地质工程师必读.pdf

3DMine3DMine矿业工程软件系列教材矿业工程软件系列教材地质工程师必读地质工程师必读金属矿山类金属矿山类 www.3DM www.3DM 2009.12009.1 3DMine 矿业工程软件系列教程前言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，最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章数据类型与格式第一节数据类型与提取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定位表 Collar（强制性表）工程编号 X 坐标 Y 坐标 Z 坐标最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），记录工程的最大深度（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岩性表 Geology 和分析表 Sample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最基本的数据信息表，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 Y X Z 长度方位角度 633_83 3682752.684 430203.381071.62 27.42 0 633_84 3682756.47 430210.841071.615.810 0 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（最大值和最小值），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，最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 Y X Z 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。这也是日常工作中最频繁的内容之一。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件名，从表中选择指定的表单“定位表” ，从而可以看见相应的数据导入到列表中。注意，在 3DMine 中有多种导入数据的方式，这里选择直接导入 Excel 文件，其他的方式，将在帮助文档中说明。第二步将数据文件与数据库进行名称匹配，选择“导入”即可完成。注意，用此功能导入数据时需要将原始数据表关闭。确保数据表中没有“空格” 、不合法的符号“-” “”或者全角数字，时间格式（1990-1-1）等等。第 10 页共 56 页 3DMine 矿业工程软件系列教程依次完成测斜表、分析表和岩性表的数据导入。出现任何错误提示时，需要对原始数据进行查找。第三节数据库的应用第三节数据库的应用数据库建立完成之后，即通过 3DMine 三维显示平台将数据库与图形结合起来，可以直观地浏览每个工程数据的详细信息，包括空间位置关系、数值和相应的形态。这就是数据库的应用范围。 1、1、三维显示三维显示在菜单“地质数据库钻孔显示显示钻孔”下或者在左侧层浏览器右键点击数据库文件，选择“显示钻孔” ，即可弹出下面的对话框第 11 页共 56 页 3DMine 矿业工程软件系列教程在只显示轨迹的颜色、孔号和字体大小的情况下，所看到的图形如下 2、2、显示风格设置显示风格设置显示钻孔时，我们不仅仅需要浏览工程的轨迹，更重要的是需要查看具体的岩性、取样位置和分析品位等信息。这时，需要对显示属性进行风格定义。在菜单“地质数据库钻孔显示定义钻孔显示风格” ，填写下列对话框第 12 页共 56 页 3DMine 矿业工程软件系列教程选择所要定义的字段，点击右键，对于数字型的字段，将可以添加风格，也可以自动得出数值范围；对于字符型的字段，将自动显示出所有字段的名称。然后，根据不同的字段（元素）的不同含义定义不同的显示风格。如，金元素的边界品位为 o.8g/t，工业品位为 3g/t，生产品位为 5g/t，从而，定义金的品级范围是 0-0.8；0.8-3；3-5；5 以上，同时，还要在 “图形颜色”中定义出不同的显示颜色，（如下图）。相同的方法，可以对任何字段的属性进行显示风格定义，一旦设置完成，程序将记录下来，以后将不需要设置。 3、3、品位和岩性信息品位和岩性信息第 13 页共 56 页 3DMine 矿业工程软件系列教程设置显示风格后，即可以对所选择的显示对象运用相应的风格显示。一般来讲，是指岩性代码和分析品位，既可以是图案颜色，也可以是数字标注，选择“钻孔显示” ，如下图显示结果为 4、4、数据提取数据提取钻孔数据库形成之后的一个重要应用就是数据的提取，这里，主要有两种一是组合样品的提取，主要是对钻孔数据的应用必须是线文件而不是直接用数据库，也就是需要通过提取功能，将样品信息提取到线文件中。组合样是利用数据库中的信息进行的提取与应用，主要有两种方式一是根据矿带（岩性带）进行的等长样品或中点的长度加权第 14 页共 56 页 3DMine 矿业工程软件系列教程组合，另一种是根据边界品位进行的等长或中点进行的加权组合。其结果均可以属性保留到点文件中，以便进行分析和计算。详细内容将在第五章介绍。另一个是特定矿层（如煤层或构造）的顶底板点的提取。如打开数据库 “ C\3DMine2009.1\示例数据\练习数据 2\数据库 2.mdb” ，此数据库中岩性表中有两个典型的岩性字段 6 和 8，而且每个孔都有，如果我们理解为某隐伏岩体（矿层），这样就可以通过提取顶底板点的功能形成相应的散点文件，从而可以建立层状表面模型或岩面模型。其步骤为从菜单“地质数据库煤层数据提取底层顶底板点”并填写下表 “确定”后，在图形窗即可看到从每个钻孔上提取的顶板点的位置和该层的厚度值，同时在左侧的层浏览器中自动生成“6 顶板”层，以便保存和编辑（如右键点击“6 顶板” ，保存该层为“顶板 6.3ds” ）。如图第 15 页共 56 页 3DMine 矿业工程软件系列教程第三章地质剖面形成与解译第三章地质剖面形成与解译在上一章完成了数据库的建立和导入，在图形系统中可以显示出样品所代表的工程位置和品位分布。我们在实际工作中，通常是绘制工程平面或剖面图的工作也就交给计算机来完成。本章主要是通过数据库切制平/剖面，在确定品位级别的前提下，在剖面对矿岩界线进行圈定形成一系列的闭合的多边形矿岩界线，通过剖面的解译结果，为运用三角网联结方法形成矿体或岩体的立体模型，这也是通常所说的三维建模的第一部分。将数据库与三维模型共同显示在图形窗，然后，任意切制平面或剖面，并可以得到相应的工程位置和矿岩界线，如果是手工绘制，往往比较费时费力，但在 3DMine 软件中就非常方便和容易，这也是与其他的二维软件的最大区别。第一节剖面准备第一节剖面准备首先，连接数据库，直接点击数据库文件，推入到图形界面，左侧层管理器中可以看到数据库以及路径。或者从主菜单“地质数据库连接数据库”即可找到相关数据库。其次，通过“钻孔显示”相关岩性以及品位信息。这也是我们通常处理地质工程数据的第一步。第三、通过软件中切制剖面的功能，将一定容差范围内的工程投影到当前的剖面上。切制剖面之前，需要将图形窗口的三维图形至于 XY 平面状态，然后在平面上，点击图标第 16 页共 56 页 3DMine 矿业工程软件系列教程 “”或主菜单“创建剖面创建剖面”功能，弹出如下对话框，确定有手动选择剖面位置，同时，确定剖面间隔 50 米，两侧容差范围是 15 米（即剖面两侧各 15 米范围内的工程数据投影到该剖面上），平面位置如下显示平面位置的结果如下显示的剖面结果如下第 17 页共 56 页 3DMine 矿业工程软件系列教程在 3DMine 软件中可以切制任意剖面，如果需要沿着指定的勘探线剖面来切割剖面，如何处理呢首先需要知道矿区勘探线坐标（注意只需要勘探线两端点的坐标）如文件“剖面坐标.xls” 。通过 “复制 Excel 数据在 3DMine 图形区从剪贴板粘贴线条” 功能，形成线文件，保存为“勘探线.3ds” 。第二步，在菜单“创建剖面创建勘探线”功能下，导入文件如下这样就可以将勘探线的信息存储起来以便在切制剖面时选择，只需要在切制剖面时，选择 “指第 18 页共 56 页 3DMine 矿业工程软件系列教程定勘探线”并选择勘探线号皆可。如下图第二节矿岩界线解译第二节矿岩界线解译形成单个剖面后，在剖面上可以根据岩性、品位分布或构造等特征来解译矿体界线，从而形成一个完整的剖面界线图，并且要求每个矿体界线或岩性界线必须是闭合的（构造线可以是开放的）。不过，这里需要说明的是，对于金属矿体来讲，都需要地质师运用综合信息对矿体进行圈定，对于复杂的矿体而言，计算机是不可能自动圈出合理的矿体（层状矿体除外）。同样的方法，根据不同的勘探线间距，完成一系列的剖面矿体界线的解译工作。在圈定界线时，通常锁定在二维平面上，这是 3DMine 软件的重要特点之一，即是完成剖面切制之后，程序自动进入“剖面状态” ，也就是在当前的位置上，软件将数据理解为平面位置，从而可以在平面上进行处理。同时，通过中键移动放大不同的区域，通过捕捉到点的模式，所划的线条将是准确通过品位点或界线点。每次圈定时，最后的一点通过右键选择闭合完成解译工作。圈定时，需要利用“创建”中的画线、画点以及其他的功能，在此不再演示。如解译 60 线剖面时，解译的结果如下第 19 页共 56 页 3DMine 矿业工程软件系列教程类似的方式，分别按照勘探线间距（向前移动或向后移动剖面的方法），解译出一组剖面线图。并将所有剖面线文件保存为“矿体线.3ds” 。如下图注意在解译矿体界线时，一般是按照圈定规则进行，边界品位指标、夹石剔除厚度和外推原则，这些工作都需要在地质师的分析指导之下完成。第 20 页共 56 页 3DMine 矿业工程软件系列教程第四章地质建模的方法与技巧第四章地质建模的方法与技巧地质模型，通常意义上包括两种类型一是表面模型（DTM），典型的特点是空间曲面模型，如地表地形、煤层和构造面模型。就如同在线框模型上蒙了一层外皮，使几何形状具有了一定的轮廓，但模型中缺乏体积的概念，如地表模型。另一个是线框模型，如地层、矿体和采掘带模型。封闭的几何表面构成了一定的体积，形成了几何形状的体的概念。无论哪种体模型，普遍采用的是用不规则三角网（TIN）来逼近实体的表面形态，而生成 TIN 的方法则主要采用 Delaunay 三角形连接法。在矿山领域，建立实体模型时，采用的数据大部分来自地质勘探平、剖面图及地形图，这些界线点与样品的空间位置和剖面解译以及按照有关外推规则密切相关。在矿体模型创建过程中，矿体的形态迥异，复杂程度不一，特别是矿体具有分支复合现象，同时，软件中相关功能操作方式直接影响建模的效果。在 3DMine 软件中矿体建模功能中集成了当今先进的三角网建模手段，运用控制线和分区线联合方法，对象的选择方便，对任意形态的物体，通过一系列的散点或剖面创建地质模型。步骤少、易于操作和简单直观完成建模是 3DMine 软件的重要特点，这也是本章的主要介绍内容。第一节矿体模型概念第一节矿体模型概念通过上述工作完成的一系列剖面界线，保存后形成某个矿体剖面界线文件（如矿体线.3ds）。注意在实际矿体解译过程中，往往会出现矿体的分枝复合的情况，这需要对矿体的空间位置有较好的理解和分析，并通过软件将这种结果表现出来。实体模型（也叫线框模型）是一个三维的数据三角网，是用来描述三维空间的物体，是 3DMine 三维模型的基础。实体是一个封闭的面，不同于 DTM 它有内外之分。线框模型是由一系列在线上的点连成内外不透气的三角网，三角网由一系列相邻的三角面构成，由这些三角面包裹成内外不透气的实体。这些三角网在平面视图上肯定有交迭，但在三维空间中，任何两个三角面之间不能有交叉，重叠，任何一个三角面的边必须有相邻的三角面，任何三角面的三个顶点必须依附在有效的点上，否则实体是开放的或无效的。三角网算法用一系列的点和线，三个点之间连成面，所有面的集合来反映物体的轮廓，采用什么样的算法使得三角面的集合最能反映物体的轮廓，这就是三角网算法解决的问题，最主要的有最小表面积，等角形，均衡长度等算法。验证如果连成实体的各三角面存在自相交，无相邻边，重复边，无效边，则实体不是第 21 页共 56 页 3DMine 矿业工程软件系列教程一个有效实体，无效的实体不能计算体积，无效实体必须进行编辑但可以进行空间约束。线框模型用来描述矿体（矿体模型），巷道（工程模型），硐石，采场，采掘带等。线框模型不仅仅描述物体的轮廓，还具备以下功能快速计算体积和表面积任意方位的切割剖面可用于空间约束，如内外的约束体之间，体与面可进行交，并，差运算与地质数据库相交。第二节连接三角网参数设置第二节连接三角网参数设置建立矿体的方法剖面线法各勘探线矿体剖面末端封闭矿体剖面线之间连三角网验证在创建矿体模型之前，首先需要对连接三角网的参数做一些设置，下面分别作详细说明使用什么样的算法使得三角面的集合（即三角网）最能反映物体的轮廓，这就是三角网算法解决的问题。3DMine 软件收集了目前国际上通用的三种算法最小表面积法，等角度法，距离等分法。遇到复杂矿体时，往往需要借助一些手段帮助连接 1）使用坐标转换 1）使用坐标转换当两个需要连接三角网的闭合线条形态相似，但空间错位太悬殊时最好使用坐标转第 22 页共 56 页 3DMine 矿业工程软件系列教程换再进行连接，这样做的好处在于，软件将自动将其上下左右对齐连接，然后将对齐连接后的模型按照两个闭合段的原空间位置进行“牵拉” 。 2）使用控制线 2）使用控制线连接矿体时，地质师根据矿体的赋存情况，需要人为的加以控制，将地质思想用软件体现，比如规定哪个点必须要和哪个点相连。控制线的创建可沿矿体走向，用若干根线连接起来即可。注意控制线不能交叉，且控制线在两个相邻段之间中间不能有另外的点。 3）使用分区连接 3）使用分区连接对于复杂矿体如发分叉矿体，需要使用分区连接来实现。3DMine 软件中设计的分区连接操作非常简单，运用开关选择，步骤少，实现效果佳。 4）自相交检测 4）自相交检测在连接两段的过程中，一旦出现三角网自相交的情况，会自动拒绝连接，并显示出现自相交三角形的位置。第三节矿体模型的建立第三节矿体模型的建立一、剖面线间连实体一、剖面线间连实体几种最基本的简单矿体连接方法 1．线之间连三角网调入文件“C\3DMine2009.1\示例数据\实例数据\矿体线.3ds” 运行菜单 “矿体模型连接三角网线之间连三角网”在若干剖面线条之间联结三角网，选择后将弹出如下对话框使用不同的实体号来区分不同的矿体（或不同的连接）,在此我们可以任意输入一个新的体号比如 1、2、3 等选择任 2 个需要连接三角网的剖面线（注意连接部分），产生如下结果第 23 页共 56 页 3DMine 矿业工程软件系列教程 2．线到点运行菜单矿体模型连接三角网线到点运行该命令后，输入需要创建的体号依次选择需要连接成三角面的线条和点（线和点不在同一直线上），连接后第 24 页共 56 页 3DMine 矿业工程软件系列教程 3、使用分区连接功能开关选择，对于两个剖面矿体界线的变化较大以及出现分枝复合的情况，在剖面间连接矿体模型时往往是需要人工干预，增加分区线或控制线，从而保证矿体模型的合理性。在实际操作时，这一部分是比较难的，需要有较好的空间理解能力，同时需要对矿体的特征如分枝复合规律有所了解，这也是为什么只有在地质师的理解下才能完成的工作。目前的几款国外软件中，只有 Datamine 软件应用了此类手法，应该说是比较方便和合理的，这也是 3DMine 软件所具有的特点。如下图，两组剖面的矿体界线有明显的分支和复合且形态变异的特征。通过将其中一个剖面线（待分开）用分区线合理分开，一般是中间位置，将两组剖面用分区线对应连接（如下图蓝线 2 所示），连接时必须是捕捉到点上。再打开“使用区域”键第 25 页共 56 页 3DMine 矿业工程软件系列教程然后使用“连接三角网线之间联三角网”的功能分别连接即可（如图）二、矿体模型的合并二、矿体模型的合并在上述过程中，通过连接完成的三角网是赋入不同的体号，表现为不同的颜色，一方面，在连接时容易区分，另一方面便于编辑修改（3DMine 中选择集的应用）。显示所有实体如下第 26 页共 56 页 3DMine 矿业工程软件系列教程最后，当连接完成之后，需要合并成一个完整的矿体，需要此功能。通过菜单“实体模型实体编辑合并三角网为一个实体”后，左键框选所需要合并的实体，赋予新的“体号” （如 “9” ）即将所有连接的不同部分的体合并成一个实体，并通过选择所有图形，点击右键，选择“保存选择集”后，将上述文件保存为“矿体 1.3ds 和矿体 1.3dm” 。第四节层状模型的建立第四节层状模型的建立经常有人问计算机软件能否圈定矿体的问题，一般来讲，对于金属矿体，由于其成因和形态的不同，很难用软件自动圈定。但对于层状矿体，如沉积型的层状矿体磷矿、锰矿和铝土矿，以及最常见的煤矿等等，是可以通过层状矿体的顶、底板点的提取，然后，形成顶、底板面并形成矿体的模型。下面以一个实例介绍建模的过程。第 27 页共 56 页 3DMine 矿业工程软件系列教程第一步打开数据库“C\3DMine2009.1\示例数据\练习数据 2\数据库 2.mdb” 。注意分析此数据库的岩性表中，比较明确的记录是岩性代码为“6”和“8” ，这也是使用该功能的前提。如下表，编辑岩性表时所显示的记录。第二步提取矿层顶底板点。进入主菜单“地质数据库层数据提取底层顶底板点” ，点击后弹出对话框，运行两次，分别并选择填入相关的选项确定后，相应形成“6 顶板”和“6 底板”的层文件，分别保存为线文件“6 顶板.3ds” 和“6 底板.3ds” 。如果显示出数据库和岩性，可以看到点文件与工程的位置，同时显示该矿层的厚度值（此值将写入点文件的属性 1 中），如下图第 28 页共 56 页 3DMine 矿业工程软件系列教程第三步分别形成顶底板的内差点。这里可以将保存的顶底板文件点直接调入后炸开成散点并通过“表面模型功能”生成，但实际上，这些散点的间隔不等，而且形态上不是渐变的数据。因此，为了使得表面更为合理，需要对上述点文件进行内插点的处理。打开“6 顶板.3ds“文件，选择主菜单“表面模型距离幂次网格加密”后，弹出对话框并“获取层范围” ，同时确定内插网格间距为 5 米 “确定”后在层浏览器中，自动形成“距离幂次反比网格” ，并在图形窗口中形成如下的图形。将原来顶板点与后来形成的内插点选择合并后形成文件“顶板 6.3ds”线文件。同样的过程，形成内插文件“底板 6.3ds” 。第 29 页共 56 页 3DMine 矿业工程软件系列教程第四步形成顶底板的表面模型。打开上述过程形成的文件“顶板 6.3ds” ，选择主菜单“表面模型散点生成 DTM” ，即可完成，相同的步骤，生成“底板 6.3ds”的表面模型并分别保存为体文件“底板 6.3dm”和“顶板 6.3dm” 。如下图（注意此时形成的表面模型在边部形成多余的三角网，可以通过一个边线框裁剪，也可以直接删除这些三角网）。第五步生成表面模型的边框线文件并相应连接形成矿体模型。打开体文件“底板 6.3dm”和“顶板 6.3dm” 。选择菜单“表面模型生成 DTM 边界线”分别选择顶板面和底板面，并相应生成边界线，最后通过菜单“实体模型连接三角网线之间连接三角网” ，设定为“8”号体，连接的结果如下第 30 页共 56 页 3DMine 矿业工程软件系列教程注意完成后保存此矿体文件时，需要用选择集的方式，将不同图层的文件合并即可。第五节实体模型的应用第五节实体模型的应用一、实体验证及处理方法一、实体验证及处理方法如果组成矿体模型的各三角面存在自相交，无相邻边，重复边，无效边，则该矿体模型实体不是一个有效的实体，无效的实体不能进行计算体积，空间约束，逻辑运算等。无效实体可以通过编辑使其符合各约定，才称得上有效实体。无效实体分为自相交边三角面产生相交，不符合空间关系。开放边实体中发现有三角面无相邻边，即内外不封闭。重复边两个三角面连接了相同的三个点。无效边一个三角网的边有两个以上的相连边。注意构成三角面的三条边长必须都大于 0.05 米，如果连接三角网的相邻两个点之间的距离小于 0.05 米，则必须清理掉距离小于 0.05 米的重复点，否则连接时容易出现自相交的情况。二、计算体积二、计算体积任何一个体模型，都有其体积或者面积。在软件中，使用相关的算法，程序很快报告出相关体积或面积，这是计算机软件的最大优势。在 3DMine 软件中，对于体积的报告更为便捷，使用选择集的概念，可以求出任意指定矿体模型的体积。其结果在信息栏中报告出来，操作过程选择主菜单“矿体模型计算体积” ，根据提示，点击指定实体即可得到出总体积，