 首 先 将 矿 体 划 分 成 无 数 个 大 小 相 同 的 块 , 每 个 块 都 有 代 表 其 空 间 位 置 的 三 维 坐 标 , 此 模 型 即 为 空 块 模 型 , 然 后 根 据 模 型 中 已 知 的 采 样 点 品 位 , 利 用 距 离 反 比 加 权 的 方 法 对 其 进 行 空 间 品 位 插 值 , 从 而 使 每 个 块 都 具 有 一 个 品 位 值 , 最 终 生 成 矿 体 的 品 位 模 型 。 根 据 现 有 地 质 资 料 对 矿 体 的 揭 示 , 特 别 是 勘 探 线 的 分 布 , 结 合 矿 体 的 形 态 、 走 向 、 倾 向 和 空 间 分 布 特 征 , 确 定 了 各 矿 体 建 立 块 体 模 型 的 范 围 和 基 本 参 数 , 建 模 过 程 中 统 一 单 元 块 的 规 格 为 10 m × 10 m × 10 m, 次 分 块 [ 4] ꢀ 张 新 宇 . 地 学 空 间 三 维 可 视 化 储 量 计 算 辅 助 分 析 系 统 关 键 技 术 的 研 究 [ D] . 长 春 : 吉 林 大 学 , 2006. [ 5] ꢀ 冯 兴 隆 , 王 李 管 , 毕 ꢀ 林 , 等 . 基 于 Laubscher 崩 落 图 的 矿 体 可 崩 性 研 究 [ J] . 煤 炭 学 报 , 2008( 3) : 268272. [ 6] ꢀ 徐 永 安 , 杨 ꢀ 钦 , 吴 壮 志 , 等 . 三 维 约 束 Delaunay 三 角 化 的 实 现 [ J] . 软 件 学 报 , 2001, 12( 1) : 102109. [ [ 7] ꢀ 刘 ꢀ 波 , 韩 彦 辉 . FLAC 原 理 、 实 例 与 应 用 指 南 [ M] . 北 京 : 人 民 交 通 出 版 社 , 2005. 8] ꢀ 程 朋 根 , 陈 红 华 , 刘 少 华 . 地 矿 三 维 数 据 模 型 及 其 可 视 化 方 法 的 研 究 [ J] . 中 国 矿 业 , 2002, 11( 2) : 6063. ( 收 稿 日 期 20120813) 3 6
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