智能矿山综合管控一体化平台建设之三维资源数字化

2024-04-17发布日期
5 min阅读时长

智能矿山综合管控一体化平台建设之

三维资源数字化

智能矿山综合管控一体化平台拟将虚拟仿真和实际场景相结合,通过采用数字采矿软件系统、三维虚拟现实手段,对矿山工业广场、环境景观、车间厂房、地质矿床、生产设备进行三维可视化建模,建立设备工况仿真、骨骼动画的设备行为仿真和人员仿真的生产模拟系统。

实现从矿床模型、地形地貌、井巷工程、采矿工程、生产设备、生产工业流程、生产工业路线等矿山实体对象的全部数字化,三维空间集中展现,在传统矿山基础上构建一个全方位的数字虚拟空间,以拓展现实矿山的时间和空间维度,为各个系统可视化集成提供支撑。同时,实时模拟显示地质资源分布、全部地面设施、作业环境,实时动态显示采场及外部设备运行状态,便于管理人员对作业区域全局管控。

运用三维建模技术

实现资源数字化

利用三维建模软件和三维数字采矿软件平台,实现矿山地表、工业广场、勘探钻孔、矿体、采掘工程、机电设备、通风、排水等生产管理要素的三维建模,实现矿山资源数字化。包括创建矿体实体模型、块体模型;构建矿井三维数字开拓系构建地表三维数字模型等。

利用三维建模软件和三维数字采矿软件平台,实现矿山地表、工业广场、勘探

▲ 三维数字采矿软件建模成果(示意)

1、 矿体三维建模

矿体模型的建立是整个模型建立过程中最重要的部分,建立矿体模型除了可视化、体积计算、在任意方向上产生剖面、与来自于地质数据库的数据相交四种功能外,还有一个极其重要的功能,就是为之后的品位估值和块段分析提供线框约束的基础。

建模过程严格按照国家及行业各种标准及规范进行矿岩分界圈连、尖灭、外推等处理,经分析,其圈连可按下列原则进行:

:见矿工程之外没有其它工程控制时,采用无限外推法确定矿体边界,外推基本控制间距二分之一尖推,作为可采矿层边界;见矿工程之外有其它工程控制时, 采用有限外推法确定矿体边界,有限外推法采用两工程间距四分之一平推。

② 以探矿权边界作为矿体边界

。当探矿权之外有其它控矿工程,或者探矿权之外 无其它工程,但证内工程离探矿权边界距离小于外推距离时,则以探矿权边界作为本次勘查矿体的边界。

:当相邻工程中,一个可采,另一个工程为品位(厚度)低于工业指标要求,则采用内插法确定矿层厚度(品位)点,同时反算该点品位(厚度)。

④ 各插点、推点相连为可采矿层边界

④ 各插点、推点相连为可采矿层边界

▲ 矿体创建过程

▲ 矿体创建过程

基于勘探剖面空间叠加的磷矿层矿体圈连

勘探线间圈连严格遵守矿山地质勘查报告中区域地质及矿床地质成矿规律。

2、块体及品位估值

利用三维数字采矿软件,录入钻孔数据,结合矿山历年地质和勘探资料,建立矿山矿块品位控制模型,摸清矿山中段、采场地质资源空间分布,为矿山合理开采提供精细化地质模型,方便矿山进行储量等管理。

严格按照原始资料整理汇总勘探钻孔数据,形成孔口、测斜、测深、品位的数据表。

严格按照原始资料整理汇总勘探钻孔数据,形成孔口、测斜、测深、品位的数

▲ 地质钻孔孔口表整理示例

按照地质统计学原理进行样品分析、品位估值等。

按照地质统计学原理进行样品分析、品位估值等

▲钻孔样品空间分布分析示例

块段建模是矿床品位推估及储量计算的基础,块段模型的基本思想是将矿床在三维空间内按照一定的尺寸划分为众多的单元块,然后对填满整个矿床范围内的单元块的品位根据已知的样品进行推估,并在此基础上进行储量的计算。根据现场实际情况,下面分矿层创建块段模型。

距离幂估值后,对块段模型应用“模型配色”功能,以不同组分品位高低配色。

距离幂估值后,对块段模型应用“模型配色”功能,以不同组分品位高低配色

▲ 基于地质统计学完成品位估值

▲ 多维度地质储量统计

井巷工程三维建模

以采掘工程平面图或通过转换构建井下三维采掘工程模型,根据采掘工程图及生产接续计划等制作采场、采空区等三维模型。从而构建矿井完整的三维数字开拓系统。

可以根据各类实测数据进行巷道中心线、帮线处理,确保巷道断面、坡度、标高的准确性。巷道实体法线统一、分布均匀。模型支持不少于200万实体三角片数。

矿井开拓系统三维建模

地形三维建模

利用卫星遥感影像、无人机航拍正射影像图、数字高程模型建立矿区地表模型,使用无人机倾斜摄影建模技术建立工业广场、充填站、变电站、地面建筑和其它地理要素模型,然后在三维GIS中建立三维场景。

1)地表模型范围覆盖办公区、工业广场、充填站、主通风机、变电站、应急柴油发电机房、地面建筑、坑口、主要道路及其它地理要素区域。

2)结合地形图等高线、测量碎部点进行标高核准。

3)面片分布均匀,面片总数不少于100万。

▲地形三维模型成果(示意)

需要同类建设方案?

提供行业、场地与预算信息,3 个工作日内出具方案与配置清单