Особенности геологического строения Белоусовского колчеданно-полиметаллического месторождения (Восточный Казахстан) по результатам трехмерного компьютерного моделирования

Глава 5. Трёхмерное моделирование 4-й залежи.

Трехмерная модель месторождений полезных ископаемых (дальше для краткости 3D-модель) позволяет представить геологическую структуру месторождения самым наглядным образом. Это касается не только объемного облика рудного объекта, но и возможности рассматривать его под разными ракурсами при разном освещении. Готовую модель можно разрезать в любом направлении, построить разные блок-диаграммы в разных системах координат и в разных геометрических проекциях. В главе на примере 4-й залежи очень кратко рассмотрены самые важные шаги при создании 3D-модели.

Сначала нам пришлось ввести новую систему координат. Затем прошел этап оцифровки по планам и разрезам координат устьев всех горных выработок и подземных буровых скважин. Кроме того в компьютер вводились результаты опробования и замеры инклинометрии буровых скважин. Тем самым была создана база геологических и геохимических данных по 4-й залежи. Компьютерным моделированием была охвачена 1/4 часть залежи - 1600 м по простиранию по данным разведки 84-88 годов горными выработками (штреками и квершлагами глубоких от 8-го до 11-го горизонтов) и веерами подземных наклонных скважин в 17 вертикальных разрезах. В каждом разрезе было зафиксировано от 6 до 13 пересечений рудных тел 4-й залежи буровыми скважинами и квершлагами (всего 197 пересечений). Из всех скважин отбирались керновые пробы, а из горных выработок бороздовые пробы. Все пробы анализировались на содержания основных полезных компонентов руд Cu, Pb и Zn. Всего в наших исследованиях использовались данные по 862 пробам.

Каркасные модели. Затем в каждом разрезе строились стринги - контуры всех геологических тел. Серия стрингов, относящихся к одному геологическому телу, образует основу каркаса или каркасной модели геологического тела. Для большей наглядности на каркас "натягивают" оболочку и получают сплошную каркасную модель геологического тела (рис 5).

Рис. 5. Каркасные модели рудных тел.

Блочное моделирование. Моделируемое пространство недр можно разбить на микроблоки. Каждому блоку можно приписать ту горную породу, которая обнаружится в центре блока. Это и будет простейшая блочная модель месторождения. Обычно создают блочные модели не всего месторождения, а только его рудной части - блочные модели рудных тел. На размер блока влияют: геологические причины, горные условия, особенности технологии обогащения, имеющиеся добычное и транспортное оборудование. В связи с учетом средней мощности рудных тел, размер блоков был выбран равным 3õ3õ2 м.

Построение блочной модели начинается с создания пустой блочной модели. Под термином "пустая модель" понимается пространство, заполненное блоками заданного размера. Перед созданием пустой блочной модели, необходимо задать границы прямоугольного параллелепипеда, полностью вмещающего моделируемое рудное тело.

После создания пустой блочной модели ищутся блоки, пересекающиеся с каркасом соответствующего рудного тела. Только эти блоки оставляются в модели, а остальные "выбрасываются". Оставшаяся модель будет содержать только те блоки, которые будут использоваться при интерполировании содержаний полезных ископаемых. Далее одним из методов интерполяции (мы использовали метод обратных расстояний) для каждого блока определяются значения интересующих нас параметров рудных тел - обычно это содержания полезных компонентов, но могут быть и другие показатели (объемный вес руды, какие-то статистические характеристики, геохимические коэффициенты и т.п.). На рисунке 6 показаны блочные модели по распределению содержаний меди в Нижнем и Верхнем рудном теле.

Полная блочная модель рудного тела - это довольно сложная конструкция, которая выступает "в двух ипостасях". С одной стороны, это - громадная таблица.. С другой стороны, это - 3D-модели на экране дисплея или 2D-изображения на бумажных носителях или на киноэкране при демонстрации модели на презентациях. Для каждого рудного тела в компьютере хранится отдельная блочная модель-матрица. Например, модель Нижнего рудного тела 4-й залежи имеет 5952 блоков и представляет собой таблицу длиной в 5952 строки, а Верхнего - таблицу длиной в 15486 строк. Но и столбцов в этих таблицах набирается немало. В каждой из таблиц 31 столбец. 10 из них - дежурные (координаты блоков и т.п.), а остальные столбцы визуализируются путем строительства 3D-моделей - карт содержаний и отношений. В последнем столбце приведены расчетные стоимости каждого блока по ценам Лондонской биржи металлов на 10 января 2011 года. Это сумма стоимости меди, свинца и цинка в недрах без учета затрат на добычу, транспортировку и переработку. Всего было построено более 50 карт на основе 3D-блочных моделей.