矿产资源经济评价系统关键技术研究及其应用
矿产资源评价的主要任务是研究区域成矿规律，对一定地区的矿产资源存在的可能性、资源数量、质量及经济价值进行科学的预测与评价。随着经济的发展，决策部门不但要得到矿产总的资源量，又要明确知道矿产资源潜力的具体分布形式、可能产出的矿产资源的量及空间位置等。面对大量的数据信息，仅靠传统的手工分析方法已十分困难。因此，采用计算机进行数据处理、建立矿体模型并显示矿体，已是必然趋势。然而，国内开发的用于日常地质勘查数据分析的中、小型软件功能不全、通用性较差，不能支持从勘探工程样品数据管理到地质作图、储量计算、矿山开采块段大小选择、矿量和品位的统计及矿山资源经济评价等各个阶段计算需求。长期以来大都依靠进口，并且所使用的分析技术也与先进国家的有较大差距。随着“数字化矿山”的建设，设计和开发可视化的矿产资源经济评价系统显得越来越重要。
因此，本文通过对目前矿产资源评价系统存在问题的分析和研究，根据矿山生产的实际需要，完成了下面的主要工作：
(1)提出具有拓扑描述能力的“截面—TIN—GTP”(截面-TriangleIrregularNet-GeneralizedTri-Prism)三维建模技术。该模型可以利用勘探工程的钻孔数据建立矿体的表面模型，可视化显示矿体，同时可以利用GTP建立矿体的实体模型，进行矿体的内部结构分析。
(2)基于“截面—TIN—GTP”模型，提出了基于领域知识的由二维截面轮廓线构造三维TIN的快速算法DK-Section2TIN(DomainKnowledgebasedSectiontoTIN)。该算法充分利用了二维截面轮廓线上控制点的上下对称性，以及使用三角形连接钻孔的约束规则，只需处理两条边界线的相对应的一半控制点(如上控制点集合)，而利用控制点的对称性就可以处理另一半控制点(如下控制点集合)，进而达到了快速构建矿体三维模型的目的。
(3)基于截面—TIN—GTP模型，以及实际的生产管理、储量计算和资源经济评价的需要，设计了用于矿产资源经济评价的数据库模型，并利用MSAccess设计实现了该数据库系统。
(4)基于前述工作，根据矿山的生产要求，利用VB开发工具和支持三维图形操作的OpenGL图形库，开发了一套基于传统储量计算方法的，适合我国国情的可视化的动态矿产资源经济评价系统。该系统主要对矿山生产的地质勘探数据、矿山开采数据、矿山生产数据等进行规范存储与管理，并利用该系统采用的储量计算法、静态评价法、动态评价法等对矿产资源进行经济评价，实现了以传统储量计算方法为基础的矿体三维可视化和储量动态计算，取代了传统的手工繁重的劳动。
该系统功能包括矿山数据处理、图件绘制与打印、矿山经济评价、报表打印等部分。矿山数据处理部分包括数据的管理，数据错误检查处理和钻孔校正；图件绘制与打印包括勘探工程分布平面图绘制、勘探线剖面图绘制与修改、矿体三维图形绘制与显示、三维地形图绘制、地形平面图绘制、钻井三维立体图绘制、任意方向矿体切面图绘制、断层显示等；矿山经济评价部分包括最低工业品位计算、各种平均品位计算(例如单工程平均品位计算、矿块平均品位计算、矿床平均品位计算、切面与勘探线之间矿块平均品位计算等)、盈亏平衡品位计算、各种类型的储量计算(如矿块储量、矿层储量、切面间储量、指定标高以上储量、表内矿储量、表外矿储量)和矿床经济评价(分为静态评价法、动态评价法)；矿山报表打印包括各种平均品位计算表、评价结果表、各种原始数据表的输出。该系统能够随着经济技术指标的变化，重新圈定矿体，重新计算矿石储量，重新进行矿床经济评价。
在系统实现中，本文重点解决了下面的几个问题：第一，系统引入了交互式修改勘探线剖面图的功能，这样可以借助地质专家的领域知识和经验，使绘制的勘探线剖面图更接近实际，并且对于系统不能自动处理的复杂地质特征进行交互处理，进而为建立可信的矿体三维模型奠定基础；
第二，系统放松了平行断面法的使用条件。平行断面法计算储量要求各个勘探线是平行的，并且钻井必须布置在勘探线上。但是实际生产中，这两个限制条件很难满足。通常情况下，钻井分布在勘探线的附近。因此，系统通过对一条勘探线“上”的钻井进行线性回归拟合，得到一条实际的“准勘探线”。用它进行后续的计算。另外，实际生产中勘探线未必完全平行，尤其是拟合后得到的“准勘探线”。因此，采用旋转变换技术使得“准勘探线”平行。
第三，利用了矿体的走向指导尖灭点的定位。同时，为了使尖灭区看起来较平滑且接近实际，本文使用抛物线插值技术来处理尖灭区。
(5)利用该系统对弓长岭铁矿独木采区的矿床进行了经济技术评价。采用该矿2003年的经济技术指标，经与手工计算的矿产储量、矿层平均品位计算结果对比，效果较好。独木采区在260m标高以下，180m标高以上的矿石储量，矿山手工计算与利用本系统计算的矿石储量误差为1.08％，矿床平均品位误差为1.63％。实践证明本文研究开发的矿产资源经济评价系统计算结果准确，对矿产资源评估、矿山生产、矿山设计具有很好的指导作用，具有较强的适用性。
三维模型;矿产资源评价;矿体三维可视化;剖面图;数据库;成矿规律;储量计算
东北大学
博士
矿产普查与勘探
王恩德
2005
中文
TD98;P624.7;TP315
134
2006-08-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）