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摘要：在矿山开采设计中，科学合理的应用三维可视化技术，可实现数字化矿山、虚拟化矿山管理。本文结合实际案例，在简要阐述三维可视化技术相关概述的基础上，分析了该技术在矿山开采设计中的具体应用，希望对构建数字化、智慧化矿山管理体系有一定参考价值。
关键词：三维可视化；矿山；开采设计
前言
随着我国生产力的发展，工业以及其他行业对于开采业的要求也越来越高。对于开采业来说这既是一次机遇也是一次重大的挑战。沿循以往的开采技术已经不能再适应现如今的发展水平，要想满足社会发展的需求就必须想方设法地去提高开采的技术。二维平面为基础的三维立体作图技术的产生发展成熟便使得开采业生产力有了质的飞跃。对于直观明朗，简洁高效，化复杂为简单的三维作图技术，为我国的以地质研究以及开采能力的提升开采效率为目的的地质研究人员增加提供了未来的研究方向。
1三维可视化开采技术的模型
由于我们上述建立的三维数据库有清晰整理数据表格、结构单一、操作简单，对于复杂的勘察工作细致划分，将困难的问题简单化将凌乱的问题有序化，对于存储的格式要求更加严格缩短调用数据的时间对于相同的数据进行删除或更改节省空间提高效率等优点，所以三维可视化开采技术的设计具有很高的可行性，对于三维可视化开采技术的实现我们提出了以下的基本思路。
1.1 收录矿山地质信息
不同的矿山之间有着很多的共同点也有着很多的不同的，对于不同矿山的地质信息进行有针对性地归纳总结可以得出我们所需要的数据。仿照二维等温图、等高线的设计，可以利用不同颜色来区分不同种类的数据，除此之外具有一些特殊形态的岩石可以进行单独归类，利用此方法可以有效的对数据进行处理，从而更好地保持和调用数据。
1.2 建立三维可视化开采技术模型
三维可视化开采技术模型的建立流程大体是如下步骤：①将矿山前期勘察的资料数据和勘查中期对矿山存在矿石的统计结合起来形成数据集②进行数据检验时，在固定的系统下对数据的筛选和整理要一次性完成③详细地分析数据库的自定义表格，从而能够区分不同地质的矿石和这些矿石的质量的高低。
2三维可视化技术在矿山开采设计中的应用
2.1在井下巷道开拓设计中的应用
传统矿山井下巷道开拓设计多采用二维技术，在现有地质材料、矿体资源揭露数据的基础上，通过设计师个人经验和现场数据分析来设计。然后在具体施工中，主要是通过设计巷道开采掘进来揭露原有设计和变更，以保证巷道的精度。但采用三维可视化技术，能够把巷道模型、矿山模型等相互结合。然后在整个三维模型空间中，进行开拓设计、单一工作面的回采设计。
再借助巷道坐标参数、巷道走势剖面图画线，即可快速形成平面巷道线，按照相应的指定断面形态，形成三维立体化模型，实现矿山采矿设计的参数化、智能化、可视化。和二维设计相比，三维可视化设计不但提升了设计精度和速度，而且实现了不多采、不丢采的设计原则，有效解决了传统设计方法被动、盲目的局面。
2.2构建地表地形模型
构建地表地形模型也矿上开采设计的核心工序，主要依据是地表地形的等高线，先对AutoCAD中获得的地形文件进行预处理，编辑等高线等，然后形成DTM表，并对相关文件进行渲染操作，得到符合矿山实际情况的地表地形模型，具体构建步骤为：整理地形文件：对获得的地形文件进行整理、优化、分析管理，通过合并和删除不常用图层，保存常用图层，为构建地表地形模型做准备。编辑等高线：对间断线、重复线、重复点等相关问题集中处理，获得精确的地表地形数据。等高线赋高程：通过等值线赋高程和赋Z值相互结合的方法，命令对等高线进行高程赋值。建立地表地形模型：在计算机相关软件系统中执行生产DTM表面命令，Gouraud渲染对建立的模型进行圆滑处理。现实化处理：在构建好的地表地形模型表面，粘贴上卫星图片，或者按照矿山实际情况，构建相关矿体资源分布模型。
2.3矿体层模型建立
为更加立体化、真实化矿体层模型，需要先建立钻孔数据库，以控制矿体层模型走势。主要通过3Dmine来创建地质数据库，按照矿体资源勘察钻孔资料构建，定位表、测斜表、岩性表、化验表等。其中定位表中的内容包括：开孔坐标E、开孔坐标N、开孔坐标Z、最大孔深、轨迹类型等。测斜表的内容包括：工程号、岩性、深度等。岩性表中包括：工程号、水分、含硫组分、发热量等。化验表中包括：工程号、深度、方位角、倾斜角等。通过获取钻孔数据库中主要煤层的顶底板点，再借助克里格算法，就可以拟合出矿体资源顶底表面模型，从而实现单一层矿体和全矿层模型的构建。
2.4井下巷道实体模型的构建
利用VRMap3应用平台可建立起巷道实体模型，具体构建方法有三种，其一是手工绘制，可在任意空间位置点，点击鼠标形成井下巷道模型。其二是巷道中线法，通过已经生成的巷道中线和断面，形成不同类型的井下实体巷道。其三巷道腰线法，如果一直巷道两侧腰线的具体位置，要求巷道最外侧腰线为闭合线，通过点击闭合线，也可以形成巷道模型。在矿山开采设计中，由于井下巷道结果比较复杂，VRMap3应用平台中采用腰线生成井下巷道实体模型难度较大，手工绘制难以保证设计精度。因此，要尽量采用巷道中线法来构建井下巷道模型。在VRMap3应用平台中逐步输入巷道顶板导线线，从而形成巷道地板中线，从而将地表地形模型、矿层模型、井下巷道实体模型相互结合，就是实现三维可视化，从而清楚直观的获知各矿体、井下巷道、地表构筑物之间的三维空间位置关系。
结束语
将三维可视化技术科学合理的应用到矿山开采设计中可有效提升设计效果，清楚直观的各矿体资源层的信息，提升拟合程度，为矿山开采设计提供真实有效的数据支持和理论参考。
参考文献：
[1]荆永滨，孙光中，毕林.地下金属矿山三维可视化采矿设计研究[J].金属矿山，2017（4）：132.
[2]杨生学.基于矿山地质工程的三维可视化开采技术研究[J].魅力中国，2020（6）：314-315.