一种估算砂石开采量的方法与流程

本发明涉及一种估算砂石开采量的方法。

背景技术：

1、随着社会经济的发展，基础设施建设对砂石的需求不断增加。随着环保意识的不断提高，绿色砂石开发逐渐成为行业发展的趋势。然而，在绿色砂石开发过程中，如何科学评估开发储量，避免资源浪费和环境污染，是当前亟待解决的问题。

2、cn202311250333.5公开了一种基于智慧化平台的砂石系统经营动态管理方法，该现有技术解决了现在砂石经营依靠经验，一定程度上造成资源浪费，企业生产成本高的问题。其包括营业收入测算模块、实时成本测算模块、成本构成分析模块、销售动态预测模块、生产计划制定模块、开采计划制定模块、采购计划制定模块。该现有技术通过智慧平台实现成本利润的自动管控，系统分析成本水平与构成实时动态及驱动原因，为制订经营计划、管理决策提供重要依据。但是，该现有技术是从利润角度出发，解决成本问题，却没有从资源浪费和环境污染角度，评估砂石的开采量。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：如何科学评估开发储量，避免资源浪费和环境污染，因此，提供一种估算砂石开采量的方法。

2、为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

3、一种估算砂石开采量的方法，包括如下步骤：

4、步骤1，收集数据，确定砂石料场的开采边界；

5、步骤2，获取砂石料场高程及地形数据；

6、步骤3，获取勘察数据，收集该砂石料场勘察报告或通过地质钻探、探槽及大地电磁、微动探测获取绿色砂石开发区域范围内详细完整的地质信息；

7、步骤4，利用计算机辅助设计软件gocad、rhino、3dmine，构建涵盖整个开发范围的地质体三维数值模型，该三维数值模型包括绿色砂石计算所需的全部地质体信息，如覆盖层、强风化层、软弱层及各种裂隙及节理地质构造；

8、步骤5，将绿色砂石开采方案进行三维化处理，转化为能导入步骤4建立的三维地质模型数据资料；

9、步骤6，将绿色砂石三维地质模型并与开采方案三维设计数据资料，按照统一的坐标及高程进行结合，构建绿色砂石开发储量智慧化三维地质计算模型系统；

10、所属的储量智慧化三维地质计算模型系统根据设定的高程及坐标范围条件，模拟开发方案开挖及治理过程，分别计算开挖砂石资源量及绿色矿山生态治理量；通过设定的各费用，计算出绿色砂石开挖价值及治理费用；

11、步骤7，利用步骤6所述的储量智慧化三维地质计算模型系统，通过调整各开挖及治理方案，分别计算砂石产出价值及绿色矿山生态治理费用，通过多次循环，从而得出绿色砂石具有开采价值的开发储量。

12、步骤6具备包括：

13、步骤6.1：建模环境的参数配置：在gocad中建立建模项目之后，需要对建模的具体环境参数进行设置，包括投影坐标系、高程起点以及具体坐标轴和属性参数的单位，并对所述数据进行预处理；

14、步骤6.2导入钻井位置信息；

15、步骤6.3导入钻孔数据中的地层标记信息；

16、步骤6.4：标准层序的建立：构建三维地质模型的基础是标准层序的建立。将不同地层按照地质年代等标准进行层序划分，在gocad中，选择地层建模和地质网格划分工作流，gocad会按照地层出现的先后顺序对可能的标准层序进行推断；

17、步骤6.5：构建模型的边界：gocad提供了根据数据的分布范围自动计算模型边界和手动绘制模型边界两种模式；

18、步骤6.6：地层面的构建：通过地层面的构建直观的看到不同地层之间的空间几何关系和地层的分布情况；

19、步骤6.7：三维地质体模型的构建：依据gocad工作流程中的solid功能或grid功能填充三维地质模型并赋予其内部构造信息，进行砂石矿三维地质建模；并通过使用gocad中的转换工具，将构建出来的地层平面模型转换为地质体模型；

20、步骤6.8三维地质网格的划分。三维地质网格的划分是计算地质体体积的基础，通过将建立出来的三维地层模型按照合适的经度进行网格划分，实现对工程开挖土方量以及矿产和油藏含量的分析；

21、步骤6.9：开采土石量计算：通过对划分后的三维网格的体积进行计算，便可以得出开挖过程中的土石量；

22、步骤6.10：地质体性质模型构建：在完成地质体几何模型的构建之后，使用gocad的储层性质工作流进行地质体物理属性的建模。

23、步骤6.1中，预处理包括：得到能导入常见三维地质处理软件的地理信息数据；对勘察数据进行检查、图像处理、文档制作、分类归档，利用arcgis、mapgis软件进行数字化工作，按建立三维地质数据库数据模型的要求，对数据的质量问题进行检查、修正和补充。

24、步骤6.2具体为：

25、步骤6.2.1：选择导入以列为基准的井位置信息；

26、步骤6.2.2：需要导入的信息包含钻井在投影坐标系下的x、y坐标，高程，以及钻孔总深度信息；

27、步骤6.2.3：导入后的钻井位置信息。

28、步骤6.3的具体步骤为：

29、步骤6.3.1：选择导入以列为基准的地层标记信息；

30、步骤6.3.2：需要导入的信息包括地层标记符号、对应的钻井编号以及该地层距离钻井所在地面的总深度；若钻井为倾斜井，则还需要钻井的倾斜角和方位角信息；

31、步骤6.3.3：导入完成后的地层标记信息。

32、在步骤6.6中，在三维地质模型的构建中，gocad采用离散平滑插值算法，其数学描述为：

33、设是定义在所有网格节点k∈ω上的函数，并且仅在ω的子集上，已知；l为节点l∈ω的集合，未知，i＝ω-l；

34、定义在ω上的函数通过已知点{:l∈l}的插值结果是无穷的，dsi的目标是从这些函数中确定使给定准则最小的函数，其中被称为的全局粗糙度。

35、步骤6.9：计算三维网格体积的基本思路是：计算网格中每个三角面对应的体积并将其加起来；具体为：计算从原点(0，0，0，0)到三角面的四面体的体积，如果有一个3×3矩阵，其中每行表示一个顶点(vertex)，其代表一个四面体，则该四面体的体积是矩阵行列式的六分之一；将所有这些四面体加起来得到就是三维网格的总体积。

36、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明提供了一种估算绿色砂石开发储量的方法，能够综合考虑砂石覆盖层厚度、开挖方式、稳定性评价、治理费用等因素，建立三维储量计算模型，考虑不同的方案对开发储量的影响，能够实现绿色砂石开发储量的准确估算。

技术特征：

1.一种估算砂石开采量的方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种估算砂石开采量的方法，其特征在于：步骤6具备包括：

3.根据权利要求2所述的一种估算砂石开采量的方法，其特征在于：步骤6.1中，预处理包括：得到能导入常见三维地质处理软件的地理信息数据；对勘察数据进行检查、图像处理、文档制作、分类归档，利用arcgis、mapgis软件进行数字化工作，按建立三维地质数据库数据模型的要求，对数据的质量问题进行检查、修正和补充。

4.根据权利要求2所述的一种估算砂石开采量的方法，其特征在于：步骤6.2具体为：

5.根据权利要求2所述的一种估算砂石开采量的方法，其特征在于：步骤6.3的具体步骤为：

6.根据权利要求2所述的一种估算砂石开采量的方法，其特征在于：在步骤6.6中，在三维地质模型的构建中，gocad采用离散平滑插值算法，其数学描述为：

7.根据权利要求2所述的一种估算砂石开采量的方法，其特征在于：步骤6.9：计算三维网格体积的基本思路是：计算网格中每个三角面对应的体积并将其加起来；具体为：计算从原点(0，0，0，0)到三角面的四面体的体积，如果有一个3×3矩阵，其中每行表示一个顶点(vertex)，其代表一个四面体，则该四面体的体积是矩阵行列式的六分之一；将所有这些四面体加起来得到就是三维网格的总体积。

技术总结
一种估算砂石开采量的方法，包括如下步骤：步骤1，收集数据，确定砂石料场的开采边界；步骤2，获取砂石料场高程及地形数据；步骤3，获取勘察数据；步骤4，构建涵盖整个开发范围的地质体三维数值模型；步骤5，将绿色砂石开采方案进行三维化处理；步骤6，构建绿色砂石开发储量智慧化三维地质计算模型系统；步骤7，利用步骤6所述的储量智慧化三维地质计算模型系统，通过调整各开挖及治理方案，分别计算砂石产出价值及绿色矿山生态治理费用，通过多次循环，从而得出绿色砂石具有开采价值的开发储量。本发明能够综合考虑砂石覆盖层厚度、开挖方式、稳定性评价、治理费用等因素，建立三维储量计算模型，能够实现绿色砂石开发储量的准确估算。

技术研发人员：王洪运,严迪春,张险峰,霍春安,郭军辉,王金磊,杨铁锤,李嘉炎
受保护的技术使用者：中国电建集团河南省电力勘测设计院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31