三维数字化建模理论及技术在个旧塘子凹锡矿的应用研究
发布时间：2023-03-27 18:36
在21世纪矿业全球化竞争的背景下,充分利用以计算机和信息技术为代表的新兴技术,提高我国矿产业的资源勘查、开发、加工利用和管理水平,已成为解决我国日益严重的资源瓶颈问题、提高矿产资源开发利用效率和效益、确保矿业可持续发展的必由之路。 数字矿山是矿山企业将信息化技术创新与管理创新相结合的集成创新模式。矿山的生产活动基于真三维的动态地质环境和工程环境,全部矿山活动均在真三维地质和工程环境中进行,因此,数字矿山必须以三维数字化建模理论和可视化技术为基础,系统构建矿山三维地质模拟和矿山工程模拟的可视化平台。基于此,本文重点开展了三维地质模拟、资源与开采环境评价、储量及生产矿量动态管理的研究。论文主要工作成果如下： 1、全面分析了矿床(山)三维数字化建模的技术现状、发展趋势以及研究中存在的问题; 2、在充分研究数字高程模型优化算法、线框建模算法以及地质体剖分算法的基础上,实现了地表模型、线框模型的构建以及六面体、四面体剖分； 3、讨论了趋势面法、距离幂次反比法、变异函数计算法、克立格估值法和块段模型的建模方法,通过合理的估值结构设置,如搜索工程数与搜索半径设置,实现了基于地质统计学计算结果的储量分...
【文章页数】：151 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
1.1 问题的提出及研究意义
1.2 主要研究内容
1.3 研究思路和技术路线
1.4 主要研究成果
1.5 本章小结
第二章 国内外相关研究现状
2.1 矿床三维空间构模理论研究现状
2.1.1 基于面模型的构模
2.1.2 基于体模型的构模
2.1.3 混合构模
2.2 矿床三维可视化技术发展现状及其动态
2.3 本章小结
第三章 复杂地质体三维几何模型构建算法
3.1 数字高程模型(DEM)优化算法
3.1.1 Voronoi图和Delaunay三角网
3.1.2 Delaunay三角网的算法
3.2 线框建模算法
3.2.1 三维空间问题向二维平面问题的转换
3.2.2 线框间三角网的构网算法
3.2.3 线框构模优化技术
3.3 线框模型有效性检验
3.4 基于三维网格模型的复杂地质体布尔运算算法
3.5 地质体体积计算
3.6 地质体六面体剖分算法
3.7 地质体四面体剖分算法
3.8 本章小结
第四章 资源与开采环境评价理论与方法
4.1 地质变量空间估值方法
4.1.1 区域化变量
4.1.2 地质统计学方法
4.1.3 趋势面法
4.1.4 距离幂次反比法
4.1.5 变异(或协方差)函数计算方法
4.2 岩性赋值方法
4.3 块段模型
4.3.1 规则块段模型
4.3.2 变块模型
4.3.3 线框块段嵌套模型
4.4 基于地质统计学的资源储量估算与评价
4.4.1 资源储量估算方法选择
4.4.2 搜索椭球体及其参数
4.4.3 地质可靠程度的确定
4.5 多介质复杂地质模型及其力学模型转化方法
4.5.1 线框模型
4.5.2 表面模型
4.5.3 实体模型
4.5.4 三维地质建模软件与数值模拟软件的耦合方式
4.6 本章小结
第五章 三维数字化建模平台架构
5.1 软件平台的开发模式
5.2 平台分层管理机制
5.2.1 数据层数据分类、流程与储存策略
5.2.2 实现层的体系结构
5.3 平台体系结构与插件管理机制
5.4 平台主要功能模块设计
5.5 本章小结
第六章 塘子凹矿床三维数字化建模研究
6.1 地质概况
6.1.1 矿床地质
6.2
6.2.2 样品组合
6.2.3 样品统计分析
6.2.4 组合样品位变异函数计算及分析
6.3 可视化地质实体建模
6.3.1 数据处理
6.3.2 地表模型
6.3.3 断层线框模型
6.3.4 矿体线框模型
6.3.5 线框模型布尔运算
6.4 矿床块段模型建模
6.4.1 块段模型原型
6.4.2 单元块属性赋值
6.4.3 块段模型的优化
6.5 储量统计与分级计算
6.6 本章小结
第七章 基于径向基函数神经网络的矿床品位估值模型研究
7.1 径向基函数及径向基神经网络
7.1.1 径向基函数
7.1.2 径向基函数神经网络
7.2 品位估值的径向基函数神经网络构建技术
7.2.1 输入层变量及其个数的确定
7.2.2 隐含层径向基函数个数、中心与宽度的自适应设定
7.3 软件开发与工程验证
7.3.1 软件开发
7.3.2 工程验证
7.4 本章小结
第八章 基于可视化平台的矿山储量动态管理研究
8.1 矿山储量分类、生产矿量和储量升级
8.1.1 矿山储量的分类
8.1.2 生产(三级)矿量
8.1.3 储量升级
8.2 边界品位确定及储量动态计算的可视化实现
8.2.1 边届品位确定
8.2.2 塘子凹33#矿体储量动态计算的实现
8.3 资源消耗量、保有储量
8.4 采空区和矿柱三维建模
8.4.1 采空区三维建模
8.4.2 矿柱三维建模
8.5 生产(三级)矿量管理
8.5.1 生产(三级)矿量的划分
8.5.2 生产(三级)矿量的计算
8.6 本章小结
第九章 基于可视化平台的采矿方案优化
9.1 塘子凹32-3#矿体开采技术条件
9.1.1 矿石组成及结构构造
9.1.2 矿体的赋存特征
9.1.3 矿岩稳固条件
9.1.4 矿体周围环境条件
9.1.5 水文及其它开采技术条件
9.1.6 结构面发育程度
9.2 基于可视化平台的采矿方案优化与选择
9.2.1 采矿方案技术经济比较和选择
9.2.2 矿块和采场划分
9.2.3 采切工程布置
9.2.4 三维有限元模拟与分析
9.3 本章小结
第十章 基于可视化平台的生产计划编制
10.1 生产计划编制系统的基本原理
10.1.1 基于可视化平台的生产计划编制技术概述
10.1.2 数据准备
10.1.3 数据检验
10.1.4 参数指定
10.1.5 计划执行
10.1.6 结果输出
10.2 高峰山I-1矿体中盘区采掘计划编制
10.2.1 工程概况
10.2.2 采准工程设计
10.2.3 采场爆破设计
10.2.4 技术经济指标
10.2.5 计划参数指定
10.3 采掘计划结果分析
10.4 本章小结
第十一章 结论与展望
11.1 结论
11.2 展望
参考文献
致谢
附录: 攻读博士学位期间发表的论文、科研及奖励目录
1、所发表的论文
2、所从事的科研项目
3、所获奖励
本文编号：3772648
【文章页数】：151 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
1.1 问题的提出及研究意义
1.2 主要研究内容
1.3 研究思路和技术路线
1.4 主要研究成果
1.5 本章小结
第二章 国内外相关研究现状
2.1 矿床三维空间构模理论研究现状
2.1.1 基于面模型的构模
2.1.2 基于体模型的构模
2.1.3 混合构模
2.2 矿床三维可视化技术发展现状及其动态
2.3 本章小结
第三章 复杂地质体三维几何模型构建算法
3.1 数字高程模型(DEM)优化算法
3.1.1 Voronoi图和Delaunay三角网
3.1.2 Delaunay三角网的算法
3.2 线框建模算法
3.2.1 三维空间问题向二维平面问题的转换
3.2.2 线框间三角网的构网算法
3.2.3 线框构模优化技术
3.3 线框模型有效性检验
3.4 基于三维网格模型的复杂地质体布尔运算算法
3.5 地质体体积计算
3.6 地质体六面体剖分算法
3.7 地质体四面体剖分算法
3.8 本章小结
第四章 资源与开采环境评价理论与方法
4.1 地质变量空间估值方法
4.1.1 区域化变量
4.1.2 地质统计学方法
4.1.3 趋势面法
4.1.4 距离幂次反比法
4.1.5 变异(或协方差)函数计算方法
4.2 岩性赋值方法
4.3 块段模型
4.3.1 规则块段模型
4.3.2 变块模型
4.3.3 线框块段嵌套模型
4.4 基于地质统计学的资源储量估算与评价
4.4.1 资源储量估算方法选择
4.4.2 搜索椭球体及其参数
4.4.3 地质可靠程度的确定
4.5 多介质复杂地质模型及其力学模型转化方法
4.5.1 线框模型
4.5.2 表面模型
4.5.3 实体模型
4.5.4 三维地质建模软件与数值模拟软件的耦合方式
4.6 本章小结
第五章 三维数字化建模平台架构
5.1 软件平台的开发模式
5.2 平台分层管理机制
5.2.1 数据层数据分类、流程与储存策略
5.2.2 实现层的体系结构
5.3 平台体系结构与插件管理机制
5.4 平台主要功能模块设计
5.5 本章小结
第六章 塘子凹矿床三维数字化建模研究
6.1 地质概况
6.1.1 矿床地质
6.2
6.2.2 样品组合
6.2.3 样品统计分析
6.2.4 组合样品位变异函数计算及分析
6.3 可视化地质实体建模
6.3.1 数据处理
6.3.2 地表模型
6.3.3 断层线框模型
6.3.4 矿体线框模型
6.3.5 线框模型布尔运算
6.4 矿床块段模型建模
6.4.1 块段模型原型
6.4.2 单元块属性赋值
6.4.3 块段模型的优化
6.5 储量统计与分级计算
6.6 本章小结
第七章 基于径向基函数神经网络的矿床品位估值模型研究
7.1 径向基函数及径向基神经网络
7.1.1 径向基函数
7.1.2 径向基函数神经网络
7.2 品位估值的径向基函数神经网络构建技术
7.2.1 输入层变量及其个数的确定
7.2.2 隐含层径向基函数个数、中心与宽度的自适应设定
7.3 软件开发与工程验证
7.3.1 软件开发
7.3.2 工程验证
7.4 本章小结
第八章 基于可视化平台的矿山储量动态管理研究
8.1 矿山储量分类、生产矿量和储量升级
8.1.1 矿山储量的分类
8.1.2 生产(三级)矿量
8.1.3 储量升级
8.2 边界品位确定及储量动态计算的可视化实现
8.2.1 边届品位确定
8.2.2 塘子凹33#矿体储量动态计算的实现
8.3 资源消耗量、保有储量
8.4 采空区和矿柱三维建模
8.4.1 采空区三维建模
8.4.2 矿柱三维建模
8.5 生产(三级)矿量管理
8.5.1 生产(三级)矿量的划分
8.5.2 生产(三级)矿量的计算
8.6 本章小结
第九章 基于可视化平台的采矿方案优化
9.1 塘子凹32-3#矿体开采技术条件
9.1.1 矿石组成及结构构造
9.1.2 矿体的赋存特征
9.1.3 矿岩稳固条件
9.1.4 矿体周围环境条件
9.1.5 水文及其它开采技术条件
9.1.6 结构面发育程度
9.2 基于可视化平台的采矿方案优化与选择
9.2.1 采矿方案技术经济比较和选择
9.2.2 矿块和采场划分
9.2.3 采切工程布置
9.2.4 三维有限元模拟与分析
9.3 本章小结
第十章 基于可视化平台的生产计划编制
10.1 生产计划编制系统的基本原理
10.1.1 基于可视化平台的生产计划编制技术概述
10.1.2 数据准备
10.1.3 数据检验
10.1.4 参数指定
10.1.5 计划执行
10.1.6 结果输出
10.2 高峰山I-1矿体中盘区采掘计划编制
10.2.1 工程概况
10.2.2 采准工程设计
10.2.3 采场爆破设计
10.2.4 技术经济指标
10.2.5 计划参数指定
10.3 采掘计划结果分析
10.4 本章小结
第十一章 结论与展望
11.1 结论
11.2 展望
参考文献
致谢
附录: 攻读博士学位期间发表的论文、科研及奖励目录
1、所发表的论文
2、所从事的科研项目
3、所获奖励
本文编号：3772648
本文链接：https://www.wllwen.com/jingjilunwen/jiliangjingjilunwen/3772648.html