矿井储量计算中计算机技术的应用

闫 峰

(山西省煤炭地质144勘查院，山西 临汾 041600)



矿井储量计算中计算机技术的应用

闫 峰

(山西省煤炭地质144勘查院，山西 临汾 041600)

介绍了三维地质模型技术在矿井储量计算中的优势，从地质数据准备、煤层三维模型构建、储量计算三个环节，阐述了基于三维地质建模技术的储量计算方法，对实现煤炭资源的充分利用有一定的意义。

矿井储量，三维地质模型，煤炭资源，地质数据

0 引言

对于煤炭矿井的储量管理而言，为确保能够为井下生产提供实时、有效指导，其相关数据必须开展动态化管理。过去这一工作多依靠人工进行计算和管理，这种方法不仅费时费力且计算精准度也难以保障，对煤炭资源的高效、科学管理造成了一定阻碍。但随着计算机技术在煤炭领域的引入与推广，依托其所建立的各类数据管理软件极大的便利了煤炭生产管理模式。其中三维地质建模软件在煤炭储量计算中的应用不仅实现了储量计算精准度的大幅改善，同时也有效实现了储量管理数据的快速更新，真正保证了矿井储量管理的实时动态化，对于煤炭资源的充分利用和矿井经济效益的提升意义重大。

1 三维地质建模技术优势分析

在矿井储量计算上，三维地质建模技术具备以下优势：1)功能多样性，除了能够有效计算煤田储量，还能够对井田范围内的各类煤柱进行具体的单独计算；2)适用全面性，借助三维地质建模，可以直接忽略进行复杂的地质条件，从更高的宏观角度实现矿井储量的精准计算，这使得其在各类地质条件下均具备良好的适用性；3)数据输出的多样性，所得储量数据，可依据生产实际所需进行针对性的多样化输出，譬如针对单一煤层的储量计算报告或依照采区划分的储量汇总数据；4)优化生产，在计算矿井储量的基础上，技术人员可将相关数据同现有生产方法进行预生产模拟，从而实现对生产方式的改进，提升生产效率的同时确保资源的充分开发，提升矿井经济效益。

2 基于三维地质建模技术的储量计算

依托三维地质建模技术对矿井储量开展计算是一项相对复杂综合性的过程，必须充分参照实地勘探所获得的各类地质信息对井田内各个煤层的分布和容重等进行分门别类的详实计算。三维地质模型储量计算流程见图1。下面以典型的Micromine系统为例，对三维地质建模技术在矿井储量上的应用加以说明。

通常来说，利用三维地质建模技术对矿井储量进行计算可大致划分为三个部分，其分别为地质数据准备、煤层建模、储量计算。

2.1 地质数据准备

地质数据的准备就是对矿井原始地质资料的搜集与整理，将相关数据进行数字化与规范化处理后，构建相应的地质数据库，从而为煤层的圈定、三维模型的构建及后续储量运算提供必要基础。

通常而言，进行矿井储量计算需要涉及众多类别且数量庞大的数据资料，这些资料多依靠地质钻探取得，囊括钻孔位置、岩性分析、煤质检验数据等。在Micromine系统中主要通过三个文件夹对有关钻孔的各类数据进行存储，其分别为：1)钻孔开口文件夹，存储钻孔编号、开孔坐标、开孔深度等；2)钻孔取样文件夹，存储样品号、钻孔起始深度、样品容重、发热量、硫分、灰分；3)钻孔测斜文件夹，存储钻孔编号、测井深度、方位角、倾角等。

Micromine系统能够将上述三个文件夹中的数据进行有效的关联，并对各组数据进行整体的逻辑检验，以确保数据管理的正确性，在此基础上经过检验的数据便会构成软件后续使用基础数据库。

2.2 煤层三维模型构建

本次以线框模型为所构建煤层三维实体模型基础模板，这种模型本质而言为线框—块体混合型模板，通过线框模型实现对所求目标煤层边界轮廓的表达，随后通过块体模型对表示煤层的三维空间进行充填以达成对煤层储量的精准计算。其中线框构建技术是模型构建的基础与关键所在，这种技术本质上是将目标煤层空间轮廓的特征点与采样点进行勾连，从而构成多个多边形，随后将这些多边形再组合成多边形网格从而模拟成所测定目标对象网络边界。最后结合三维空间信息赋予这些边界不同的属性值，使其交互结合构成以三角形面片为基础的三维模型。

2.3 储量计算

在三维地质模型中，多选用距离加权函数算法与克里格算法等对储量进行计算，将一个尺寸固定的小块体作为基础单元，从而构成各种针对性的统计数据，实现对生产作业技术人员的技术决策支持。

在具体运算时，通过搜索椭圆球体的方式对影响区域内的样品进行搜索定义，搜索的数据通常包括方位角、倾角、半径等。在完成相关数据的定义与设置后选用距离反比加权法对构建好的煤层块体模型求差，求得所求目标模型中空白块体品位数值。若一次操作无法实现对所有空块的赋值，则更换搜索半径后进行二次插值，直至所有空块均被赋予容重参数为止。最后将所有容重参数叠加即可获得目标对象的资源储量值。

3 结语

以三维地质建模为依托的计算机技术不仅有助于提升矿井储量计算与管理水平的智能化提升，增强工作效率与质量，而且地质数据作为矿井生产的核心基础之一，其也是今后矿井生产科学开展的有效参考数据，是构建现代化矿山的必要支撑。煤炭企业理应重视相关技术，加大资金与人才投入，通过持续的数据更新和挖掘，进一步完善三维地质模型，使其更好的为矿井持续化发展提供保障。

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The application of computer technology in mine reserves calculation

Yan Feng

(ShanxiCoalGeology144SurveyInstitute,Linfen041600,China)

This paper introduced the advantage of 3D geological model technology in coal mine reserves calculation, from geological data preparation, coal seam 3D model construction, reserve calculation three aspects, elaborated the reserves calculation method based on 3D geological modeling technology, had certain significance to realize the full use of coal resources.

mine reserves, 3D geological model, coal resources, geological data

1009-6825(2016)27-0257-02

2016-07-19

闫 峰(1983- )，男，助理工程师

TP319

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