Разработка трехмерной модели Акжальского месторождения

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 622.271

Разработка трехмерной модели Акжальского месторождения

Оленюк С.П.,

Жунусова Г.Е.,

Низаметдинов Ф.К.,

Смагулова А.С.

Современный уровень развития науки и техники предполагает применение в горно-добывающей области современных методов исследования, основанных на применении компьютерных технологий. Совершенствование методов исследований заключается в учёте всё большего количества необходимых параметров, усложнении исследуемых моделей и приближении их к фактической горно-геологической ситуации исследуемого месторождения. Кардинальным шагом в этом направлении является переход на трёхмерное моделирование месторождений. Работа с такими моделями позволяет не только оперативно решать горно-технические задачи, но и открывает широкие перспективы перед исследователями для применения современных аналитических и численных методов.

В настоящее время известен опыт применения 3D-моделей месторождений в специализированных коммерческих программных комплексах для решения различных горно-технических задач на горно-добывающих предприятиях (рисунок 1). Но они, как правило, ограничиваются определением запасов и планированием их извлечения.

компьютерный трехмерный моделирование месторождение

Рисунок 1 - 3D-модель карьера в системе GEMCOM

Трёхмерное моделирование несёт существенные преимущества для исследований в области геомеханики и геометризации месторождений:

- полнота анализируемых данных наиболее приближена к фактической горно-геологической ситуации;

- есть возможность оценить взаимное влияние пространственных элементов модели;

- возможна разработка и применение геомеханических методов, учитывающих объёмное распределение нагрузок;

- наглядность и информативность модели позволяет выявить скрытые проблемные участки и определить их параметры.

Исходными данными для моделирования являются результаты геологоразведки, первичная и эксплуатационная геолого-графическая информация. Это могут быть стратиграфические разрезы, данные по скважинам, результаты опробования, геологические разрезы и погоризонтные планы.

Нами выполнено трехмерное моделирование рудных тел для исследования геомеханической ситуации на месторождении Акжал. Ввиду сложности решаемого вопроса было решено создать цифровую трёхмерную модель геологической ситуации месторождения.

Первым этапом моделирования является классификация и первичная обработка исходных данных, заключающаяся в выборе необходимого и достаточного объёма геолого-графических данных (рисунок 2) и приведение их к единому формату, допускающему корректное совмещение.

В процессе моделирования было подготовлено 6 погоризонтных планов со 185-го по 305-й горизонт и 45 геологических разрезов.

В процессе моделирования было произведено ориентирование и пространственная привязка структурных элементов будущей модели. Каждый погоризонтный план, согласно сетке координат, был расположен на соответствующей высотной отметке (рисунок 3а), а геологические разрезы совмещены с вертикальными плоскостями, проходящими через соответствующие разведочные линии (рисунок 3б).

Завершающим этапом моделирования явилась трёхмерная аппроксимация геометрических параметров структурных элементов модели. При этом производится анализ их пространственного положения в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и интерполяция контурных образующих, по которым создаётся каркасная модель рудных тел (рисунок 4). Эта модель инкапсулирует в себе все необходимые параметры для пространственного представления и описания рудных тел [1].

а)

б)

Рисунок 2 - Исходные геологические данные: а - геологический разрез (профиль); б - фрагмент погоризонтного плана

а) б)

Рисунок 3 - Схема ориентирования и привязки структурных элементов модели

В результате выполненных исследований получены цифровые 3D-модели рудных тел и основных геологических элементов Акжальского месторождения, которые позволяют интегрировать их в современные аппаратно-программные комплексы для решения актуальных задач горного дела.

Рисунок 4 - Каркасная модель рудных тел

На основе каркасной модели выполняется пространственная триангуляция, в результате которой получаем трёхмерную поверхность рудных тел (рисунок 5).

Рисунок 5 - 3D-модель поверхности рудных тел

Такими задачами в нашем случае является определение геометрических параметров межрудного пространства (целиков) в окрестности крутопадающих рудных тел (рисунок 6). На основе трёхмерной модели определяются не только линейные и угловые величины мощности, падения и простирания рудных тел в любой интересующей нас плоскости, но и объём отдельных участков рудных тел и целиков.

Рисунок 6 - Использование 3D-модели при решении задач горной геометрии

Эта информация используется при анализе взаимного влияния и оценке устойчивости открытых и подземных горных выработок при комбинированной системе разработки Акжальского месторождения [2].

Разработка 3D-моделей месторождений является весьма актуальной научной и практической задачей, от успешного решения которой зависит эффективность работы горно-добывающих предприятий на основе широкого внедрения и использования современных компьютерных технологий при решении горно-геометрических и горно-технических задач.

Список литературы

1.Эрнбергер В., Файкош А. Решение горных ситуаций методами моделирования: Пер. с чешского. М.: Недра, 1988. 133 с.

2.Пересчет запасов свинцово-цинковых руд месторождения Акжал / Совместное предприятие ТОО «Novo - цинк» и ЗАО «Центргеолсъемка». Караганда, 2000.

Размещено на Allbest.ru