复杂矿体模型多域自适应网格剖分方法

针对轮廓线拼接法在复杂矿体建模时无法处理多域邻接特征的问题，应用Delaunay细分方法实现了一种适用于多域复杂矿体的网络剖分方法，不仅可以生成多域表面模型，还可以同时对不同域的矿体进行网格剖分，便于后期进行多域复杂矿体的有限元模拟。该方法通过约束Delaunay三角剖分来近似域和曲面，以及在Delaunay细分中确保对域的近似精度和对单元的网格质量。在约束Delaunay三角剖分的基础上，通过多标签算法对子域进行封装，并对中间域进行分离或通过距离场对中间域进行拟合，修改多域多面体的预测构造方法，实现了对多域多面体的自适应网格剖分方法。对河北省北洺河铁矿复杂矿体建模的试验结果表明，该方法除了可以生成无缝、连续的多域模型之外，通过网格优化还可以生成高质量的四面体和三角网格，避免轮廓线拼接法大量退化和奇异三角形的存在。同时该方法在逆向工程、有限元分析、科学计算可视化等领域中也都具有重要的应用价值。     

基于空间结构性的距离幂次反比法品位估值研究

为使距离反比加权法（ＩＤＷ）的估值结果反映出矿石品位的空间结构性，提出了基于数据空间结构性的距离反比加权估值方法（ＳＩＤＷ）。对钻孔样品按长度进行品位组合，通过计算矿体走向、倾向和厚度方向的变异函数分析组合样品中矿石品位的空间结构性。根据变异函数的方向和变程建立表示结构性的各项异性椭球体模型，利用线性变换矩阵将样品的品位数据的各向异性转换为各向同性，从而将样品搜索范围从与矿体产状一致的椭球体转换为球体，进而将计算权重的距离转换为各项同性变换后的距离。以某铜矿为例，分别将ＩＤＷ 和ＳＩＤＷ 的估值结果与普通克里格法的估值结果进行对比分析，３种方法的品位估值结果的平均值和标准差基本一致，但 ＳＩＤＷ 与普通克里格法估值结果的相关系数、相对误差的平均值和标准差等指标均优于ＩＤＷ，说明基于数据空间结构性的距离反比加权法与普通克里格法的品位估值结果更接近，能够以简单的方法较大程度地反映矿石品位的空间变化，得到较好的矿石品位估值结果。      

矿石崩落块度的三维建模技术及块度预测

以金川集团Ⅲ矿区为研究对象,根据现场不连续面参数调查结果,利用Monte Carlo模拟方法,产生不连续面综合数据库。然后确定构成岩块的节理面数量、建立三维坐标系统中节理面方程、确定构成岩块的顶点和每个顶点的坐标,并计算岩块的体积、判别岩块的形状特征,从而对矿石崩落块度进行预测。矿石的崩落块度直接影响采场的底部结构设计、出矿设备的选择、二次破碎、炸药消耗的估算等。经过模拟得出的崩落块度预测结果为: 等效尺寸大于0.9 m的块体筛上累积体积百分比为38.2 %,大于1.3 m的块体筛上累积体积百分比为17.2 %。     

基于空间结构性的距离幂次反比法品位估值研究

为使距离反比加权法(IDW)的估值结果反映出矿石品位的空间结构性,提出了基于数据空间结构性的距离反比加权估值方法(SIDW)。对钻孔样品按长度进行品位组合,通过计算矿体走向、倾向和厚度方向的变异函数分析组合样品中矿石品位的空间结构性。根据变异函数的方向和变程建立表示结构性的各项异性椭球体模型,利用线性变换矩阵将样品的品位数据的各向异性转换为各向同性,从而将样品搜索范围从与矿体产状一致的椭球体转换为球体,进而将计算权重的距离转换为各项同性变换后的距离。以某铜矿为例,分别将IDW和SIDW的估值结果与普通克里格法的估值结果进行对比分析,3种方法的品位估值结果的平均值和标准差基本一致,但SIDW与普通克里格法估值结果的相关系数、相对误差的平均值和标准差等指标均优于IDW,说明基于数据空间结构性的距离反比加权法与普通克里格法的品位估值结果更接近,能够以简单的方法较大程度地反映矿石品位的空间变化,得到较好的矿石品位估值结果。     

平面连通巷道三维实体分层建模方法

提出了平面连通巷道的分层建模解决方案:对巷道中心线进行求交点、打断操作,建立结点-路径网络拓扑图;根据外层路径优先搜索原则,提取图中所有的"闭环",获取各中心线断面数据;对闭环的边界路径进行偏移、连接操作,生成分层轮廓线;对相邻轮廓线和顶、底轮廓线分别实现巷道体的网格三角化。实验结果表明,该算法充分利用结点-路径的拓扑关系以及各中心线的断面信息,实现简单,适用于同一中段中心线任意复杂情况下的连通巷道实体建模。