基于3DMine软件的木塔寺油页岩矿体三维建模

姜　琳

(中煤科工集团北京华宇工程有限公司)



基于3DMine软件的木塔寺油页岩矿体三维建模

姜琳

(中煤科工集团北京华宇工程有限公司)

摘要依据木塔寺油页岩矿地质报告提供的相关信息，基于3DMine软件建立了该矿体的三维地质模型。该模型可清晰、准确、直观地反映矿体在三维空间中的赋存状况，据此可准确计算矿床储量、剥离量和含油率等信息，为矿山生产动态管理提供可靠依据。

关键词三维地质模型矿床储量剥离量含油率矿山生产动态管理3DMine

随着计算机技术的飞速发展，传统以平面图和剖面图为主的地质信息模拟与表达方式难以满足现代矿山数字化、信息化、虚拟化、智能化的需要。本研究以木塔寺油页岩矿为例，运用3DMine软件[1]对该矿钻孔信息数据库、地形模型、矿体实体模型及块体模型的构建方法进行研究。

1木塔寺油页岩矿概况

2矿体三维地质模型构建

2.1创建钻孔信息数据库

2.1.1基础地质资料整理

钻孔数据库包含定位表、测斜表、岩性表和含油率品位表[2]。定位表记录钻孔孔口空间坐标和最大孔深；测斜表记录钻孔在空间的测斜数据；岩性表记录取样位置及样品岩性信息；含油率品位表记录矿体含油率品位信息。根据地质报告提供的相关钻孔数据信息，在Excel软件中分别整理出3DMine软件识别的定位表、测斜表、矿层结构表及含油率品位表的格式。

2.1.2钻孔信息数据库创建

在3DMine软件中，首先通过添加“矿层结构表”和“含油率品位表”，并增加记录“岩性”、“厚度”和“含油率”；然后将整理后的定位、测斜、矿层结构、含油率品位等4个Excel表分别导入Access钻孔数据库。导入过程须确保Excel数据库与Access数据库的表头项完全一致，若出现错误，应返回Excel表检查并改正，直至无误为止。

2.2矿层实体模型构建

木塔寺油页岩矿体为急倾斜矿体，若采用钻孔提取顶底板点网格估值法创建矿层实体模型误差较大，因此宜采用剖面法创建矿层实体模型。

2.2.1剖面图处理

首先在CAD软件中，将各矿层的顶底板线描出；然后将其导入3DMine软件中，通过坐标转换，将X、Y坐标调换成X、Z坐标，即将CAD软件中的二维剖面图转换为三维剖面图；最后根据各平、剖面间的坐标关系对X、Y、Z坐标进行数值修正。在转换后的三维剖面中，分别提取各勘探剖面中同一矿层的顶底板线并保存为“.3ds”文件，并命名为“××矿层底(顶)板线”。

2.2.2储量图处理

在各矿层储量估算图中，分别将各矿层的储量估算边界线描出，校准坐标后保存为“.3ds”文件，并命名为“××矿层储量范围”。

2.2.3模型构建

2.2.3.1生成矿层顶底板面

图矿层底板面

2.2.3.2剪裁矿层顶底板面

图2　储量计算范围内的矿层底板面

2.2.3.3生成矿层侧面

2.2.3.4生成矿层实体

2.2.4地表面模型建立

对矿区地形等高线赋值高程信息，首先通过按距离加密点，将各等高线加密若干点；然后炸开成“散点”；最后通过网格估值，生成矿区地表面模型，见图3。

图3　木塔寺矿体三维模型示意

2.3矿体块体模型创建

2.3.1矿层损失贫化率提取

提取矿层损失贫化率、含矸率等信息，并将各矿层得到的样品点文件分别保存，见图4。

2.3.2矿层含油率提取

通过矿层数据提取矿石参数，提取各矿层的含油率信息，并将各矿层得到的样品点文件分别保存，见图5。

图矿层复杂含矸率提取

图矿层复杂含油率提取

2.3.3旋转块体模型创建

首先调入地表面和各矿层实体模型，确定块体的高度范围、平面范围和旋转角度，根据矿层的分布范围和厚度选取合适的块体尺寸；然后通过建立的旋转块体模型创建块体模型，见图6。

图6　旋转块体模型

2.3.4块体属性及赋值创建

2.3.4.1块体属性创建

新建块体属性包括字符型(矿岩类型等)及浮点型(纯矿量、可采纯矿量、可采原矿量、内剥离量、外剥离变化量及含油率等)。

2.3.4.2单一赋值

2.3.4.3距离幂次反比法赋值

3结语

以木塔寺油页岩矿体为例，基于3DMine软件构建了该矿体的三维地质模型，在实际应用中，根据特定的需要可对模型块体进行相应的约束，得到满足条件的模型块体，通过生成块体报告，可得到所需要的任意矿体空间范围内的矿量、剥离量及含油率等信息。

参考文献

[1]余牛奔，齐文涛，王立欢，等.基于3DMine软件的三维地质建模与储量估算——以新疆巴里坤矿区某井田为例[J].金属矿山，2015(3)：138-142.

[2]荆永滨，代碧波，孙光中.矿山钻孔三维模型构建与可视化方法[J].金属矿山，2015(6)：98-102.

[3]坚润堂，杨帆，王岩梅，等.西藏白容—岗讲铜(钼)矿三维地质建模及储量估算[J].金属矿山，2015(9)：95-99.

(收稿日期2015-07-21)

姜琳(1988—)，男，助理工程师，100120 北京市西城区安德路67号。