一种基才八叉树的地质体三维网格剖分方法

提出了一种地质体三维四面体网格的剖分方法。该法以八叉树法为基础,采用正四面体包围盒代替传统的六面体包围实体,进行八叉树剖分,直接形成比较规则的四面体网格,然后利用常见矿业软件生成的表面模型对四面体网格进行实体边界的恢复。此时,边界处的网格单元往往分布不均匀,质量不理想,并且存在一些薄元,需要优化和消除,以形成有限元分析所需的高质量四面体网格。     

基于四面体的地质体可视化与剖分研究

地质体真三维建模是地学信息系统的核心问题之一。在分析现有三维建模方法的基础上,结合地质体特点,提出基于四面体的三维GIS数据模型,该模型以钻孔数据为原始数据,通过delaunay法则构建四面体,并对其进行剖切来描述地质体的内部结构,不仅精确模拟地层,有效表达复杂构造形态,而且可以描述具有复杂边界的空间实体。     

含抗滑桩边坡有限元计算的数字化建模及稳定分析

采用等参数映射法自动形成边坡三维计算网格,考虑了抗滑桩支护结构及支护体和岩土体交界面的网格细部剖分,交界面采用无厚度接触单元剖分和模拟,并对剖分好的例子采用强度折减有限元法进行计算分析,和极限平衡法计算结果进行了对比。结果表明,利用计算机技术进行数字化建模,能有效地提高有限元计算前处理工作的速度和质量,建议的剖分方法和计算方法合理可靠。     

三维四面体网格模型在固体矿产储量估算中的研究与应用

矿体储量估算涉及到大量地质数据,传统的手工计算工作量大,计算繁琐。利用计算机以三维矿体模型为基础进行储量计算,可以有效提高矿产储量估算和管理的效率。在对当前几种常用三维矿体建模方法进行分析的基础上,选择四面体网格模型来进行矿体建模,并提出了一种基于约束的四面体网格的矿体储量计算方法。该方法的主要优点在于可以通过四面体网格模型,对矿体边界以及矿体内部品位分布等进行统一的管理,计算精度高。因此,该方法具有一定的理论研究意义和实际应用意义。     

三维四面体网格在储煤量计算中的应用

讨论了底面不平整的储煤场煤堆储煤量计算方法,提出了一种通过建立煤堆的三维四面体网格模型来计算储煤量的新方法.该方法根据推进阵面法建立煤堆四面体网格模型,通过求四面体网格体积来计算煤堆体积及储煤量.同时,基于VC 开发了矿山储煤场三维管理信息系统.     

基于GTP单纯剖分的地下实体拓扑关系形式化描述方法

以点集拓扑学为基础,用集合对单纯形和单纯复形进行了形式化描述;讨论了GTP模型进行单纯剖分的必要性和形式描述的完备性,在给出确定GTP模型顶点编号方法的基础上,对GTP模型进行单纯剖分和形式化描述;利用代数运算和集合运算相结合的方法计算出GTP模型内部和边界及相互之间的交集,运用维度扩展法判断交集的维数,并定义了一个拓扑关系集合｛disjoint,touches,within,crosses,overlaps,contains,equal｝,进一步采用面向对象的方法,推导和描述了三维实体之间的拓扑关系.     

非结构化网格剖分技术在起伏地形下直流电阻率法反演成像中的应用

直流电阻率法已经被广泛运用于工程勘察中,但是复杂的地形一直影响着直流电阻率法的勘探精度。该文从非结构化网格剖分技术中的Delaunay三角剖分法出发,以起伏地形下的直流电阻率法反演成像为目的,结合工程实例,证明了将Delaunay三角剖分技术,应用到有地形起伏的直流电阻率法反演成像中是行之有效的。     

煤系地层三维地质模型精细化表达研究

三维地质体建模精细化已成为现阶段建模技术日渐重视的研究方向之一。模型贴图作为地质体模型精细化表达的重要技术手段,长期处于建模环节中被忽略的部分,仅能初步实现粗糙的贴图效果,且存在贴图变形扭曲、边界缝隙等问题丞待解决。本文以某煤矿地层模型为研究对象,建立基础纹理样本库并提出了一种基于机器学习的纹理样本库扩充方法,采用Delaunay三角剖分技术对三维地质体进行重构,提高了网格模型质量,并选用切线空间法线贴图与边界无缝处理技术进行三维地质体贴图研究。研究结果表明,通过三角剖分以及法线技术贴图的三维地质体比现有三维地质体贴图效果更加精细美观,大大提高了三维地质体模型的真实感,解决了边界不连续的问题。     

三维矢量场的可视化

介绍了AutoCAD软件及MATLAB软件对剖分数据进行处理 ,实现三维剖分网格的显示。对不同材质区域 ,用不同颜色 ,以实现剖分结果可视化 ,给人以直观认识 ,对于三维矢量场可视化的分析及应用取得了很好的效果。     

四/六面体网格在钻杆接头应力分析中的性能研究

为了研究不同类型网格单元在螺纹接头分析中的应用效果,利用前处理软件对已配合好的公母锥螺纹接头分别进行低阶四面体、高阶四面体和六面体网格划分,将同边界条件下3种类型网格的仿真结果与静扭试验机的试验结果进行对比,结果表明,四面体网格能更好的适应钻杆锥螺纹接头的几何特征,网格划分效率高,前处理时间短;六面体网格仿真分析结果精度高,但是前处理时间将几倍于四面体网格;高阶四面体网格比低阶四面体网格精度高。     

面向地矿工程体系化3种空间插值方法的应用

地矿工程体系化与品位计算中需要应用空间插值方法。目前的插值方法有多种，但仅有少量适用于分布复杂的地矿工程，对此，根据空间数据插值的目的，指出了一般数学插值方法在地矿工程中应用的局限性，对shepard法，四面体法和克立格法3种空间插值方法在地矿工程中应用的适用性进行了详细分析，可为开展地矿工程插值研究提供选择的依据。     

矿山钻孔数据三维地层建模与可视化

三维地层建模与可视化是三维地理信息系统（Geological Information System,GIS）在地学中的重要应用,能够直观展现各类复杂的地质信息,对于实际地质分析大有帮助。为此,提出了一种基于引入四面体格网（Tetrahedral Network,TEN）的广义三棱柱（Generalized Tri-prism,GTP）模型的三维地层模型构建方法。该方法使用钻孔数据进行三维地层建模,首先以钻孔孔口数据生成地表面不规则三角网（Triangulated Irregular Network,TIN）,然后根据地层空间分布顺序,将TIN中的三角形逐个沿钻孔向下扩展生成GTP体元模型,建立三维地层模型并对其进行四面体剖分,最后使用可视化工具包（Visualization Toolkit,VTK）开发出三维地层可视化系统,实现了地层模型的三维显示及属性查询,距离、角度量测与剖切等空间分析功能。某矿山钻孔数据试验结果表明：基于引入TEN的GTP模型有助于解决空间实体剖切问题,将VTK应用于实现三维地层可视化是可行的,在可视化性能与空间分析操作等方面均有着良好的效果,对于提高矿山地质分析、地质建模与可视化效率有一定的参考价值。     

地质矿山三维建模技术研究

重点阐述了块体模型、实体模型和四面体模型的建模方法和步骤，并指出各模型的优缺点。分析了国外名地质采矿软件特点和在国内的应用现状，最后给出几点结论。     

基于Whittle的露天境界动态优化研究

开采境界圈定是露天矿山开采设计的基础，境界优化结果的优劣直接制约着矿山的整体发展效益。露天开采过程中面对的是复杂多变的地质岩体、无序的品位分布、多变的经济参数等一系列非线性动态问题，现有的主流境界优化方法未能有效考虑该类问题。为实现对露天矿山境界优化的经济动态评估以及矿山剥采均衡，将露天境界优化与地质品位、矿体赋存状态相结合，根据地质数据库采用SURPAC软件建立了矿体三维实体模型和块段品位模型。借助境界动态优化分析软件Whittle，并根据某矿山实际情况，将浮动圆锥法和LG图论法相结合，在一定的技术、经济指标条件下，生成了一系列不同价格对应的露天境界优化方案。根据矿山设计生产规模，对各个境界方案进行进度计划排产，同时考虑了资金的时间价值，引入贴现率指标，获得了各个方案的最大净现值，确定净现值最大的方案为最优方案。研究表明：该方案的提出，实现了动态条件下该矿山露天境界的高效动态优化，为露天矿山开采境界优化提供了新思路。     

采区边角煤开采方案研究

通过对采区边角煤开采现状分析,结合工作面地质条件,根据开采后残留的边角煤块段形状,探索了旋转开采、台阶开采、梯形开采、带采煤柱开采、房柱式开采等有针对性的边角煤开采方案,从而形成了边角煤开采的块段布置模式。     

一种顾及属性要素的地质图接边方法

针对分幅制作的地质图在进行接边时常出现的地质界线不衔接、地质内容划分不统一等问题,提出了一种顾及属性要素的地质图接边方法。该方法综合考虑地质要素的空间邻近度和地质属性相似度,利用聚类分析的分类功能和粗糙集的权重计算功能对接边地质体进行分析计算,有助于解决地质图接边中存在的边界匹配问题。采用该方法对3幅1∶50 000地质图进行了图幅接边及匹配试验,结果表明：相较于传统地质图接边方法,所提方法考虑了接边地质体的拓扑关系、空间走向、地质属性等信息,应用范围更广,且图幅接边更准确、高效,为大比例尺地质图无缝数据库的建设提供了有力支撑。     

露天矿生产规模优化的经济动态评估方法

为实现经济动态评估、采剥总量均衡的露天矿生产规模优化,将露天境界优化与生产规模相结合,建立矿床地质数据库、矿床三维地质实体模型和块段品位模型,综合考虑矿床品位分布不均、资金时间及矿石价格的可变性等因素对境界优化和生产规模的影响,借助境界动态优化分析软件Whittle的Milawa算法,快速生成高质量批量的露天境界,并计算出不同境界方案下的矿山动态经济指标,选择出最优境界,模拟矿山经济运营情况,从技术经济角度优化出矿山生产规模和采剥顺序;在项目依托矿山包钢白云鄂博东介勒格勒铁矿的应用结果表明：该矿山最优生产规模为130万t/a,但在当前的市场环境下,投资收益率为7.58%,矿山开采经济风险很大。为矿山企业的决策提供了科学依据。     

锚杆支护金属网力学性能与支护效果实验室研究

针对煤矿锚网喷支护巷道金属网选择及联网方式随意性大,严重影响支护质量的问题,采用实验室试验的方法对锚杆支护常用金属网的受力状态、变形状况及支护作用进行了研究。制作了专门的金属网变形破坏试验台和测力金属网,测试了3种金属网在不同支护下提供的最大护表力和挠度,分析了不同联网方式对金属网强度利用率的影响,得出3种金属网的极限承载能力和在不同支护方式下的强度利用率。指出钢筋网的强度利用率极低,联网强度是制约钢筋网充分发挥护表作用的薄弱环节。提出大幅度提高金属网的预张力是提高锚杆支护效果的重要方法和途径。     

基于ArcGIS的地质矿产空间数据库建设与质量控制方法研究

本文是基于全球地质矿产空间数据库建设项目,以捷克共和国的数据库建设及质量控制为例,在针对基于ArcGIS的地质矿产数据库的建设的同时,对数据生产过程中的数据质量控制方法进行了探讨与研究。对目前的数据库生产及质量管理进行了分析,提出利用现代管理方法中的过程方法进行地质矿产数据库生产过程中的质量管理。