3DMine地质建模教材

3DMine矿业工程软件系列教材地质工程师必读(金属矿山类)矿业工程软件系列教程前言地质数据是矿山资源评估和采矿设计的基础，是矿山生产管理的重点。地质数据一般通过钻探、坑探，槽探、物探等手段获得，通过地质编录记录了矿石品位、岩性、断层等分布情况。这些信息对于不同的矿种，不同的矿区是各不相同，但总的来讲，有一些基本信息是必不可少的，例如信息记录中工程名称、取样位置、分析品位以及岩性等等。如何来有效的组织和管理这些信息？在这类的软件中，昀有效的管理办法就是外接数据库来进行存储，同时，在软件系统里建立数据库和中心图形系统内在逻辑联系，通过菜单选择或者鼠标右键功能可以迅速的浏览钻孔的图形，可以通过不同属性的颜色设置显示单个或多个工程的地质岩性、品位、轨迹和深度等数据信息。在屏幕上可以选择容差范围内的数据按照标高生成平面或沿勘探线形成竖直剖面。在剖面上，通过鼠标切换，轻松辅助用户进行数据查询、地质解译和剖面品位计算。通常是通过Excel表格来收集整理这些基础数据。不同的单位在收集这些数据过程中采用不同的格式，有简单的，也有复杂的。形式也有不同，或是电子表格，或是图纸记录表。但是这些数据的基本内容是相同的，不外乎是数据所属工程的名称、工程及样品的空间位置、相关工程的空间信息以及所取得样品的分析和岩性描述。如何将这些不同工程的数据整合起来并为后面的工作随时调用？在3DMine软件中，就是通过数据库的存储方式，对地勘数据按照统一的格式进行收集整理，这样既保证了数据的延续性、准确性，也使得数据与三维空间相结合，可以在三维空间上对数据进行分析和利用。这是3DMine软件中数据处理的重点。基于这些数据的空间关系，同时结合地质理论，矿床成因关系以及矿体的空间分布特点，通过矿体和岩性建模，矿体品位分布以及相关的构造模型，系统全面地对矿床进行分析和模拟，将有助于对矿体空间分布的认识，矿山生产过程的品位控制，矿产储量的动态管理和计算，快速提取地质数据、任意切割平/剖面并形成图件的主要线条等等，都是是三维矿业软件给地勘工作和矿山生产带来的巨大价值所在。在当今信息化高度发展的形势下，结合计算机硬件的普及和矿业软件的功能性，与传统的地质工作手段相比，利用3DMine软件，可以极大地提高数据利用效果和工作效率，让地质师有更多的时间来思考与专业相关的问题，这也是国外三维软件得以广泛应用的原因。为了便于广大地质工作人员能够很好的理解3DMine软件中地质工作的流程，我们特编写了《地质工程师必读（金属矿山类）》一书，将从介绍地质数据库的使用方法入手，分八大章节详细介绍地质工作的内容，即数据类型及其格式、地质数据库、三维可视化建模技术、第1页共56页3DMine矿业工程软件系列教程地质统计学和应用块体模型概念进行品位分布和储量计算等。通过本指南流程式的介绍，希望为地质工程师如何结合自己的工作使用3DMine软件有个清晰的步骤，从而达到融会贯通、事半功倍的效果。3DMine软件在地勘工作中应用是根据矿床类型的不同而有所区别，对于金属矿山来讲，基本流程是差不多，与传统的地质工作中数据处理和工作流程相比，引进了很多新的名词概念，这些已经在3DMine软件《帮助文档》中有详细的说明。本指南是结合实例数据，通过相关的功能进行介绍，当然，不是所有的地质工作都是按照这个流程进行的，这将取决于地质师们对项目的理解和要求而定。在实际工作过程中，还有些特殊要求需要进行针对性的开发与应用，只有这样，才能够真正实现软件为我所用，为我服务的目的。第2页共56页3DMine矿业工程软件系列教程第一章数据类型与格式第一节数据类型与提取针对地勘过程中不同的数据类型，我们在处理时采用不同的方式进行。通常所讲的钻孔数据是主要的类型之一，也是比较容易理解的数据，因此，我们在处理其他类型的数据时，也是将其视为钻孔来对待，从而得到相应的数据表。在3DMine中，处理数据的基本表格是Excel电子表，钻孔的基本信息为：一是定位表Collar（强制性表）工程编号X坐标Y坐标Z坐标昀大深度轨迹这个表存储了每个工程的相关信息，主要包括工程号（Hole_id），起点位置（X/Y/Z坐标），记录工程的昀大深度（Max_depth）和钻孔的轨迹Hole_path。字段Hole_path指的是在工程轨迹摘取时用到的数学法则，表明轨迹的性质（直线linear，曲线curved，垂直的vertical）。同时，还可以根据需要加入不同的字段（如所在剖面线、工程施工竣工时间，区域，或编录人员等等）。其余的字段均可按照要求添加。二是测斜表Survey（强制性表）工程编号测斜深度方位角倾角这个表储存工程的测斜信息，对于钻孔而言比较容易理解，即是被用来记录钻孔的测斜参数，主要字段包括：钻孔编号（Hole_id），测斜深度（depth），钻孔的方位角（azimuth）和倾角（dip）。但实际上，对于坑道和探槽工程来讲，主要是将它们理解为一个特殊的钻孔，不过，其轨迹都按照直线来考虑即可，角度是根据取样位置和方向来确定该线段的方位和倾角。对于没有测斜过的垂直钻孔，测斜表的深度值就是默认值，表明钻孔的起点即测斜深度值为0，方位角为0度，倾角为-90度。注意：方位是指北向为0度，顺时针360度。（如果单位是度分秒的需要转换为度，角度定义向上为正，向下为负）三是岩性表Geology和分析表Sample（非强制性表）工程编号孔深从孔深至分析元素岩性描述这是昀基本的数据信息表，实际工作中，可以将他们合并在一张总表上，也可以按照岩性表和样品表分开，以符合矿山实际工作流程为出发点。以上钻孔的资料，一般都可以从钻孔编录中得到，不过，在过去的资料中，往往省略了第3页共56页3DMine矿业工程软件系列教程一些相同的内容，在运用数据库来管理时，需要将这些资料补齐。对于坑道取样的记录，我们可以理解为沿坑道一帮或两帮的钻孔取样，所不同的是，此时需要得到坑道实测位置图以及巷道的高程，如果是掌子面取样，还需要知道掌子面的方位（与主坑道垂直）。如图在1070中段巷道上掌子面取样633-83，在穿脉右帮取样633-84。此时，可以通过直接在实测巷道图上找到取样位置点（X/Y），根据巷道的底板标高（1070.6），加上巷道的腰高（1米），也就是取样点的标高为1071.6；另外可以通过穿脉巷道的方位，或沿脉的方位换算出掌子面的方位。如果是斜坡道上取样，需要测算斜坡道的角度，以便求出样槽的角度。如下表：第4页共56页3DMine矿业工程软件系列教程编号YXZ长度方位角度633_833682752.684430203.381071.6227.420633_843682756.47430210.841071.615.8100探槽样品的提取和列表与坑道的取样记录一样，将探槽样品的位置和取样间隔理解为一个沿槽帮或底的钻孔处理。这里往往比较麻烦一点的是，刻槽取样的位置是随着探槽的起伏而变化，可能按照角度和方位的变化较多，容易出现错误，一般来讲，探槽编录时，根据对应的控制点而言，位置差别不会太大。竖（浅）井之类的样品记录将其理解为竖直的钻孔，需要确定取样位置和编录信息。对于化探取样结果，如“化探原始数据.xls”，一般来讲，需要确认样品点的平面坐标（即Y/X值），以及相应的异常值（如下表）。在3DMine软件中，可以直接应用复制粘贴功能，将数据转换成线文件“化探数据.3ds”。将异常值列为该线文件的第一个属性字段，通过菜单“表面模型散点形成DTM或者线条生成DTM”功能，可以形成“化探数据.3dm”面文件。然后可以通过菜单“视图带颜色显示实体”即可以对属性1（异常值）进行不同范围值用不同颜色显示。设置如下图：附表：化探异常值表附图：参数设置第5页共56页3DMine矿业工程软件系列教程附图：异常值显示效果图还可以通过菜单“表面模型DTM等值线”功能，形成此异常值的等值线图。相关的操作如下：点击此功能后，左键选择该实体表面模型，将弹出对话框：程序将自动判别出属性字段的值域范围（昀大值和昀小值），确定后即可得到此区域异第6页共56页3DMine矿业工程软件系列教程常等值线，程序将自动在图层中列出以便保存“异常等值线.3ds”。如下图：如果有本区域的三维地形图，则可以将此异常线通过菜单“表面模型点线落到DTM面上”与地形套合在一起，以便与区域地质结合起来。第二节数据文件准备将地勘工作中的工程（探槽、浅井、坑道和钻孔）信息（工程位置、测斜、编录资料、分析结果）通过上述处理过程，在Excel表中进行整理。这项工作实际上就是地质师和编录人员的日常工作之一。在文件夹“实例数据”中“地勘数据.xls”即是某金矿的实际数据。当然，如果地勘工作或矿山地质工作中长期积累的数据不是电子格式，将需要花费较长的时间来处理。在实际工作中，表格的形式并不是固定的，可以根据实际数据和编录方式进行。例如，将岩性信息表与分析表合并在一起，有利于后来的查询和对比。数据库存储方式是目前国外主流三维软件使用的功能之一。通过对勘探数据的收集整理在一起并可以随时调用和显示，并可以进行提取、计算和成图。目前可用的数据库类型很多，3DMine软件中使用的是Microsoft的Access数据库，完全可以满足一般项目的需要。第7页共56页3DMine矿业工程软件系列教程第二章数据库的建立与应用地质数据是矿山资源评估和采矿设计的基础，是矿山生产管理的重点。地质数据一般通过钻探、坑探，槽探、物探等手段获得，通过地质编录记录了矿石品位、岩性、断层等分布情况。这些信息对于不同的矿种，不同的矿区是各不相同，但总的来讲，有一些基本信息是必不可少的，例如信息记录中工程名称、取样位置、分析品位以及岩性等等。如何来有效的组织和管理这些信息？在这类的软件中，昀常用的手段就是通过外接数据库来进行存储，同时，在软件系统里建立数据库和中心图形系统内在逻辑联系，通过菜单选择或者鼠标右键功能可以迅速的浏览钻孔的图形，可以通过不同属性的颜色设置显示单个或多个工程的地质岩性、品位、轨迹和深度等数据信息。在屏幕上可以选择容差范围内的数据按照标高生成平面或沿勘探线形成竖直剖面。在剖面上，通过鼠标切换，轻松辅助用户进行数据查询、地质解译和剖面品位计算。第一节数据库的建立通过下列步骤完成数据库的建立和显示，在操作之前，打开文件“C:\3DMine2009.1\示例数据\实例数据\地勘数据.xls”。第一步：菜单“地质数据库新建数据库”，选择路径并定义数据库名称，如“地质数据”然后保存。第二步：根据原始数据表格中的名称和字段，定义数据库的表名和字段。这里需要说明的是开始时，程序默认的表名为“定位表”和“测斜表”，也就是说强制性的两个表，其中已经确定的相关的字段名。而实际上，还有分析表、界线表、岩性表、矿带表等等。此时需要选中左侧的数据库名，点击右键，选择“添加表”。输入表名称，并按照已知的字段在第8页共56页3DMine矿业工程软件系列教程下部点击右键增加。注意，“As字段是特殊程序命令，因此用As1，同时，数据库字段中不能有除“_”下划线之外的符号”。如下图：填完后“提交操作”，并按照相同的步骤，添加其他的表名，如岩性表、矿带表等等。此时对于“定位表”实际字段要多一些，因此，需要在程序设定的基础上添加。如定位表的字段有：孔号YXZ孔深轨迹水平矿块样品类型施工单位编录员日期矿带此时，选择“定位表”，点击右键，选择“编辑表”从而可以对“定位表”进行增加。点击“提交操作”即可，如下图：第9页共56页3DMine矿业工程软件系列教程至此，所计划使用的数据库已经建立。一般来讲，数据库在建立之初，需要考虑好相关的表名和字段，同时，按照矿区的特点，确定相应的岩性代码等统一要求，以便后期的使用。第二节原始数据的导入数据库建成后，需要将处理好的原始数据如“地勘数据.xls”导入到数据库中。这也是日常工作中昀频繁的内容之一。导入的步骤如下：第一步：“提交操作”之后，直接点击“导入Excel”，需要选择相应的数据文