CN108305184A - 一种数字采矿软件平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字采矿软件平台，包括数字采矿软件平台，三维地质建模需要现场数据采集，现场数据采集包括：三维勘探工程数据库和地层、断层、矿体及夹层等地质体模型，建立这些模型的基础数据来源地质勘探报告的附图附表，测斜表，对样品化验表和对岩石性质的化验表，矿山不同阶段的勘探工程数据包括钻孔数据、探槽数据、潜孔数据，工程数据库承载了矿山地质勘探。本发明结构新颖、操作简便，数字采矿软件的上线，实现了地质储量的实时计算更新，同时更为便捷的显示采区矿体及夹石的品位变化情况，为矿山中长期开采规划及短期开采计划编制提供指导依据，生产方面，通过自动配矿系统，结合采区爆堆及各类品位分布，能够准确、有效的制定配矿方案。

Description

一种数字采矿软件平台

技术领域

本发明涉及软件平台，具体涉及一种数字采矿软件平台。

背景技术

目前，矿山由于没有专业测量技术人员及设备，采场现状图每季度测量一次，测量设备仅有一台手持GPS。采矿技术人员定时开展年、季、月生产计划工作，其中月度计划不做计划图。爆破设计为技术人员手动设计，并计算炸药消耗，现场皮尺绳索放孔，验孔，现场均为直孔，穿孔取样采用15米台阶岩粉取样，成本低。为控制生产指标，生产爆堆全孔化验，采矿时现场不做二次矿岩划分，凭经验肉眼判断，作业的不确定性因素较多，人工调整工作量打，作业过程中无功消耗现象较多，生产效率不能完全发挥。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服的现有的矿山开采过程中作业的不确定性因素较多，人工调整工作量打，作业过程中无功消耗现象较多，生产效率不能完全发挥的问题，提供一种数字采矿软件平台。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供了一种数字采矿软件平台，包括数字采矿软件平台，所述数字采矿软件平台包括三维地质建模、地质储量计算、采矿计划编制、生产配矿、采场验收管理、工程出图。

作为本发明的一种优选技术方案，所述三维地质建模需要现场数据采集，所述现场数据采集包括：三维勘探工程数据库和地层、断层、矿体及夹层等地质体模型，测斜表，对样品化验表和对岩石性质的化验表，矿山不同阶段的勘探工程数据包括钻孔数据、探槽数据、潜孔数据，工程数据库承载了矿山地质勘探、生产勘探和生产地质的详细信息，准确的地质数据库是进行地质解译、地质体建模、统计分析、品位推估、储量计算等数据处理为DIMINE软件数据格式，导入到DIMINE软件就可以进行地质数据库字段对应和初步地质数据库建立。

作为本发明的一种优选技术方案，在所述初步地质数据库建立过程中，可根据工程实际与逻辑判定规则，样品取样起始位置与终止位置的逻辑关系、检查缺少钻孔、检查缺少样品段、检查方位角变化、检查倾角变化、检查样品段长度等，自动检测数据库错误，快速准确定位及各类问题处理，确保地质数据库的准确性。

作为本发明的一种优选技术方案，所述地质数据会直接影响到后续品位估值与计算，在数据处理时，必须得检核数据准确性，不仅要通过逻辑校验，还要与前期成果对比校核、通过统计分析来查误。

作为本发明的一种优选技术方案，所述初步地质数据库的钻孔数据，可定义品位区间与颜色、品位描述图案，可定义岩性花纹、显示模式及字段、钻孔名称等钻孔风格显示设置，显示钻孔的地质岩性、品位、轨迹及深度等数据，可在三维空间中按照限制范围进行勘探线剖面生成，所述初步地质数据库结合线剖面的分析和完善形成地质数据图。

作为本发明的一种优选技术方案，根据现有的勘探资料分析，进一步摸清矿山资源情况，质量分布，对矿山资源进行科学合理的评价，所述地质数据库建立后，可以对矿床内和矿体内的品位元素分布进行统计分析，以了解矿区分布特征及品位分布规律。

作为本发明的一种优选技术方案，所述地质储量计算基于传统储量级别划分边界建立出各种级别的级别约束模型，然后依据级别约束模型对块段模型相应属性值赋值，将储量级别信息写入到块段模型中，估值后的矿块模型，表面或切面能够按品位进行着色，并且显示、查询相关矿岩、品位、颜色等信息，采场质量分布显示信息可以推送到调度控制大屏或手机端，估值后的矿块模型，可通过设置不同的约束条件进行储量计算，储量计算结果能够按高程、品位区间、级别或其他自定义字段统计。

作为本发明的一种优选技术方案，根据矿山地质资源情况和开采现状，进行境界的优化，制订矿山长远、中短期生产计划和短期计划，中长期计划通过对露天矿山进行境界优化，产生多个嵌套境界，进行最终境界的优选并快速产生分期境界，矿山长期开采计划编制是从动态经济观点出发在一个较长时期内使矿床开采获得的总净现值（NPV）最大且满足一系列技术约束的开采计划。

作为本发明的一种优选技术方案，所述采场现状地表模型通过三维数字化处理后可以生成数字化地面模型（DTM），所述采场现状模型动态更新功能设计思路：根据炮孔验收的定位坐标数据直接对现状地形模型实时更新，同时输出爆堆实体和台阶图形数据。

作为本发明的一种优选技术方案，所述工程出图中根据所述数字采矿平台中需能够快速的输出各种图件，满足施工图纸的要求，同时提高技术人员工作效率。

本发明所达到的有益效果是：本发明结构新颖，通过三维地质建模，采剥计划编制计算机优化，配矿自动化，质量控制智能化，并集成卡调、质量分析与监控等系统，实现流程化、标准化的生产过程智能管控，最终达到安全、高效、绿色的开采目的，实现了矿区整体品位的推估，为开采计划编制提供指导依据；确保了配矿的稳定性，降低了质量波动；提高了生产效率，降低了生产过程中的无功消耗；提供了数据统计及成本分析，有利于生产过程中的监督落实，从实际操作效果来看，数字采矿软件的上线，实现了地质储量的实时计算更新，同时更为便捷的显示采区矿体及夹石的品位变化情况，为矿山中长期开采规划及短期开采计划编制提供指导依据。生产方面，通过自动配矿系统，结合采区爆堆及各类品位分布，能够准确、有效的制定配矿方案，在确保下山石灰石品位稳定的基础上，最大化的合理利用资源，避免资源的浪费。同时能够实时反馈采区现状，为生产效率的有效提高提供指导依据。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的流程结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1-2所示，本发明提供一种数字采矿软件平台，包括数字采矿软件平台，数字采矿软件平台包括三维地质建模、地质储量计算、采矿计划编制、生产配矿、采场验收管理、工程出图。

三维地质建模需要现场数据采集，现场数据采集包括：三维勘探工程数据库和地层、断层、矿体及夹层等地质体模型，建立这些模型的基础数据来源地质勘探报告的附图附表，测斜表，对样品化验表和对岩石性质的化验表，通过对样品数据进行地质统计/变异函数分析，在三维视图中分析品位变异性；通过理论变异函数拟合或多函数嵌套拟合模型，确定主轴、次轴、短轴方向、比例、块金值、变程、跃迁值等参数，保存后用于交叉验证或矿块模型估值，针对于钻孔样品特高品位处理，提供了国内特高品位处理相应方法：剔除法、给定值法、矿体平均品位法、单一工程法、相邻样品平均值法等，矿山不同阶段的勘探工程数据包括钻孔数据、探槽数据、潜孔数据，工程数据库承载了矿山地质勘探、生产勘探和生产地质的详细信息，准确的地质数据库是进行地质解译、地质体建模、统计分析、品位推估、储量计算等数据处理为DIMINE软件数据格式，导入到DIMINE软件就可以进行地质数据库字段对应和初步地质数据库建立，，在DIMINE软件中，可以利用软件中的“线编辑”模块完成地质解译的过程，矿体轮廓线、构造线和岩层线等空间线是构建三维地质模型基础。矿山应用中，这些空间线的获取方式一般有两种，一种是根据矿山现有的CAD或MAPGIS平剖面图（纸质图纸先进行矢量化），导入到软件中，结合地质数据库做修正后，形成三维地质界线，进而进行三维地质实体创建，另一种是利用地质数据库，通过对矿段组合后在空间中完成空间地质解译，以圈定矿体、岩层与断层，生成空间线，然后根据对应关系连接生成地质体，三维环境下显示地质工程轨迹后，可在空间中多视角观察分析，可沿勘探线方向切制剖面，根据圈矿指标进行单工程矿体圈定与动态调整，并完成剖面地质解译，利用三维软件建立的地质数据库，是空间三维地质数据库，是钻孔轨迹的“真三维”再现，是准确的，对于储量的准确计算有着至关重要的作用。

在初步地质数据库建立过程中，可根据工程实际与逻辑判定规则，样品取样起始位置与终止位置的逻辑关系、检查缺少钻孔、检查缺少样品段、检查方位角变化、检查倾角变化、检查样品段长度等，自动检测数据库错误，快速准确定位及各类问题处理，确保地质数据库的准确性。

地质数据会直接影响到后续品位估值与计算，在数据处理时，必须得检核数据准确性，不仅要通过逻辑校验，还要与前期成果对比校核、通过统计分析来查误，同时，可以方便进行勘探工程设计，施工编录的补充勘探及生产勘探等地质数据可以通过“单孔录入”功能或者在数据表格中直接添加数据，进行地质数据库更新。

初步地质数据库的钻孔数据，可定义品位区间与颜色、品位描述图案，可定义岩性花纹、显示模式及字段、钻孔名称等钻孔风格显示设置，显示钻孔的地质岩性、品位、轨迹及深度等数据，可在三维空间中按照限制范围进行勘探线剖面生成，初步地质数据库结合线剖面的分析和完善形成地质数据图，三维地质模型包括矿体、地层与构造等，在DIMINE软件中，可以利用软件中实体建模”功能完成三维地质体模型的构建，从建模所使用的数据源来看，可分为基于野外数据的建模方法，基于剖面的建模方法，基于离散点的建模方法，基于钻孔数据的建模方法，基于多源数据的建模方法等。限于生产矿山数据的复杂性、经验性强等特点，目前矿山地质建模仍主要采用剖面法，剖面法地质建模，可以灵活应用软件提供的多种建模算法来开展，如最小周长法、最小表面积法、快速表面重建法、同步前进法等；同时还具有辅助线、分区线和分支重建等功能。

根据现有的勘探资料分析，进一步摸清矿山资源情况，质量分布，对矿山资源进行科学合理的评价，地质数据库建立后，可以对矿床内和矿体内的品位元素分布进行统计分析，以了解矿区分布特征及品位分布规律，DIMINE软件布尔运算的方法有多种形式，适合实体与实体求和、求差，也适合实体与DTM面求和、求差。

地质储量计算基于传统储量级别划分边界建立出各种级别的级别约束模型，然后依据级别约束模型对块段模型相应属性值赋值，将储量级别信息写入到块段模型中，估值后的矿块模型，表面或切面能够按品位进行着色，并且显示、查询相关矿岩、品位、颜色等信息，采场质量分布显示信息可以推送到调度控制大屏或手机端，估值后的矿块模型，可通过设置不同的约束条件进行储量计算，储量计算结果能够按高程、品位区间、级别或其他自定义字段统计。

采矿计划编制和生产配矿中根据矿山地质资源情况和开采现状，进行境界的优化，制订矿山长远、中短期生产计划和短期计划，中长期计划通过对露天矿山进行境界优化，产生多个嵌套境界，进行最终境界的优选并快速产生分期境界，矿山长期开采计划编制是从动态经济观点出发在一个较长时期内使矿床开采获得的总净现值（NPV）最大且满足一系列技术约束的开采计划。

采场现状地表模型通过三维数字化处理后可以生成数字化地面模型（DTM），采场现状模型动态更新功能设计思路：根据炮孔验收的定位坐标数据直接对现状地形模型实时更新，同时输出爆堆实体和台阶图形数据。

工程出图中根据数字采矿平台中需能够快速的输出各种图件，满足施工图纸的要求，同时提高技术人员工作效率。

该装置是一种数字采矿软件平台，首先由通过地质勘探现场数据收集，收集工程基本信息、样品和岩性之后导入DIMINE，在DIMINE软件中，可以利用软件中的“线编辑”模块完成地质解译的过程，矿体轮廓线、构造线和岩层线等空间线是构建三维地质模型基础，三维环境下显示地质工程轨迹后，可在空间中多视角观察分析，可沿勘探线方向切制剖面，根据圈矿指标进行单工程矿体圈定与动态调整，并完成剖面地质解译，利用三维软件建立的地质数据库，是空间三维地质数据库，是钻孔轨迹的“真三维”再现，是准确的，对于储量的准确计算有着至关重要的作用，在数据处理时，必须得检核数据准确性，不仅要通过逻辑校验，还要与前期成果对比校核、通过统计分析来查误，初步建立地质库，同时，可以方便进行勘探工程设计，施工编录的补充勘探及生产勘探等地质数据可以通过“单孔录入”功能或者在数据表格中直接添加数据，进行地质数据库更新，三维地质模型包括矿体、地层与构造等，在DIMINE软件中，可以利用软件中实体建模”功能完成三维地质体模型的构建，建立矿床及夹石模型（断层和地层模型建立方法和矿体模型建立方法相似），实现矿床三维可视化，为实现资源的动态管理和合理利用，为矿山地质设计工作更高效进行，为矿山三维环境下采准、回采设计等提供依据，矿体模型建立完成后，有如下几大作用：三维可视化；体积计算；与地质数据库结合进行空间分析；为品位估值、储量计算提供三维模型约束；为三维采矿优化设计提供数据支撑；支撑采矿设计与贫损等指标计算，针对生产矿山，传统CAD作图手段往往会出现平剖面线不对应，软件提供有平剖面对应性检测、交点匹配、网格提取和网格建模等功能，在平剖面对应基础上，进行批量或单个网格建模，以解决复杂矿体三维地质精确建模，根据现有的勘探资料分析，进一步摸清矿山资源情况，质量分布，对矿山资源进行科学合理的评价，地质数据库建立后，可以对矿床内和矿体内的品位元素分布进行统计分析，以了解矿区分布特征及品位分布规律，通过对样品数据进行地质统计/变异函数分析，在三维视图中分析品位变异性；通过理论变异函数拟合或多函数嵌套拟合模型，确定主轴、次轴、短轴方向、比例、块金值、变程、跃迁值等参数，保存后用于交叉验证或矿块模型估值，所选定的估值参数也可以通过距离幂反比法、克里格法估值参数交叉验证功能进行可靠性分析，块段模型是矿床品位推估及储量计算的基础，其基本思想是将矿床在三维空间内按照一定的尺寸划分为众多的单元块，然后根据已知的样品点，通过空间插值方法对整个矿床范围内的单元块的品位进行推估，然后在此基础上进行储量的计算和统计。为实现地质资源储量的动态管理、采矿设计指标计算、开采评价等提供数据，对估完值的块段，通过“块段模型约束—常量、变量赋值”分别进行矿石类型、储量级别赋值及其他属性赋值，估值后的矿块模型，可通过设置不同的约束条件进行储量计算，储量计算结果能够按高程、品位区间、级别或其他自定义字段统计，生成自定义的储量统计表格，估值后块段模型可以分析整个矿床不同边际品位的矿量分布，还可以约束生成不同边际品位的矿体模型，矿山生产管理中可以结合市场变动动态分析，有效指导矿山生产，DIMINE软件所建立的矿块模型，可以方便将数据存储为flac3d等力学分析软件数据格式，采场验收工作的内容是掌握采场生产进度现状，检验采场施工质量。采场验收工作是矿山地质、采矿技术管理工作的基础，如保有量核实、二级矿量管理、生产计划编制、爆破设计、配矿等都是以采场验收工作为基础，采场现状模型在DIMINE软件中，生成地面模型的方法有原始测量数据生成法、已经矢量化的CAD地形图等高线生成法及地形图高程点生成法，采场现状模型动态更新功能设计思路：根据炮孔验收的定位坐标数据直接对现状地形模型实时更新，同时输出爆堆实体和台阶图形数据。产生的新模型及图形可用于爆破设计、储量消耗计算、生产计划、三维可视化展示等工作中，同时也是生成组织和过程监控的重要数据平台，在露天矿开采现状和采剥计划的基础上，通过地质钻孔信息及炮孔岩粉化验数据对地质品位进行精确补充，根据地质统计学估算出的爆堆品位空间分布，按照设定的产量和品位约束条件，在爆堆之间进行优化计算出最优的矿石搭配方案，得到爆堆铲装位置、推进方向、出矿量、品位等配矿方案数据，为露天矿生产优化调度提供科学依据和数据保障，实现自动配矿需求，数字采矿平台中需能够快速的输出各种图件，满足施工图纸的要求，同时提高技术人员工作效率。

本发明所达到的有益效果是：本发明结构新颖，通过三维地质建模，采剥计划编制计算机优化，配矿自动化，质量控制智能化，并集成卡调、质量分析与监控等系统，实现流程化、标准化的生产过程智能管控，最终达到安全、高效、绿色的开采目的，实现了矿区整体品位的推估，为开采计划编制提供指导依据；确保了配矿的稳定性，降低了质量波动；提高了生产效率，降低了生产过程中的无功消耗；提供了数据统计及成本分析，有利于生产过程中的监督落实，从实际操作效果来看，数字采矿软件的上线，实现了地质储量的实时计算更新，同时更为便捷的显示采区矿体及夹石的品位变化情况，为矿山中长期开采规划及短期开采计划编制提供指导依据。生产方面，通过自动配矿系统，结合采区爆堆及各类品位分布，能够准确、有效的制定配矿方案，在确保下山石灰石品位稳定的基础上，最大化的合理利用资源，避免资源的浪费。同时能够实时反馈采区现状，为生产效率的有效提高提供指导依据。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数字采矿软件平台，包括数字采矿软件平台，其特征在于，所述数字采矿软件平台包括三维地质建模、地质储量计算、采矿计划编制、生产配矿、采场验收管理、工程出图。

2.根据权利要求1所述的一种数字采矿软件平台，其特征在于，所述三维地质建模需要现场数据采集，所述现场数据采集包括：三维勘探工程数据库和地层、断层、矿体及夹层等地质体模型，建立这些模型的基础数据来源地质勘探报告的附图附表，测斜表，对样品化验表和对岩石性质的化验表，矿山不同阶段的勘探工程数据包括钻孔数据、探槽数据、潜孔数据，工程数据库承载了矿山地质勘探、生产勘探和生产地质的详细信息，准确的地质数据库是进行地质解译、地质体建模、统计分析、品位推估、储量计算等数据处理为DIMINE软件数据格式，导入到DIMINE软件就可以进行地质数据库字段对应和初步地质数据库建立。

3.根据权利要求1所述的一种数字采矿软件平台，其特征在于，在所述初步地质数据库建立过程中，可根据工程实际与逻辑判定规则，样品取样起始位置与终止位置的逻辑关系、检查缺少钻孔、检查缺少样品段、检查方位角变化、检查倾角变化、检查样品段长度等，自动检测数据库错误，快速准确定位及各类问题处理，确保地质数据库的准确性。

4.根据权利要求1所述的一种数字采矿软件平台，其特征在于，所述地质数据会直接影响到后续品位估值与计算，在数据处理时，必须得检核数据准确性，不仅要通过逻辑校验，还要与前期成果对比校核、通过统计分析来查误。

5.根据权利要求1所述的一种数字采矿软件平台，其特征在于，所述初步地质数据库的钻孔数据，可定义品位区间与颜色、品位描述图案，可定义岩性花纹、显示模式及字段、钻孔名称等钻孔风格显示设置，显示钻孔的地质岩性、品位、轨迹及深度等数据，可在三维空间中按照限制范围进行勘探线剖面生成，所述初步地质数据库结合线剖面的分析和完善形成地质数据图。

6.根据权利要求5所述的一种数字采矿软件平台，其特征在于，根据现有的勘探资料分析，进一步摸清矿山资源情况，质量分布，对矿山资源进行科学合理的评价，所述地质数据库建立后，可以对矿床内和矿体内的品位元素分布进行统计分析，以了解矿区分布特征及品位分布规律。

7.根据权利要求1所述的一种数字采矿软件平台，其特征在于，所述地质储量计算基于传统储量级别划分边界建立出各种级别的级别约束模型，然后依据级别约束模型对块段模型相应属性值赋值，将储量级别信息写入到块段模型中，估值后的矿块模型，表面或切面能够按品位进行着色，并且显示、查询相关矿岩、品位、颜色等信息，采场质量分布显示信息可以推送到调度控制大屏或手机端，估值后的矿块模型，可通过设置不同的约束条件进行储量计算，储量计算结果能够按高程、品位区间、级别或其他自定义字段统计。

8.根据权利要求1所述的一种数字采矿软件平台，其特征在于，所述采矿计划编制和所述生产配矿中根据矿山地质资源情况和开采现状，进行境界的优化，制订矿山长远、中短期生产计划和短期计划，中长期计划通过对露天矿山进行境界优化，产生多个嵌套境界，进行最终境界的优选并快速产生分期境界，矿山长期开采计划编制是从动态经济观点出发在一个较长时期内使矿床开采获得的总净现值（NPV）最大且满足一系列技术约束的开采计划。

9.根据权利要求1所述的一种数字采矿软件平台，其特征在于，所述采场现状地表模型通过三维数字化处理后可以生成数字化地面模型（DTM），所述采场现状模型动态更新功能设计思路：根据炮孔验收的定位坐标数据直接对现状地形模型实时更新，同时输出爆堆实体和台阶图形数据。

10.根据权利要求1所述的一种数字采矿软件平台，其特征在于，所述工程出图中根据所述数字采矿平台中需能够快速的输出各种图件，满足施工图纸的要求，同时提高技术人员工作效率。