基于MAPGIS的乌龙泉矿数字化信息平台建设.pdf

文章编号1008 - 7524200909 - 0028 - 04 基于MAPGIS的乌龙泉矿数字化信息平台建设 Ξ 吕垒,叶义成,王幼珠,李莹莹 武汉科技大学资源与环境工程学院,湖北 武汉430081 ; “冶金矿产资源高效利用与造块” 湖北省重点实验室,湖北 武汉430081 摘要以乌龙泉露天石灰石矿为研究对象,借助MAPGIS软件建立了采场数字化矿床模型。利用三维模型,可以 准确地描述矿体的空间分布和位置关系;为矿山生产采剥进度计划编制选择采区位置、 矿岩量计算、 运输路径优化等 提供了可视化信息平台。同时,也可以作为矿山长期规划和生产经营战略分析的基础。 关键词石灰石矿床;MAPGIS;数字地表模型;三维可视化; 中图分类号P628. 3 ;TD04 文献标识码A 0 引言 矿山开采规模的不断扩大和开采条件的日益 复杂带来了矿山开采过程中的数据和资料扩大化 和复杂化。如何对这些数据和资料进行综合整理 和分析,是现代矿山信息化需要解决的问题。矿 山采场的模拟技术[1]是矿山信息化的一个主要 方面。本文运用MAPGIS软件对乌龙泉露天矿 采场的数据和资料整理和归纳分析,利用三维可 视化技术将矿山模型形象的显示,并通过模型对 矿山的开采进行更加深入的分析研究。 1数字化矿床模型研究现状 近年来,我国矿山矿床模型的模拟应用虽然 有了较大的发展,但总体情况仍不乐观,国内还没 有真正利用矿床模拟模型来管理信息、 辅助设计、 模拟分析和解决工程问题,但其应用需求却很急 迫。地理信息系统和矿业系统的不断融合,加快 了矿山信息化的发展。 部分发达国家已经开发出了具有代表性的矿 业专用软件,如加拿大的Gemcom、 美国的Min2 sight、 英国的Datamine、 澳大利亚的Micromine和 Surpace等,并在许多国家有所应用,例如德国的 露天煤矿使用GIS设计工作面作业计划、 矿物运 输线路及矸石的堆放位置等等。在我国, GIS在 矿业应用方面也取得了一定的成就,例如3Dmine 软件成功的开发。但是,在国内矿山中的应用还 的很大的差距,还不能很好地在矿山开发的相应 工程中应用。 地理信息系统 GIS是以采集、 存储、 管理、 分析和描述整个或部分地球表面包括大气层与 空间和地理分布有关的数据的空间信息系统[3]。 MAPGIS是一个集当代最先进的图形、 图像、 地 质、 地理、 测绘、 计算机科学于一体的大型智能软 件系统。在矿山地质工程中,主要通过将扫描图 件用点、 线、 面进行矢量化,保存为MAPGIS软件 下的点、 线、 面文件以及合成工程文件;它具有多 源地学数据的采集与集成;数字地图的编辑制作 与出版;地图信息系统的建立;多源地学信息的综 合分析;地学过程的模拟、 分析预测等功能[4]。 MAPGIS软件除了具有通用GIS软件的基 本功能以外,与通用GIS软件相比较,功能更强 大。MAPGIS软件具有丰富的系统色彩,可以对 不同的矿石进行区分;有强大的图层管理器,对不 同的目标进行分层管理;制图精度高;有多种数据 接口,可以实现多源数据的共享;进行空间分析和 三维实体的迭加分析;利用GRID模型进行储量 计算等。 82 试验研究 IM 直接生成三角剖分网;生成约束三角剖分网。 结合乌龙泉矿的基础资料,经比较选用生成 约束三角剖分网图1 ,其主要特点是约束边界 条件和限定高差范围,有利于更好的建立矿山模 型。 图1三角剖分网 92 试验研究 IM 从三维可视化图 形中可以清楚的观察到乌龙泉矿43 m、55 m、67 m、79 m、91 m五个水平台阶,各个分层台阶的分 布范围和位置关系,91 m台阶和43m台阶的范 围较小,55m、67m、79m水平台阶的范围较大;各 个台阶水平上的凹凸情况;79m水平台阶上的开 段沟的掘进情况;相邻台阶坡面的特征和采场的 开采现状。 图2 采场数字地面模拟模型 2. 3. 3矿体分布 乌龙泉石灰岩白云岩矿为典型的沉积型层状 矿床,矿床规模大。由白云岩矿层、 浅色石灰岩和 深色石灰岩组成。首先,根据矿石在矿体中的空 间分布圈定出矿石的范围,提取圈定矿石范围的 线文件进行编辑、 自动剪断线、 清楚重叠坐标、 自 动节点平差、 拓扑检查和拓扑重建,建立区文件, 用不同的颜色来充填不同的矿石区域。通过矿体 的数值建区处理,可以更加直观的观察矿床中矿 体出露的分布情况。图3即为在对乌龙泉表面矿 石分布情况分析研究的基础上,对地表不同矿石 区域的数字化处理后所得到的矿体二维分布图。 图中清晰的反应了C2h1、C2h3- y、C2h1J、P1q1、 C2h2、C2h3- L等不同石灰石的分布位置和相互 关系。 图3矿石二维分布图 为了更加形象具体地观察矿体在整个矿床中 的分布,在数字高程数据进行三维可视化后,将形 成的矿体分布区文件添加到三维可视化模型中得 到的矿体三维分布图如图4所示。从图4中可 清晰反映各岩层。从而可以在三维状态下,更加 直观形象的了解矿床各个分层阶段中矿体的分 布、 各种矿体的相对位置、 夹石的分布规律和采场 开采现状。根据矿体、 夹石的分布以及矿床开采 现状,制定合理的采剥生产进度计划及其优化的 决策与管理。 图4 矿体三维分布图 3 采场数字地形模拟模型的应用 乌龙泉矿的三维模拟模型,对矿山经济、 技 术、 管理等方面有很大程度的提高和指导意义。 该模型在乌龙泉矿建设中的主要应用表现在如下 几个方面 a.宏观、 多角度地认识矿体露头分布特征 乌龙泉矿东区东西向跨度大,目前尚处于正 地形开采,采用传统的方法和手段无法全面、 多方 03 试验研究 IM Hubei Key Laboratory for Efficient Utiliza2 tion and Agglomeration of Metallurgic Mineral Resources , Hubei , Wuhan 430081 Abstract The paper took Wulongquan limestone surface mine as a research subject and established DTM of the open pit by MAPGIS software system. By the DTM , we can accurately describe the distri2 bution in space and the relative position of the ore body; Providing a ination plat for designing production process control to choose the suitable location for the stope ; calculate the reserves; op2 timize the path of transportation. At the same time , the DTM also can be used as basic ination for long2term planning and analyzing production strategy. Key words surface mine ;MAPGIS; digital terrain model DTM ;3D visualization; limestone 新型活化磷肥 华南农业大学资环学院新肥料资源研究中心近日研 制出一种新型活化磷肥。活化磷肥通过加入活化剂加工 而成,活化剂可以与原料磷形成一种 “离子桥” 状态,成为 一种弹性的动态平衡,可实现养分按需供给,达到缓释的 作用。而磷酸钙、 磷铵等传统磷肥,施用后前期释放较 快,到作物生长后期则容易失效,而且还容易与土壤中的 钙、 铝、 铁、 锰等发生沉淀反应,降低肥料利用率。由于活 化剂的价格比硫酸低很多,使活化磷肥的生产成本也比 传统磷肥低。按照每吨磷肥20 的添加量来计算,生产 成本至少可以节省400元/ t。新型活化磷肥的使用不仅 可以提高磷肥使用率,而且可以达到农业增产、 农民增收 的效果。 汪家铭 13 试验研究 IM P化工矿物与加工 2009年第9期