在21世紀礦業(yè)全球化競爭的背景下,充分利用以計算機和信息技術(shù)為代表的新興技術(shù),提高我國礦產(chǎn)業(yè)的資源勘查、開發(fā)、加工利用和管理水平,已成為解決我國日益嚴重的資源瓶頸問題、提高礦產(chǎn)資源開發(fā)利用效率和效益、確保礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。 數(shù)字礦山是礦山企業(yè)將信息化技術(shù)創(chuàng)新與管理創(chuàng)新相結(jié)合的集成創(chuàng)新模式。礦山的生產(chǎn)活動基于真三維的動態(tài)地質(zhì)環(huán)境和工程環(huán)境,全部礦山活動均在真三維地質(zhì)和工程環(huán)境中進行,因此,數(shù)字礦山必須以三維數(shù)字化建模理論和可視化技術(shù)為基礎,系統(tǒng)構(gòu)建礦山三維地質(zhì)模擬和礦山工程模擬的可視化平臺。基于此,本文重點開展了三維地質(zhì)模擬、資源與開采環(huán)境評價、儲量及生產(chǎn)礦量動態(tài)管理的研究。論文主要工作成果如下： 1、全面分析了礦床(山)三維數(shù)字化建模的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢以及研究中存在的問題; 2、在充分研究數(shù)字高程模型優(yōu)化算法、線框建模算法以及地質(zhì)體剖分算法的基礎上,實現(xiàn)了地表模型、線框模型的構(gòu)建以及六面體、四面體剖分； 3、討論了趨勢面法、距離冪次反比法、變異函數(shù)計算法、克立格估值法和塊段模型的建模方法,通過合理的估值結(jié)構(gòu)設置,如搜索工程數(shù)與搜索半徑設置,實現(xiàn)了基于地質(zhì)統(tǒng)計學計算結(jié)果的儲量分...

【文章頁數(shù)】：151 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第一章 緒論
    1.1 問題的提出及研究意義
    1.2 主要研究內(nèi)容
    1.3 研究思路和技術(shù)路線
    1.4 主要研究成果
    1.5 本章小結(jié)
第二章 國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀
    2.1 礦床三維空間構(gòu)模理論研究現(xiàn)狀
        2.1.1 基于面模型的構(gòu)模
        2.1.2 基于體模型的構(gòu)模
        2.1.3 混合構(gòu)模
    2.2 礦床三維可視化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及其動態(tài)
    2.3 本章小結(jié)
第三章 復雜地質(zhì)體三維幾何模型構(gòu)建算法
    3.1 數(shù)字高程模型(DEM)優(yōu)化算法
        3.1.1 Voronoi圖和Delaunay三角網(wǎng)
        3.1.2 Delaunay三角網(wǎng)的算法
    3.2 線框建模算法
        3.2.1 三維空間問題向二維平面問題的轉(zhuǎn)換
        3.2.2 線框間三角網(wǎng)的構(gòu)網(wǎng)算法
        3.2.3 線框構(gòu)模優(yōu)化技術(shù)
    3.3 線框模型有效性檢驗
    3.4 基于三維網(wǎng)格模型的復雜地質(zhì)體布爾運算算法
    3.5 地質(zhì)體體積計算
    3.6 地質(zhì)體六面體剖分算法
    3.7 地質(zhì)體四面體剖分算法
    3.8 本章小結(jié)
第四章 資源與開采環(huán)境評價理論與方法
    4.1 地質(zhì)變量空間估值方法
        4.1.1 區(qū)域化變量
        4.1.2 地質(zhì)統(tǒng)計學方法
        4.1.3 趨勢面法
        4.1.4 距離冪次反比法
        4.1.5 變異(或協(xié)方差)函數(shù)計算方法
    4.2 巖性賦值方法
    4.3 塊段模型
        4.3.1 規(guī)則塊段模型
        4.3.2 變塊模型
        4.3.3 線框塊段嵌套模型
    4.4 基于地質(zhì)統(tǒng)計學的資源儲量估算與評價
        4.4.1 資源儲量估算方法選擇
        4.4.2 搜索橢球體及其參數(shù)
        4.4.3 地質(zhì)可靠程度的確定
    4.5 多介質(zhì)復雜地質(zhì)模型及其力學模型轉(zhuǎn)化方法
        4.5.1 線框模型
        4.5.2 表面模型
        4.5.3 實體模型
        4.5.4 三維地質(zhì)建模軟件與數(shù)值模擬軟件的耦合方式
    4.6 本章小結(jié)
第五章 三維數(shù)字化建模平臺架構(gòu)
    5.1 軟件平臺的開發(fā)模式
    5.2 平臺分層管理機制
        5.2.1 數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)分類、流程與儲存策略
        5.2.2 實現(xiàn)層的體系結(jié)構(gòu)
    5.3 平臺體系結(jié)構(gòu)與插件管理機制
    5.4 平臺主要功能模塊設計
    5.5 本章小結(jié)
第六章 塘子凹礦床三維數(shù)字化建模研究
    6.1 地質(zhì)概況
        6.1.1 礦床地質(zhì)
    6.2
        6.2.2 樣品組合
        6.2.3 樣品統(tǒng)計分析
        6.2.4 組合樣品位變異函數(shù)計算及分析
    6.3 可視化地質(zhì)實體建模
        6.3.1 數(shù)據(jù)處理
        6.3.2 地表模型
        6.3.3 斷層線框模型
        6.3.4 礦體線框模型
        6.3.5 線框模型布爾運算
    6.4 礦床塊段模型建模
        6.4.1 塊段模型原型
        6.4.2 單元塊屬性賦值
        6.4.3 塊段模型的優(yōu)化
    6.5 儲量統(tǒng)計與分級計算
    6.6 本章小結(jié)
第七章 基于徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡的礦床品位估值模型研究
    7.1 徑向基函數(shù)及徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡
        7.1.1 徑向基函數(shù)
        7.1.2 徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡
    7.2 品位估值的徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡構(gòu)建技術(shù)
        7.2.1 輸入層變量及其個數(shù)的確定
        7.2.2 隱含層徑向基函數(shù)個數(shù)、中心與寬度的自適應設定
    7.3 軟件開發(fā)與工程驗證
        7.3.1 軟件開發(fā)
        7.3.2 工程驗證
    7.4 本章小結(jié)
第八章 基于可視化平臺的礦山儲量動態(tài)管理研究
    8.1 礦山儲量分類、生產(chǎn)礦量和儲量升級
        8.1.1 礦山儲量的分類
        8.1.2 生產(chǎn)(三級)礦量
        8.1.3 儲量升級
    8.2 邊界品位確定及儲量動態(tài)計算的可視化實現(xiàn)
        8.2.1 邊屆品位確定
        8.2.2 塘子凹33#礦體儲量動態(tài)計算的實現(xiàn)
    8.3 資源消耗量、保有儲量
    8.4 采空區(qū)和礦柱三維建模
        8.4.1 采空區(qū)三維建模
        8.4.2 礦柱三維建模
    8.5 生產(chǎn)(三級)礦量管理
        8.5.1 生產(chǎn)(三級)礦量的劃分
        8.5.2 生產(chǎn)(三級)礦量的計算
    8.6 本章小結(jié)
第九章 基于可視化平臺的采礦方案優(yōu)化
    9.1 塘子凹32-3#礦體開采技術(shù)條件
        9.1.1 礦石組成及結(jié)構(gòu)構(gòu)造
        9.1.2 礦體的賦存特征
        9.1.3 礦巖穩(wěn)固條件
        9.1.4 礦體周圍環(huán)境條件
        9.1.5 水文及其它開采技術(shù)條件
        9.1.6 結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度
    9.2 基于可視化平臺的采礦方案優(yōu)化與選擇
        9.2.1 采礦方案技術(shù)經(jīng)濟比較和選擇
        9.2.2 礦塊和采場劃分
        9.2.3 采切工程布置
        9.2.4 三維有限元模擬與分析
    9.3 本章小結(jié)
第十章 基于可視化平臺的生產(chǎn)計劃編制
    10.1 生產(chǎn)計劃編制系統(tǒng)的基本原理
        10.1.1 基于可視化平臺的生產(chǎn)計劃編制技術(shù)概述
        10.1.2 數(shù)據(jù)準備
        10.1.3 數(shù)據(jù)檢驗
        10.1.4 參數(shù)指定
        10.1.5 計劃執(zhí)行
        10.1.6 結(jié)果輸出
    10.2 高峰山I-1礦體中盤區(qū)采掘計劃編制
        10.2.1 工程概況
        10.2.2 采準工程設計
        10.2.3 采場爆破設計
        10.2.4 技術(shù)經(jīng)濟指標
        10.2.5 計劃參數(shù)指定
    10.3 采掘計劃結(jié)果分析
    10.4 本章小結(jié)
第十一章 結(jié)論與展望
    11.1 結(jié)論
    11.2 展望
參考文獻
致謝
附錄: 攻讀博士學位期間發(fā)表的論文、科研及獎勵目錄
    1、所發(fā)表的論文
    2、所從事的科研項目
    3、所獲獎勵



本文編號：3772648