三维可视化建模技术在矿山设计中的应用

杨 菡

（核工业华东二六七工程勘察院 江西九江 332000）

在信息技术飞速发展的今天，三维矿山工程设计软件开始被合理的运用起来，尤其是在矿山设计和管理中，这种技术的应用价值充分的展现[1]。借助于三维矿山工程设计软件，能够及时的将矿山的三维模型及时的绘制出来，然后运用这种合理化的形式直观展现出煤岩体空间的具体情况，保证将空间的分析功能及时的提升，揭露煤层的基本信息，为矿山三维模型的优化创造优质的条件，给后续工作的开展起到积极的指导作用。

1 三维可视化建模技术对矿山模型的构建

1.1 及时将地表地形的模型逐步建立

结合着实际的项目展开分析，矿山主要是位于东西向炸药库断裂及背阴山断裂间的花岗岩顶部，矿体在花岗岩和T2g51碳酸盐类岩石的接触带，因为能够承受着多种因素的控制，所以具有十分复杂的矿体形态，呈现出层状和透镜状，局部则是呈现出盆状和槽状产出。矿体总体的走向是东西，长约300m，南高北低，倾角主要是伴随着岩体的形态发生一系列的变化，矿体由西向东侧伏，赋存标高是1670～1745m，南北宽度为10～120m，厚度在0.8～22m，矿石的类型多种多样。构建起地表地形的模型应该依照相应的依据，也就是分析地表地形的实际等高线，通过合理的使用三维可视化建模技术中的AutoCAD地形文件，借助于预处理和等高线编辑等具体的操作，运用生成技术使得地形的DTM表面生成，针对于表面的文件适当的进行渲染，在落实了现实化的处理之后，使得完全符合实际地表地形的模型稳步构建，相应的情况便能清晰地展现出来。

1.2 确保煤层的模型稳步的构建起来

为了及时的将煤层的模型构建起来，需要积极的将钻孔数据库加以构建，通过将相关的信息及时的整合，促使相应的信息能够合理的运用到位。控制煤层模型走势的煤层顶底板点往往是取自于钻孔数据库中。借助于现阶段运用到的三维可视化建模技术，适当的利用3Dmine创建出地质数据库，然后依照勘探钻孔的详细资料，分别构建起相应的定位表、测斜表和化验分析表等等。使用合理的提取手段，及时的将钻孔数据库内部的煤层顶底板点加以获取，然后运用基本的克里格算法拟合出煤层顶底板表面的模型，保证逐步的完成单一煤层和全煤层模型的适当构建[2]。

1.3 井下巷道实体模型的适时构建

在三维可视化建模技术稳步利用的过程中，矿山设计工作能够有条不紊的进行，通过适当的借助于相关平台，促使井下巷道实体模型可以适时的构建起来，由此更好的服务于相应的工作。一般来说，井下巷道实体模型的构建方法包含着重要的三种：①手工绘制；②巷道中线法；③巷道腰线法。在具体的生产过程中，井下巷道具有十分明显的特征，主要表现为错综复杂的构成，特别是煤层赋存较差，加之地质构造分布十分广泛且密集，采掘平面图上具有较多的重叠巷道，在具体操作的过程中，若是借助于腰线生成巷道实体难度较大，如果采取的是手工绘制的方案，将无法保证巷道本身的精确性，所以应该在建立井下巷道实体模型的过程中重点做好相应的准备性工作，比如适当的选用巷道中线法生产巷道实体模型[3]。也就是说，在使用相关技术的时候，利用逐个输入巷道顶板导线点的方式，促使巷道底板中线得以绘制出来，然后运用三维可视化建模软件将井下巷道的实体模型及时的完成组合，更加直观且系统的展示出煤层、巷道和地表建筑物之间存有的密切联系，通过将其中任意两个元素加以组合，构建起不同的组合模型。

2 三维可视化建模技术在矿山设计中的应用实践

2.1 井下巷道的开拓设计

若是采取传统的巷道设计方案，往往需要对当前所具备的地质材料和煤炭资源等情况展开详细的分析，依照设计的基本经验和对于现场数据的知晓情况，确定相对于科学的设计方案，之后在具体的施工过程中，运用对巷道掘进设计情况展开相关方案的具体变更，由此保证巷道施工的基本精准度。通过合理的使用三维可视化建模技术，促使相应的模型能够和煤层模型适当的结合到一起，在三维空间中及时的运用开拓设计手法完成对单一工作面的回采设计，运用相应的坐标参数等完成适当的勾勒，保证及时的形成平面巷道线，依照具体的三维立体模型，使得采矿设计参数化，然后也能体现出智能化和可视化的基本特征。对比于传统的设计方案，这种设计技术的运用使得相应的精准度有所提升，同时也大大的提高了设计的速度，从最大的限度之上使得相应的设计工作被优化。首先是将巷道空间位置加以确定，运用垂直于剖面和动态剖面等具体的工具完成相应的画线任务，合理的调整偏移巷高距离，保证底板中线及时的获取，然后完成对巷道成为的合理定位。此外，确定巷道顶板导线点的实际坐标，运用相应的设计手段，促使剖面图能够直接的通过煤层顶板等高线分析出相应的三维坐标，由此便能及时的将其他的坐标加以分析，降低了相应工作量的同时，促使工作的基本效率大大的提升。

2.2 保证设计准确度的控制对策

2.2.1 准确分析相应的影响因素

依照上述的分析能够知晓，在对矿山进行设计的时候，往往可以借助于三维可视化建模技术落实相关的行动，完成基本的巷道开拓设计，为了确保设计更加的准确，需要结合实际情况展开讨论，保证构建起拟真度极高的煤层模型。相关煤层模型在构建起来之后，需要将相应的数据信息加以提取，为之后需要生成的模型打下坚实的基础。煤层模型的真实度高低和勘探钻孔的多少存有较为直接的联系，若是相应的钻孔越多，煤层顶底板的点就会越密集，这样的情况下煤层模型的真实度也能稳步的提升。

2.2.2 应该重点采取的控制措施

为了及时的优化相应的拟合效果，需要适当的运用相应的勘探线完成具体的工作，若是勘探线相邻钻孔煤层位间距获取平均值的方式可以合理的使用，由此适当的判断缺失煤层的基本厚度和具体的深度，从而及时的将部分勘探钻孔煤层数据的缺失问题妥善的解决[4]。此外，合理的利用已揭露煤层地质编录图虚拟勘探钻孔可以完成相应的修正任务，也就是针对于煤层模型展开合理的修正，保证稳步的提升煤层本身的拟合程度，同时也能有条不紊的指导着相邻工作面巷道设计工作。在上文提及了钻孔数据库的构建意义，通过逐步的细化钻孔的间距，使得井田范围中的各个钻孔能够对煤层模型产生的影响程度得到较为科学化的降低，原有的勘探钻孔顶底板点完成相应的转变，妥善的改变以往的起伏趋势，稳步的提升相关煤层的拟合程度，保证更好的符合现场的具体情况，这对于大大的提升三维可视化模型在指导设计上发挥出的使用价值具有较大的帮助。

3 结语

随着信息技术的进步与发展，三维可视化建模技术的应用范围逐步的拓宽，在各个领域都能看到此种技术的身影，通过将其运用至矿山设计中，能够促使相关信息直观的展示，这对于指导着部分工作的开展起到了积极的影响。本文重点分析了矿山三维可视化模型在井下巷道开拓设计等多个方面的实践，通过了解具体的控制方案，促使设计的精准度能够合理的提升，及时将勘探钻孔煤层数据的缺失弥补到位，运用已揭露煤层地质编录图虚拟勘探钻孔完成对煤层模型的有效修正，促使相应的拟合度大大提升，也能指导着其他的工作顺利开展。