一种矿岩量计算方法及其装置与流程

本发明涉及地质监测技术领域，特别是涉及一种矿岩量计算方法及其装置。

背景技术：

在地质监测过程中，往往需要对矿体进行模型构建，然后依据构建的矿体模型来计算地下的矿岩量。

目前多采用三维矿体建模技术构建三维矿体模型，但是该种建模方式，建模工作量过大，且计算量和数据量也过大，模型构建困难。

因此，如何提供一种计算量小的矿岩量计算方法及其装置是本领域技术人员目前需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种矿岩量计算方法及其装置，能够简化矿体模型的构建过程，且能够减小矿岩量的计算及模型的构建过程中的计算量。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种矿岩量计算方法，包括：

生成地下预设深度范围内的分层平面图，相邻分层平面图的高度差为一个台阶高度；

将各张所述分层平面图内的矿条分别离散为块体，得到所述预设深度范围内的块体模型；

依据待计算范围内的地形构建三角网面模型；

将所述三角网面模型在水平方向离散为多个矩形面；

令每个所述矩形面的中心点到自身上方的所述三角网面模型的距离作为所述矩形面的高度，得到矩形体模型；

在所述矩形体模型内通过套用所述待计算范围内的块体计算得到矿岩量。

优选地，所述将各层所述分层平面图分别离散为块体，得到块体模型的过程具体为：

依据矿体的地质部位及深度确定每个台阶高度内的矿体倾角；

依据所述矿体倾角以及矿体高度确定矿体在一个矿体高度内的错动距离；

将所述错动距离作为块体的长和宽，将所述矿体高度作为所述块体的高，得到所述块体的尺寸；

依据所述尺寸将各张所述分层平面图内的矿条分别离散为所述块体，得到所述预设深度范围内的块体模型。

优选地，所述将各张所述分层平面图内的矿条分别离散为块体之前还包括：

将每张所述分层平面图复制特定张数，所述特定张数为所述台阶高度与所述矿体高度的比值取整后减1；

令第i张复制分层平面图在自身本体分层平面图的基础上下降i*所述矿体高度的距离，且第i张所述复制分层平面图在所述本体分层平面图的基础上按照所述矿体倾角的方向错动i个错动距离，得到细化后的分层平面图；其中，1≤i≤所述特定张数；

之后将各张所述细化后的分层平面图内的矿条分别离散为块体。

优选地，所述依据待计算范围内的地形构建三角网面模型的过程具体为：

依据自然地形线构筑地形三角网；

删除所述地形三角网内多余的三角面；

在所述地形三角网外添加一个包围所述地形三角网的边界线，所述边界线高程为0；

删除所述地形三角网内与所述边界线顶点关联的三角形，得到所述三角网面模型。

优选地，所述矿岩量包括地质量、结存量、境界量、计划量、验收量中的任一种或任意几种的组合。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种矿岩量计算装置，包括：

分层图生成模块，用于生成地下预设深度范围内的分层平面图，相邻分层平面图的高度差为一个台阶高度；

块体模型生成模块，用于将各张所述分层平面图内的矿条分别离散为块体，得到所述预设深度范围内的块体模型；

三角网面构建模块，用于依据待计算范围内的地形构建三角网面模型；

矩形模型构建模块，用于将所述三角网面模型在水平方向离散为多个矩形面；令每个所述矩形面的中心点到自身上方的所述三角网面模型的距离作为所述矩形面的高度，得到矩形体模型；

矿岩量计算模块，用于在所述矩形体模型内通过套用所述待计算范围内的块体计算得到矿岩量。

优选地，所述块体模型生成模块具体包括：

倾角确定单元，用于依据矿体的地质部位及深度确定每个台阶高度内的矿体倾角；

错动确定单元，用于依据所述矿体倾角以及矿体高度确定矿体在一个矿体高度内的错动距离；

尺寸确定单元，用于将所述错动距离作为块体的长和宽，将所述矿体高度作为所述块体的高，得到所述块体的尺寸；

模型离散单元，用于依据所述尺寸将各张所述分层平面图内的矿条分别离散为所述块体，得到所述预设深度范围内的块体模型。

优选地，所述分层图生成模块还包括：

复制单元，用于将每张所述分层平面图复制特定张数，所述特定张数为所述台阶高度与所述矿体高度的比值取整后减1；

细化单元，用于令第i张复制分层平面图在自身本体分层平面图的基础上下降i*所述矿体高度的距离，且第i张所述复制分层平面图在所述本体分层平面图的基础上按照所述矿体倾角的方向错动i个错动距离，得到细化后的分层平面图；其中，1≤i≤所述特定张数；

相应的，所述块体模型生成模块将各张所述细化后的分层平面图内的矿条分别离散为块体。

优选地，所述三角网面构建模块具体包括：

初始构建单元，用于依据自然地形线构筑地形三角网；

第一删除单元，用于删除所述地形三角网内多余的三角面；

边界生成单元，用于在所述地形三角网外添加一个包围所述地形三角网的边界线，所述边界线高程为0；

第二删除单元，用于删除所述地形三角网内与所述边界线顶点关联的三角形，得到所述三角网面模型。

本发明提供了一种矿岩量计算方法及其装置，通过将地下分层平面图内的矿条离散为块体，来获得块体模型，之后将待计算范围内的地形构建为三角网面模型并进一步离散为矩形面得到矩形体模型，之后将块体模型套用至矩形体模型内，即可方便的获知待计算范围内的矿岩量。可见，本发明的模型构建过程简单，计算量小，大大方便了矿岩量的计算。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种矿岩量计算方法的过程的流程图；

图2为本发明提供的一种块体模型的构建过程的流程图；

图3为本发明提供的一种三角网面模型的构建过程的流程图；

图4为本发明提供的一种矿岩量计算装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种矿岩量计算方法及其装置，能够简化矿体模型的构建过程，且能够减小矿岩量的计算及模型的构建过程中的计算量。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种矿岩量计算方法，参见图1所示，图1为本发明提供的一种矿岩量计算方法的过程的流程图；该方法包括：

步骤s1：生成地下预设深度范围内的分层平面图，相邻分层平面图的高度差为一个台阶高度；

可以理解的是，分层平面图的生成过程为：每隔特定距离获取一张地面剖面图，将矿条信息依次一层层地从获得的地面剖面图中筛选出来并整合到一起，则得到地下预设深度得分层平面图。另外，每张分层平面图所代表的地下深度为预设好的特定深度，两张相邻分层平面图的深度差也为固定值，即自特定深度起，每隔固定深度获得一张分层平面图。

步骤s2：将各张分层平面图内的矿条分别离散为块体，得到预设深度范围内的块体模型；

需要注意的是，这里的矿条并不一定指的是矿石的分布区域，也有可能是岩石的分布区域，具体是矿石还是岩石与分层平面图所表现的部分区域的实际情况相关。

步骤s3：依据待计算范围内的地形构建三角网面模型；

步骤s4：将三角网面模型在水平方向离散为多个矩形面；

步骤s5：令每个矩形面的中心点到自身上方的三角网面模型的距离作为矩形面的高度，得到矩形体模型；

可以理解的是，由于三角网面不能直接套用块体模型计算矿量，因此需要将三角网面模型离散为矩形体模型。而矩形体模型具体为多个高程不同的矩形面逼近地形(即逼近三角网面模型)后得到的，每个矩形面对应的高程即为其中心点到自身上方的三角网面模型的距离。

步骤s6：在矩形体模型内通过套用待计算范围内的块体计算得到矿岩量。

这里的套用即指的是：将块体填充在矩形体模型内，填充块体的数量即为对应的矿岩量。

具体的，参见图2所示，图2为本发明提供的一种块体模型的构建过程的流程图；步骤s2的过程具体为：

步骤s201：依据矿体的地质部位及深度确定每个台阶高度内的矿体倾角；

可以理解的是，由于矿体在上下及东西的倾斜度都不同，因此为了得到准确的矿条需要确定矿体的倾角。由于分层平面图每隔一个台阶高度生成一张，而矿体的倾角不可能一直不变，因此需要每个台阶高度内均计算其相应的矿体倾角。

步骤s202：依据矿体倾角以及矿体高度确定矿体在一个矿体高度内的错动距离；

这里的错动距离指的是矿体每下降一块，就沿倾斜方向错动的距离。

步骤s203：将错动距离作为块体的长和宽，将矿体高度作为块体的高，得到块体的尺寸；

步骤s204：依据该尺寸将各张分层平面图内的矿条分别离散为块体，得到预设深度范围内的块体模型。

进一步可知，步骤s204中，将各张分层平面图内的矿条分别离散为块体之前还包括：

将每张分层平面图复制特定张数，特定张数为台阶高度与矿体高度的比值取整后减1；

令第i张复制分层平面图在自身本体分层平面图的基础上下降i*矿体高度的距离，且第i张复制分层平面图在本体分层平面图的基础上按照矿体倾角的方向错动i个错动距离，得到细化后的分层平面图；其中，1≤i≤特定张数；

之后将各张细化后的分层平面图内的矿条分别离散为块体。

可以理解的是，两张分层平面图之间的距离为一个台阶高度，这个高度一般是较高的，例如为15米，这样导致最终得到的块体模型精度不高，为了提高精度，则需要在两张相邻的分层平面图之间细化增加一些复制的分层平面图，这些复制的分层平面图在两张相邻的分层平面图之间均匀分布，且自上而下依据相应的矿体倾角进行错动，保证增加的这些复制分层平面图的准确性。

例如，假设台阶高度为15米，块体高度为5米，则将分层平面图复制2张，第1张复制分层平面图在自身本体分层平面图的基础上下降5米，并按照矿体倾角的方向错动1个错动距离(假设本体分层平面图对应的错动距离为3.5米，55度倾角)；第2张制分层平面图在自身本体分层平面图的基础上下降10米，并按照矿体倾角的方向错动2个错动距离(即7米)。

需要注意的是，每个块体均需要保存该位置矿石的全部信息(品级，矿带，级别，品位，部位，磨选等级，回收率等)。

其中，步骤s3中的三角网面模型中的三角网面，是由三维点线构成的，具体是由顶底两个曲面围成，且顶底均为地形面，参见图3所示，图3为本发明提供的一种三角网面模型的构建过程的流程图；步骤s3的过程具体为：

步骤s301：依据自然地形线构筑地形三角网；

即通过限定地形周界，来限定计算的区域。

步骤s302：删除地形三角网内多余的三角面；

步骤s303：在地形三角网外添加一个包围地形三角网的边界线，边界线高程为0；

步骤s304：删除地形三角网内与边界线顶点关联的三角形，得到三角网面模型。

另外，这里的矿岩量包括地质量、结存量、境界量、计划量、验收量中的任一种或任意几种的组合。当然，这里的矿岩量也可包括其他依据矿石或岩石的数量体积计算的矿量值，具体本发明不作限定。

本发明中的方法可以采用autocad作为开发平台，vba作为开发语言；实现图形和数据的转化，当然，也可采用其他方式实现，本发明不限定实现上述方法的具体软硬件工具以及算法。

本发明提供了一种矿岩量计算方法，通过将地下分层平面图内的矿条离散为块体，来获得块体模型，之后将待计算范围内的地形构建为三角网面模型并进一步离散为矩形面得到矩形体模型，之后将块体模型套用至矩形体模型内，即可方便的获知待计算范围内的矿岩量。可见，本发明的模型构建过程简单，计算量小，大大方便了矿岩量的计算。

本发明还提供了一种矿岩量计算装置，参见图4所示，图4为本发明提供的一种矿岩量计算装置的结构示意图。该装置包括：

分层图生成模块1，用于生成地下预设深度范围内的分层平面图，相邻分层平面图的高度差为一个台阶高度；

块体模型生成模块2，用于将各张分层平面图内的矿条分别离散为块体，得到预设深度范围内的块体模型；

三角网面构建模块3，用于依据待计算范围内的地形构建三角网面模型；

矩形模型构建模块4，用于将三角网面模型在水平方向离散为多个矩形面；令每个矩形面的中心点到自身上方的三角网面模型的距离作为矩形面的高度，得到矩形体模型；

矿岩量计算模块5，用于在矩形体模型内通过套用待计算范围内的块体计算得到矿岩量。

其中，块体模型生成模块2具体包括：

倾角确定单元，用于依据矿体的地质部位及深度确定每个台阶高度内的矿体倾角；

错动确定单元，用于依据矿体倾角以及矿体高度确定矿体在一个矿体高度内的错动距离；

尺寸确定单元，用于将错动距离作为块体的长和宽，将矿体高度作为块体的高，得到块体的尺寸；

模型离散单元，用于依据尺寸将各张分层平面图内的矿条分别离散为块体，得到预设深度范围内的块体模型。

进一步可知，分层图生成模块1还包括：

复制单元，用于将每张分层平面图复制特定张数，特定张数为台阶高度与矿体高度的比值取整后减1；

细化单元，用于令第i张复制分层平面图在自身本体分层平面图的基础上下降i*矿体高度的距离，且第i张复制分层平面图在本体分层平面图的基础上按照矿体倾角的方向错动i个错动距离，得到细化后的分层平面图；其中，1≤i≤特定张数；

相应的，块体模型生成模块2将各张细化后的分层平面图内的矿条分别离散为块体。

其中，三角网面构建模块3具体包括：

初始构建单元，用于依据自然地形线构筑地形三角网；

第一删除单元，用于删除地形三角网内多余的三角面；

边界生成单元，用于在地形三角网外添加一个包围地形三角网的边界线，边界线高程为0；

第二删除单元，用于删除地形三角网内与边界线顶点关联的三角形，得到三角网面模型。

本发明提供了一种矿岩量计算装置，通过将地下分层平面图内的矿条离散为块体，来获得块体模型，之后将待计算范围内的地形构建为三角网面模型并进一步离散为矩形面得到矩形体模型，之后将块体模型套用至矩形体模型内，即可方便的获知待计算范围内的矿岩量。可见，本发明的模型构建过程简单，计算量小，大大方便了矿岩量的计算。

另外，本发明提供的方法及装置可以用于计算钒钛磁铁矿的矿岩量，也可以用于其他类型的矿石或岩石，本发明不限定其应用范围。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。