基于三维地质模型的西咸新区地下空间开发适宜性评价

地下空间开发地质适宜性评价是合理进行地下空间开发、降低开发地质风险的重要手段。传统的评价方法没有考虑地下空间复杂的垂向变化,因而无法满足越来越精确的地下空间规划要求。本文以西咸新区沣东沣西为例,结合该区地质地貌背景、工程地质特征、水文地质条件、不良地质作用以及地下空间开发现状等特点,建立地下空间开发地质适宜性评价因子体系;利用三维精细化剖分的评估单元为载体,综合使用多种三维空间分析方法从多要素地质模型中定量或定性提取各项指标,运用层次分析法模型开展研究区地下空间开发适宜性评价。评价结果表明:研究区60m以浅地下空间开发利用条件优越,总体适宜开发建设。浅层空间易受文物保护区、地面水体、活动断裂影响,中层空间受城市建成区既有设施及地下构筑物影响较大,深部地下空间主要受断裂影响。该方法能够精细刻画地下空间在垂向上的差异,评估过程与结果能够立体透明化表达,能够定性、定量地为地下空间开发利用提供辅助决策,以达到资源保护优先、协同开发的开发利用格局。

与矿山三维地质模型自动关联的剖面图更新方法

露天煤矿开采过程中矿山三维地质模型不断变化,需要随之更新地质剖面图以真实反映当前矿山的地质构造与地层性质。针对目前剖面图更新方法存在剖面图内部图元属性信息与空间信息交互不畅导致剖面图更新不够准确的问题,提出了一种与矿山三维地质模型自动关联的剖面图更新方法。通过设计矿山三维地质模型与剖面图元关联关系的概念模型与逻辑模型,实现模型图元与剖面图元对象名称的关联;通过在剖面图上设置水平和高程位置的定位坐标,将剖切所得对象关联至相应的剖面图位置,实现模型图元与剖面图元空间位置坐标的关联,以达到矿山三维地质模型与剖面图属性信息、空间信息等图元数据关联的目的;根据矿山三维地质模型中发生改变的图元确定需要更新的区域,提取区域内各剖面线并根据关联关系得到相应的剖面图,进一步通过遍历判断图元属性更新标志位和几何更新标志位的状态,自动更新各剖面图中属性或几何形状发生变化的剖面图元。应用结果表明,该方法实现了剖面图与矿山三维地质模型的关联,以及剖面图的自动更新;利用该方法自动更新后的剖面图中定位坐标数据与更新前一致,验证了剖面图更新方法的准确性。

三维地质模型在找矿中的应用研究——以白云—小佟家堡子金矿田为例

为进一步提升深部矿产资源勘查水平,文章结合东北地区东部白云—小佟家堡子金矿田勘查作业实际情况,以GoCAD软件为基础,整合数据库技术和随机森林算法等要素,建立三维多参数综合地质模型,并以此模型进行深部找矿作业,初步确定该地可能存在金矿资源的区域。在此基础上,进一步应用现场地球物理勘探方法对三维地质模型的应用效果进行验证,结果显示,本次建立的三维地质模型在找矿结果上与基于地球物理方法获得的矿产勘查结果并无显著差异,充分证明本次三维地质模型在找矿应用中的有效性。

基于岩溶三维地质模型的桩基承载力特性研究

本文依托中铁十九局集团有限公司岑大公路YTHJ4标桥梁桩基项目,通过Civil 3D软件建立了三维地质模型;并介绍了桩基作用下溶洞两种不同的破坏模式;然后采用基于FLAC 3D数值分析软件的单因子变量法分析了不同溶洞顶板厚度、顶板跨度、洞高、溶洞中心偏离桩轴线距离等对嵌岩桩承载力特性(极限承载力、极限侧摩阻力、桩土相对滑移距离等)的影响。研究结果表明:溶洞顶板是影响桩基极限承载力的主要因素;溶洞极限状态下的破坏模式强烈依赖于溶洞顶板厚度、顶板跨度和岩体力学性质;当溶洞顶板厚度达到三倍的桩径时,桩侧摩阻力可完全发挥;溶洞顶板跨度和偏心距离对桩基承载力特性的影响存在一个稳定点。这些研究结论为岩溶地区的嵌岩桩设计提供了一定的参考依据,进一步丰富了岩溶地区桩基设计理念。

胶东焦家金矿田“三位一体”找矿预测地质模型与深部找矿示范

焦家金矿田是胶东地区金矿最富集的三大金矿田之一。为开展焦家金矿田深部找矿预测工作,在焦家金矿田深部调查工作总结的基础上,运用勘查区找矿预测理论构建了找矿预测地质模型。结果显示,早白垩世郭家岭型花岗岩是焦家金矿田的金矿成矿地质体;成矿构造系统为焦家断裂构造系统,成矿结构面主要包括主断裂面、次级断裂面、裂隙面等;热液蚀变类型主要有钾长石化、黄铁矿化、绢英岩化、硅化、碳酸盐化等。以勘查区找矿预测地质模型为指导,开展了深部找矿预测,圈定了深部找矿靶区2处,经钻探验证均取得了较好的见矿效果,开拓了深部找矿空间。

基于工作面地质模型自适应开采的碰撞检测方法研究

由于综采工作面生产过程中粉尘、水雾导致摄像头视频模糊,通过视频无法常态化实现采煤机和液压支架碰撞检测,使得智能开采技术的实用性受限,文章提出了基于综采工作面高精度地质模型自适应开采的采煤机和液压支架碰撞检测方法。基于综采工作面高精度地质模型的自适应开采系统下发采煤机规划采高数据,结合采煤机的采高传感器数据和液压支架的高度传感器数据,实时对采煤机滚筒和液压支架进行碰撞检测预警,触发预警后采煤机牵引停止,同时自适应开采系统弹出触发碰撞检测支架的视频窗口,待人工处理消警后采煤机继续自适应割煤。结果表明,该方法将综采工作面采煤机和液压支架的相对坐标与地质模型的绝对坐标建立关联,实现基于综采工作面液压支架高度传感器数据和规划的截割数据两种方式的预警,大大提高了综采工作面采煤机和液压支架碰撞检测预警的准确性。

基于ArcGIS的三维地质模型自动构建方法

为提高三维地质模型精度,引进ArcGIS技术,设计一种针对三维地质模型的自动化构建方法。以ArcGIS为基础,利用ArcGIS Engine系统,结合C#开发环境,提取三维地质空间点;利用ArcGIS中的对象模型,构建非直接GIS数据模型;为了更加贴近真实的三维模型,利用ArcGIS类库中的IGeometryMaterial,设计属性数据聚合与地质结构纹理映射;考虑属性数据在空间上的分布变化,设计地质数据插值处理;引进变差函数,计算处理后数据的偏差值,将数据录入ArcGIS平台,自动生成三维地层模型。对比实验结果证明:该方法可以提高三维地质模型的精度,使三维地质模型剖面随机点与地质实景的匹配度处于一个较高水平。

面向智能开采的地质模型构建技术研究与应用

煤矿智能化开采是未来行业的发展方向,构建工作面的透明地质模型则是基础。当前精细化物探技术精度不高,采用定向钻、人工测量等方法花费大量人力物力,构建的透明工作面煤层空间位置还不够准确,尚无法满足智能开采对基础工作面地质信息的需求。为此,提出利用三维地震数据解释成果融合槽波勘探、钻孔地质雷达、定向钻、生产及钻探揭露的地质信息进行多源数据融合再解释的地质模型构建技术。该技术在中国神华能源股份有限公司神东煤炭分公司锦界煤矿得到成功应用,将工作面三维地质模型的精度从“10米级”“米级”提升到“亚米级”。基于此项技术,锦界煤矿综采工作面实现了智能截割,大力推进了工作面无人化、少人化的目标。

城市地下空间三维地质模型可视化技术研究

目前,城市地下空间信息化发展面临着海量数据组织、管理和可视化显示等亟需解决的关键问题。本文顺应国家新型智慧城市建设趋势,提出并实现了城市地下空间三维地质模型可视化技术,构建地质三维模型分级数据,按照不规则四叉树结构形成LOD数据;基于构建的三维空间网格码规范编码,运用降维、非布尔运算的方法,实现最大精度化的地下空间模型数据无限逼近的融合;并采用多渲染引擎的混合渲染架构,支持DirectX、WebGL(OpenGLES)、OSG(OpenGL)和游戏引擎(UnrealEngine)等多引擎渲染,实现TB级地下时空数据的真实感可视化与高效调度,为城市地下空间开发利用提供数据支持和辅助决策分析支撑。

东天山小白石头东矽卡岩型钨钼矿床找矿预测地质模型构建

东天山小白石头东钨钼矿床是典型的矽卡岩型矿床,矿体产出严格受黑云母花岗闪长岩外接触部位的石榴石矽卡岩带控制。综合野外观察、岩矿鉴定和全岩主微量分析,总结矿区地质特征,认为小白石头东矽卡岩型钨钼矿成矿地质体岩石地球化学具钙碱性特征,属偏铝质“I”型花岗岩;成矿主体发生在岩体与灰岩的接触面。对比小白石头钨矿将本区成矿过程划分为5个阶段,分别是早期矽卡岩阶段(干矽卡岩阶段)、晚期矽卡岩阶段(湿矽卡岩阶段)、氧化物阶段、早期硫化物阶段、晚期硫化物-碳酸盐阶段。以成矿地质体、成矿构造和成矿结构面、成矿作用特征标志为基础,初步建立了小白石头东钨钼矿床的“三位一体”找矿预测地质模型,认为小白石头东矿区找矿潜力较大。

基于地质模型的金属矿藏存量测量系统的实现

金属矿产指从中可以提取出金属资源的有用矿物资源。金属矿体具有不同于其他矿藏的特有的空间几何特征、属性特征,空间关系特征,利用这些特征构建的各种矿床勘探综合图件,是地质建模的基础。本文通过对金属矿床空间分布特征及其图示化表达形式的分析研究,采用“由面到体”的实体建模方案,建立地质模型。进而建立了金属矿藏储量的测量系统,可以动态的测量评估金属矿藏储能。

基于三维地质模型的路桥工程特殊地质岩体勘察方法研究

路桥工程施工前对其地质条件尤其是特殊地质岩体进行勘察具有积极意义,甚至影响未来的工程设计与施工。由于特殊地质岩体的复杂性和不确定性,传统勘察方式存在效率较低、精度不高、人为影响较大等弊端难以准确掌握其性质和特征。因此,需要研究新的勘察方法。基于此,文章重点针对3种三维地质模型在路桥工程中的特殊地质岩体勘察方法进行介绍,旨在为后续实践工作提供指导。

露天煤矿三维地质模型精度检验方法及流程

建立了一种从定性地进行地质概念模式的类比到定量的利用统计学的算法对地质模型进行逐级检验的方法,形成多条件约束下的地质模型精度评价体系;结合露天煤矿矿床赋存条件及构造特点,提出了普适的矿床界面模型构模方法,研究了不同赋存条件下块体模型尺寸x、y、z值的设定方法。露天煤矿三维地质模型精度检验方法提高了地质模型精度和模型运算速率,为露天矿工程开采设计、生产和运维工作提供可靠的模型和数据支撑,为建设智慧化露天矿山提供“高品质”的模型底座。

矿山地质探矿中的地质模型建立与优化

针对原有模型绘制的矿山地质构造剖面图分辨率较低的问题,提出矿山地质构造的三维可视化模型构建研究。地质模型是指运用计算机技术对矿山地质构造、矿体赋存状态等进行三维可视化表达的数字模型。建立准确、细致的三维地质模型对指导矿山勘探开发具有重要意义。本文介绍了矿山三维地质模型的建立方法,并探讨了模型优化的途径,以期为矿山地质探矿工作提供参考。

基于BIM技术的岩土工程地质勘察三维地质模型可视化分析

由于传统岩土工程地质勘察三维地质模型无法达到预期效果,文章基于BIM技术对岩土工程地质勘察三维地质模型可视化进行分析。对原始数据预处理并进行Delaunay三角剖分,设定不同钻孔间的连接规则,使得三棱柱体元能与连接规则相匹配;遍历所有钻孔点,提取位于钻孔点下的地层岩性项值,去除重复值,找出所有地层岩性类型;运用B-rep法搭建三维地质模型,进行布尔运算遍历顶点符合右手法则的三棱柱列表;使用三维场景树来描述有向无环图,运用OpenGL三维可视化图形库实现三维场景显示和交互,从而实现岩土工程地质勘察三维地质模型可视化。结果表明,运用本文方法可以达到预期效果。

石油化工企业安全文化建设的“五位一体”多维结构模型构建

石油化工行业具有易燃易爆、高温高压、有毒有害等重要特点,决定了安全永远是石油化工企业经营与发展必须着重考虑的核心问题。以石油化工企业为研究对象,结合不同维度,采用“五位一体”多维结构模型进行石化企业安全文化建设,从体系要素维度、载体维度、发展阶段维度、组织机构维度、特色维度五个维度角度分析了不同维度在石化企业安全文化建设中的应用策略。

黄陵二号煤矿多维度地质模型大数据融合精准开采

为实现黄陵二号煤矿自动化精准开采,研究分析了工作面多源地质信息透明化技术、大数据分析智能决策平台、综采设备空间导航定位及精准控制。其中,信息透明化技术主要包括综合地质勘探及动态解释、三维可视化动态建模等部分;大数据分析智能决策平台主要包括开采工艺大数据决策、预警等部分;综采设备空间导航定位及精准控制方法主要包括导航定位技术大数据决策精准控制等部分。采用该技术后实现了工作面内多源地质信息的透明化,包括瓦斯赋存条件的可视化,确保了规划截割开采方式的常态化稳定运行,解决了大采高工作面找直和上窜下滑问题,达到对大采高开采装备的智能精准控制,实现智能安全高效开采。

深部找矿地质模型构建与矿产资源评价方法研究

随着全球矿产资源需求的不断增长,传统浅表层矿产的逐渐枯竭使得深部找矿成为矿业发展的必然趋势。然而,深部找矿面临着更加复杂的地质条件、更高的技术要求和更大的经济投入,这些挑战迫切需要新的地质模型和资源评价方法来提高找矿的精确性和效率。目前,虽然地质模型构建技术已取得一定的进展,如三维地质建模和地球物理方法的应用,但在处理深部复杂地质结构时仍显不足。传统的矿产资源评价方法在应对深部矿体的不确定性和变异性方面,往往无法提供足够的精度和可靠性,导致评估结果与实际情况存在较大偏差。鉴于以上问题,本研究提出一系列优化策略。

滨海基岩型城市三维地质模型建设方法对比分析——以青岛市为例

三维地质模型建设在地质环境评价、深部地质找矿以及城市地下空间开发与安全利用方面扮演着越来越重要的作用,其技术突破为透明城市和智慧城市的发展提供了重要的地质支撑。青岛市作为滨海基岩型城市的代表先后采用剖面交互式建模、Bentley MicroStation v8i平台建模、显式构造界面建模和隐式建模四种方法探究三维地质模型建设方法的优劣,得出显式构造界面建模方法是目前最为成熟的建模方法,模型建设效果较好,但修改更新困难;隐式建模方法发展较晚,模型更新速度较快,结合实际地质情况调整和完善算法后会成为未来的主流建模理论方法。此外,三维地质建模标准地层和模型尺度的约束不够明确,应尽快出台相应规范进行说明。

关于三维地质模型管理工具建设的探索与实践

自2022年以来,浙江省自然资源厅信息中心开展三维地质模型管理工具建设工作,为省域空间治理数字化平台“绿矿智用”应用场景提供有力的三维地质数据管理和可视化分析支撑。目前,三维地质模型管理工具作为组件融合至“绿矿智用”应用场景,既为三维地质模型的数据归集、数据质量、数据融合等提供解决方案,又为各类地质行业(包括区域地质、城市地质和矿山地质等)的工作成果提供了统一的数字化、空间化服务,将在今后的地质调查、矿山建设中发挥基础作用。