DGSS-资源储量估算与矿体三维建模系统

iExplorationiExploration--EMEM中国地质调查局发展研究中心中国地质调查局发展研究中心李丰丹李丰丹2010.072010.07资源储量估算与矿体三维建模系统主要内容资源量估算与矿体三维建模系统介绍iExploration-EM培训内容资源储量估算传统方法资源储量估算传统方法矿体三维建模矿体三维建模地质统计学法地质统计学法报告编制辅助工具报告编制辅助工具煤资源储量估算方法煤资源储量估算方法资源量估算与矿体三维建模系统研发背景应用情况软件框架与功能研发背景目前的矿业软件：70年代中期开始，采矿规划及管理软件系统：Micromine、SURPAC90年代，原地矿部的KPX勘查评价储量计算软件、SD方法这些软件的特点：侧重数据采集后的处理，重新组织数据目前还没有从野外数据采集到进行勘查数据的解译、生成三维模型、计算矿产资源储量和进行矿山设计一体化的软件研发背景依托项目：危机矿山勘查项目成果报告编制GIS系统研究矿产资源调查数据处理与综合分析子系统地质调查野外数据采集系统推广与技术支持涉及不同阶段数据采集整理分析、资源储量估算、矿体三维建模等一体化组织与管理的软件（iExploration-DC、DM、EM）需求调研、技术攻关、专家指导研发背景作为数字地质调查软件的一部分iExploration-DC固体矿产勘查数据采集系统(DataCapture)-DM固体矿产勘查数据管理系统(DataManagement)-EM资源量三维建模与估值系统(EstimationandModeling)研发背景2008年8月1日，软件通过了全国危机矿山接替资源找矿项目管理办公室评审参加评审的单位有:国土资源部矿产资源储量司、储量评审中心、国土资源部高咨中心、北京科技大学专家一致认为综上所述，“资源储量估算与矿体三维建模系统”功能全面，可以作为全国危机矿山接替资源找矿项目及其他固体矿产勘查项目资源储量估算的软件工具。同意通过评审，建议推广使用。研发背景推广应用推广应用-培训班推广应用-矿区试点推广应用-矿区试点西藏自治区加查县邦布矿区金矿普查项目西藏自治区墨竹工卡县驱龙矿区铜（多金属）矿详查项目云南迪庆州普朗铜矿首采区地质勘探项目云南省鹤庆县北衙铁金矿区万硐山矿段详查项目福建省上杭县紫金山金铜矿资源储量核实新疆哈巴河县阿舍勒铜锌矿资源储量核实内蒙古三贵口铜矿区南矿段黑龙江省嘉荫县团结沟金矿区陕西南郑县马元—白玉铅锌矿区楠木树矿段Ⅰ号矿体紫金山矿区罗卜岭铜钼矿段、山东招远玲珑金矿田东风矿床171号脉系统组成系统系统总体结构总体结构基础地质数据基础地质数据综合数据管理综合数据管理单工程矿体圈定单工程矿体圈定勘探剖面矿体圈定勘探剖面矿体圈定勘探数据勘探数据三维模型数据三维模型数据储量管理储量管理原始资料管理原始资料管理工程数据管理工程数据管理模型数据管理模型数据管理应用数据管理应用数据管理MapGISMapGIS本地数据管理引擎本地数据管理引擎AccessAccess属性表数据管理属性表数据管理TDETDE三维空间数据管理引擎三维空间数据管理引擎地质统计学储量估算地质统计学储量估算矿体实体块体建模矿体实体块体建模传统法储量估算传统法储量估算采空区管理采空区管理三维显示和分析三维显示和分析报告编写工具报告编写工具储量数据图表输出储量数据图表输出基于无缝一体化技术的数据采集、管理、综合处理与成果表达•数据的继承过程：基于业务流程的无缝一体化数据模型建模技术，保证不同阶段数据交换继承过程－信息完整性，不用重新整理数据•原始数据（地形地质图、数字高程模型、工程编录信息）•成果数据（不同比例尺的勘探线剖面图、矿体投影图、中段图、纵剖面图）•三维成果野外数据采集、成果综合、储量计算和矿体三维建模与表现的全过程信息化和数字流程，多源异构、多尺度、多维动态勘查综合资料数据一体化存储与管理，为危机矿山勘查项目成果报告编制提供了有效工具和平台。不同比例尺地质图件，如地形地质图、勘查剖面图、钻孔柱状图、矿体投影图等，其存储格式主要为MapGIS、JPG、TIF等数据库资料，如工程编录信息，其存储格式多为ACESS文件，少数为文本格式遥感影像，数字高程模型三维建模数据文字与报表，如Word、Excel基于无缝一体化技术的数据采集、管理、综合处理与成果表达数据管理平台，管理多元(多源)异构数据基于无缝一体化技术的数据采集、管理、综合处理与成果表达数据管理平台，管理多元(多源)异构数据原始编录数据组织的灵活性•将原始数据通过勘探线组织•同时管理未加入勘探线的数据(EngPool)•可以生成虚拟勘探线•数据的逻辑检查，保证数据的完整性和一致性基于无缝一体化技术的数据采集、管理、综合处理与成果表达原始资料的交换入库将其他格式数据（TXT、EXCEL等）快速交换到本系统系统同时支持数据的导出成果数据组织•一套工业指标,一个方案,一个独立文件夹提供基于条件表达式的符合多元素、多品级的圈矿模式通过条件表达式对矿石的品级圈定条件进行分类组织然后根据条件表达式、矿石开采指标进行矿石品级自动分类判断和矿段合并。不同条件下单工程矿体自动圈定技术整个设置过程通过圈定指标向导方式来引导矿区工作人员完成这一系列圈定指标的设置不同条件下单工程矿体自动圈定技术•不同矿种的划分：不同矿石类型和矿石品级划分，不同品位条件•矿床综合品位折算（当量问题）：有些多元素矿床品位普遍偏低，无法单独利用因此对矿床元素进行综合利用，根据几种指定元素的品位与折算系数生成新的折算值用于矿体圈定•品位、鞋帽：基于条件表达式解析•不同品级条件下，设置不同的夹石剔除厚度和最低可采厚度•特高品位处理：设置元素品位的上限来对样品进行约束，如果样品品位高于上限值可进行按上限值替换或剔除等处理•伴生元素极限值处理：统计伴生元素有用金属量时最低品位值：在一些有色金属矿矿体圈定与品位统计中，样品中的伴生金属元素品位只有达到了一定含量才会参数有益金属量的统计多金属矿床矿体圈定处理矿石综合品位计算及矿体圈定矿石综合品位计算及矿体圈定很多多金属矿床，主要有用组分含量可能达到了工业指标，也可能与很多多金属矿床，主要有用组分含量可能达到了工业指标，也可能与共生或伴生组分一样，含量较低，均为达到工业要求。对于这类矿床就需共生或伴生组分一样，含量较低，均为达到工业要求。对于这类矿床就需要进行矿石综合品位计算，然后根据该综合品位进行工业矿体的圈定。要进行矿石综合品位计算，然后根据该综合品位进行工业矿体的圈定。系统提供综合品位计算工具，根据元素折算计算公式进行矿石综合品系统提供综合品位计算工具，根据元素折算计算公式进行矿石综合品位计算，根据计算获得的综合品位进行矿体的圈定。位计算，根据计算获得的综合品位进行矿体的圈定。不同条件下单工程矿体自动圈定技术伴生元素极限值的处理伴生元素极限值的处理主矿体中伴生元素的平均品主矿体中伴生元素的平均品位的计算时，必须要考虑选矿工位的计算时，必须要考虑选矿工艺及元素利用等条件，将达不到艺及元素利用等条件，将达不到某个品位要求（通常称之为伴生某个品位要求（通常称之为伴生元素极限值）的样品剔除掉，不元素极限值）的样品剔除掉，不参与伴生元素的平均品位计算。参与伴生元素的平均品位计算。系统主要是要实现基于用户系统主要是要实现基于用户录入的伴生元素极限值，在矿体录入的伴生元素极限值，在矿体圈定时以该值作为标准，进行矿圈定时以该值作为标准，进行矿体伴生元素的统计。体伴生元素的统计。不同条件下单工程矿体自动圈定技术不同条件下单工程矿体自动圈定技术空间与属性交互式单工程矿体圈定基于规则加交互方式的剖面矿体连接过程•直接从野外数据库读取数据动态绘制勘探线剖面图•提供人机交互方式的矿体连接规则，通过对剖面矿体连接过程中的一些基本要求与规则进行参数化处理，基于属性与规则判断建立约束关系，交互式实现工程间矿体连接•面积控制方式和轮廓线控制方式•自动计算品位与面积大小•矿体可根据地形走向和岩体走向用自然曲线连接面积•沿脉坑道的样品的特别处理提供系统自动处理与方便的人机交互方式基于规则加交互方式的剖面矿体连接过程提供多种传统资源储量估算方法应用流程地质块段法、平行剖面法、不平行剖面法、剖面法快速计算、水平断面法、采样平面图法方法应用过程，充分利用GIS辅助工具和三维模拟工具提高计算精度和效率，实现交互式块段连接和资源量的计算动态更新投影图工程与块段信息（加密工程）更新块段体重及储量一套数据，不用重新整理格式，多种方法互相验证27地质块段法储量估算提供多种传统资源储量估算方法应用流程28剖面法储量估算提供多种传统资源储量估算方法应用流程29剖面法快速估算储量投影与计算参数提供多种传统资源储量估算方法应用流程30块段体重设置方式多样性(1)按回归方程计算矿体块段体重(2)按统一默认体重设置(3)按划分块段是输入的体重提供多种传统资源储量估算方法应用流程GIS辅助工具提高图表制作过程的效率•实现从野外数据采集、管理、综合处理到成果图件管理与输出一体化，利用各种灵活工具动态制作地形地质图、采样平面图、工程素描图、钻孔柱状图、勘探线剖面图、矿体投影图、中段图纵剖面图、品位吨位图等•勘探线剖面图：样道、样品品位表、责任表•注记的处理•基于EXCEL的报表输出过程32GIS辅助工具提高图表制作过程的效率33GIS辅助工具提高图表制作过程的效率34完整的地质统计学法估算资源储量的应用流程已实现的方法包括：距离加权反比法、简单克立格法、普通克立格法、对数克立格法、泛克立格法、指示克立格法组合样划分、变差函数计算与拟合过程参数调整的灵活性、储量分级•单工程矿体圈定品位综合边界约束：不同高程范围段的矿体不同高程范围段的矿体圈定。系统提供勘探深度约束设置。可设置不同的开采深度圈定。系统提供勘探深度约束设置。可设置不同的开采深度段，并对开采深度段进行开采类型的划分（地下开采或露天段，并对开采深度段进行开采类型的划分（地下开采或露天开采），同时针对不同的开采类型，设置不同的最低可采厚开采），同时针对不同的开采类型，设置不同的最低可采厚度和夹石剔除厚度。度和夹石剔除厚度。•矿权界线约束•高程约束：统计不同高程范围内储量不同高程范围内储量•断层线约束基于边界约束模式的处理过程不同高程范围内储量的统计不同高程范围内储量的统计实现根据不同的高程范围段（如实现根据不同的高程范围段（如5100m5100m以下，以下，800800～～600m600m之间等）储量的统计功能。之间等）储量的统计功能。例如根据开采中段，统计每一个采掘台阶中矿体的储量例如根据开采中段，统计每一个采掘台阶中矿体的储量（如图下所示）。而在外围接替资源勘查或深部探矿阶段，（如图下所示）。而在外围接替资源勘查或深部探矿阶段，则在储量统计时则只统计新获得的资源量。则在储量统计时则只统计新获得的资源量。基于边界约束模式的处理过程不同开采类型及深度范围内的矿体圈定不同开采类型及深度范围内的矿体圈定随着矿山开采的不断深入，矿山的开采方式也会发生相应变化（如从随着矿山开采的不断深入，矿山的开采方式也会发生相应变化（如从露天开采转为地下开采），此时采矿的开采条件也会发生相应的变化，最露天开采转为地下开采），此时采矿的开采条件也会发生相应的变化，最低可采厚度指标相应的提高，而夹石剔除厚度相应的减小。这就要求系统低可采厚度指标相应的提高，而夹石剔除厚度相应的减小。这就要求系统在矿体圈定时，能够根据不同深度范围、不同的可采厚度和夹石剔除厚度在矿体圈定时，能够根据不同深度范围、不同的可采厚度和夹石剔除厚度进行矿体的圈定。进行矿体的圈定。系统研究实现基于不同系统研究实现基于不同开采类型及不同深度范围内开采类型及不同深度范围内的矿体圈定功能，左图为开的矿体圈定功能，左图为开采类型、深度范围设置界面采类型、深度范围设置界面设计设计基于边界约束模式的处理过程38矿权外储量的扣除基于边界约束模式的处理过程断层构造约束下的矿体面积处理断层构造约束下的矿体面积处理由于