浅析基于八的露天矿模拟开采-科技论文

一、计算机在矿山生产中发挥的重要作用
有效地应用计算机技术能使矿山的生产经营从方法到手段发生根本性的变化，实现矿山开采计划的优化和管理的科学化。计算机在矿山生产中发挥着日益重要的作用，主要体现在：
计算机在矿山生产实际中得以应用，实现手工方法难以或根本无法实现的模拟开采。计算机使矿山地质、开采及经营管理数据在存储、显示和通讯方面发生了革命性变化。矿区的所有地质地貌特征、采场现状及总体布置等均可以在计算机屏幕上实现二维和三维显示。矿山日常生产与管理的所有图文数据均可以通过计算机进行存储、调用、显示和输出。随着计算机可视化技术和虚拟现实技术的发展和日臻成熟，对软件的可视化性能提出了更高的要求，在软件中全面采用可视化技术必定成为软件发展的必然趋势。
我国矿山计算机应用经历了20余年的发展历史。现已得到了长足的发展。精度和可靠性都较高，基本能满足地质管理和采矿的要求，但其可视性和通用性较差。因此，根据我国的实际情况，自主地开发出适合我国国情的商品化采矿软件是大势所趋。
计算机辅助设计技术在露天采矿的各个方面都得到了广泛的应用，尤其以在矿床地质模型建立和生产计划编制方面的应用具有更为重要的意义。可视化、系统集成、开采辅助设计⑶^^)技术为一体的综合软件系统，它是以矿床开采资源信息和工程信息数据高度共享为核心，以矿床模型为基础，采用可视化、集成化技术和方法，实现采矿生产、设计各阶段信息集成和可视化辅助设计。
二、三维矿床地质模型技术
矿床地质结构是构成矿床的结构元素及其空间关系的总和。矿床模型本身是应用计算机技术进行矿业优化设计及矿山现代化管理的桥梁和纽带。模拟开采设计的基础是三维矿床地质模型。我们利用地形图、钻孔等地勘资料以及实测数据，动态、高效、高精度的建立矿区地表面以及岩层间的界面模型和煤质岩性模型，以此作为整个系统各种数据算量和优化的基础数据模型。矿床地质模型就是将开采区域内的矿床地质信息转化成可为计算机识别及运算的数字化模型。建模的主要方法有块段构模法和界面构模法等。估值的主要方法有克里金法、距离幂次反比法和最小二乘拟合法等。建模的主要过程包括数据准备与处理、估值方法选择、二维模型的建立、三维地质模型的生成、矿床显示和绘图等。
1、矿床地质模型的构模方法
在矿山生产过程中，必须建立一种能形象直观的反映该地区地质结构矿床地质模型。其本质就是将矿体赋存状态描述出来并能够被计算机识别的数据的集合。为了能够确切地描述矿床结构与分布，可以分为块段构模法和界面构模法、网格构模法。
2、矿床地质模型的总体结构
将矿床赋存状态用一系列有序的数字集合加以描述，并据此以构成矿床模型。建立模型的目的就是用模型模仿原型的特征或功能，解决原型中的有关问题。露天矿的研究对象是天然赋存的煤及其覆盖物，采用计算机构模技术，则必须建立能被计算机所识别的、用一系列有序数字集合描述煤矿床赋存状态的数字模型一一煤矿床地质模型。由钻孔勘探和生产地质信息资料，通过估值程序，对建模区域内的未知地质信息进行估值，形成网格化的矿床地质数据。建立矿床模型时，首先将建模区域划分为一个若干行和若干列的网格系统，由于网格系统的有序性，故其描述的信息也有序。因此，利用网格系统，就可以方便地用有序的数字集合来表达矿床赋存特征。利用网格系统也可以描述其它地质界面或地质变量。
3、建模的内容
建模的主要内容包括：煤层、地表标高技术、基岩厚度。其中煤层包括煤层顶底板高程、煤层厚度、含煤率、灰份。三、维分层式开采模型创建与参数化开采模板设计
在露天矿开采过程中，采场一般都被划分具有一定高度的水平或倾斜分层，称为台阶。台阶开采是露天开采的典型特征。在矿床地质模型的基础上，应用计算机辅助设计技术，建立以台阶为单元的分层式矿床开采模型。三维分层式开采模型是为了更好的描述露天矿采场而设计的，在模型建立和设计的时候综合考虑了露天矿的地质情况、生产工艺和台阶的布置等因素。利用八010。仙软件建立了三维分层式开采模型，将整个采场按照设计的要求分成若干个分层，并在每个分层内布置特征点，作为矿床信息的载体，它的高程也反映了台阶底面的高程。
三维环境下通过人机交互合理划分台阶，台阶是以其顶、底盘模型描述的，而在模型中顶底盘的信息是由布置在底盘的点来储存的。所有台阶模型的空间组合构成了以台阶为单元的分层式开采模型。实施模拟开采必需制作能反映矿山工程发展时空几何约束关系及工程状态要求的开采模板；并且开采模板可以随时制作，保存，制作程序完全自动化，按不同的工作线长度、开采深度可自动生成开采模板。
在已建立的矿坑三维分层式开采模型和以台阶为单元的分层式开采模型基础上，结合设备能力、煤质指标、煤量、工程位置等生产要求，在真三维交互环境中模拟台阶推进设计和开拓运输系统设计，通过交互式编辑设计，确定最优方案并形成相应的设计图件。