[发明专利]构建矿体中段分层图和三维模型的方法

说明书

技术领域

本发明涉及地质建模领域，更具体地讲，涉及一种构建矿体中段分层图的方法和构建矿体三维模型的方法，所述方法尤其适用于快速构建复杂矿床的二维、三维地质模型。

背景技术

在目前的采矿技术中，地质报告仅会提供关于某矿体的纵剖面图（勘探线剖面）以及少量的几张水平剖面图（也被称为中段平面图或中断分层图），但是这些图远远不能满足生产需要。尤其是随着计算机计算技术的飞速发展，许多矿山对地质资料的处理提出了更高的要求，即，需要获得每个开采深度或高度的剖面图（二维模型），甚至是三维地质模型。目前，主要采取两种方式来根据已有的地质资料建立矿体的二维、三维地质模型。

第一种方法为：根据纵剖面图中矿体的对应关系建立三维地质模型，然后对三维地质体或者三维地质模型进行空间切割，得到中段平面图。该方法适用于矿体赋存简单、相邻勘探线剖面之间对应关系不复杂，勘探间距小的矿床。然而，该方法由于剖面间距较大，而且是提取剖面矿体周线的拐点坐标建立封闭三角面来代表三维地质体的空间形态，因此容易造成相邻矿体之间存在空隙与重叠，违背地质规律，由此三维地质体通过水平切割得到的水平分层图，矿体之间存在空隙与重叠较为严重，甚至不能用于采剥工程量的计算。造成这一结果的原因是在构建封闭三角面时，原则上两个三维地质体的相邻三角面在空间上应该共面，由于在剖面上获得的矿体周线的拐点坐标不一致，因此导致两三维地质体的相邻三角面在空间上不共面，造成了空隙或重叠。另外，对于复杂矿床来说，相邻勘探线剖面之间的矿体的对应关系不强，需要在两个相邻勘探线剖面之间对矿体进行人为尖灭的矿体较多，人工工作量较大，因为两勘探线剖面的间距通常较大，矿体的延伸形态并非是直的，而是随构造应力等因素的变化成扭曲的形态。由于这些因素的影响，导致使用市面上主流的矿业软件建立的三维地质模型与中段分层图往往失真，不能满足矿床开发的需要，后期生产勘探的资料难以与以前建立的三维模型融合。储量一旦升级，就必须重建整个三维模型，工作量大，导致软件的使用极其不方便，因此该方法在复杂矿床中实用性不强。

与第一种方法相反，第二种方法首先是通过对纵剖面图进行坐标旋转、对纵剖面图中的矿体进行卡点等系列步骤得到勘探线剖面在某水平面上的矿岩分界线（传统方法是用尺、圆规或者CAD手工卡点）。由于不共面的两空间平面的交线为一条直线，因此该矿岩分界线为线段，这里也被称为“切割线”，即水平面切割纵剖面得到的矿岩分界线，因此该矿岩分界线的空间位置与纵剖面空间位置对应，“切割线”的两端点为矿岩分界点，由相邻勘探线纵剖面上的一条或者几条“切割线”构成对应关系，形成矿体的平面形态，即水平剖面图，再由相邻的水平剖面图形成矿体的空间对应关系，进而形成三维地质模型。这种方法建立的三维模型由于水平间距小于勘探间距，因此形成的空隙与重叠没有前一种方法的大，建模效果优于前一种，而且模型易于维护。但是在本方法中，有两个难点导致作图员工作量大，而且对地质的认识程度要求较高，否在极容易作图出错。第一、关于“切割线”的创建与对应关系，首先，“切割线”的创建需要进行卡点，坐标旋转等系列步骤，人工劳动量极大，而且，寻找相邻剖面“切割线”的对应关系要求较高，它们除了岩石类型、品级等要相同外，矿体的走向、倾向必需与地质资料相同，空间上必须连续，因此要求作图员对地质的认识程度较高，工作量大。其次、相邻水平剖面图中矿体的对应关系也必需象相邻勘探线的“切割线”的对应关系一样，满足地质规律要求，只有相邻水平剖面的矿体也对应，才能建立三维地质模型。为了解决这一技术难题，矿业软件开发商采用了“模糊数学”等的各种方法参与运算，然而绝大多数都最终因为地质的复杂性及各矿山成矿规律的不同而宣告失败。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种利用相邻“切割线”以及相邻水平剖面的矿体对应关系构建中段分层图和三维地质模型的方法，从而能够达到快速建立二维、三维地质模型的目的。

本发明的另一个目的在于提供一种能够保证相邻矿体之间无空隙与重叠的构建三维地质模型的方法。

根据本发明的构建中段分层图和三维地质模型的方法适用于快速构建复杂矿体的中段分层图、三维地质模型。

根据本发明的一方面，提供一种构建矿体中段分层的方法，该方法包括如下步骤：以图元的形式数字化所有纵剖面图和水平剖面图，并给每个图元赋予含有ID的扩展数据；

对所有纵剖面图进行坐标变换；

利用已知的中段分层图切割所有纵剖面获得一组切割线，并使所述一组切割线具有相应图元的扩展数据；