文/李翔

以甘肃天祝煤矿地质勘探资料为基础，利用三维可视化工程软件SURPAC地质数据库功能并结合该软件所需数据库的结构，通过综合分析定义了3张地质数据结构表，构建了该矿地质数据库。通过煤矿地质模型的建立及应用，为SURPAC在我国煤矿中的应用提供了参考。

【关键词】地质数据库 SURPAC 钻孔 三维模型

SURPAC 软件是 GEMCOM（金康）国际矿业软件公司推出的一款大型三维数字化矿山软件，它全面集成地质勘探信息管理、矿体资源模型建立、矿山生产规划及设计、矿山测量及工程量验算、生产进度计划编制等功能为一体。自从 1996 年进入中国以来，已经有近200 家露天或地下矿山、地质勘查单位、矿业咨询公司在使用，提高了生产并创造了明显效益，同时许多矿山设计及研究院和高校也用于科学研究。

1 SURPAC数据库简介

SURPAC中的数据库软件是存放地质数据的地方，如 Oracel、Paradox、Access 以及所有的开放性数据库接口。该软件中的数据库定义文件（ddb）是联系后台数据库和 SURPAC的媒介，数据库的一系列操作是通过其强大的数据库引擎来实现的。“表”和“字段”是数据库的基本要素。

一个数据库是由几个表组成的，每个表包含几个字段，这些字段有对应的数据格式，它们都要与实际数据相匹配。首先应创建一个数据库框架，然后用 text 或 excel 将数据导入即可创建地质数据库。

2 煤矿地质数据库的构建

2.1 钻孔信息分析

钻孔柱状图是建立地质数据库的基础，它包括：位置、岩性、测斜等信息，主要可以分为以下三类：

（1）位置信息：孔口坐标 X、Y、Z，剖面位置，孔深，见矿与否，所属阶段，施工状况，钻孔规格，施工设备等。

（2）测斜信息：测点位置、方位、倾角。

（3）岩性信息：钻孔中的岩性和每种岩性对应的代码，每段岩层的厚度，矿化带的情况，柱状岩性符号图或素描图、照片等。

2.2 数据表的录入

根据本煤矿的实际情况和该软件地质数据库的结构要求，建立了地质数据库。数据表结构如表1所示： 

按照上表的格式在text中录入钻孔信息，并将每个表中的字段用逗号隔开，以方便文本文件和数据库字段相对应，否则会导入不成功。SURPAC会自动创建Collar和survey两个表，岩性表和化验表需要手动添加，本次数据库的建立不需要用化验表。另外，还可以根据需要录入其它信息表，从而进行灰分、含水量和瓦斯含量等的计算，本文共录入了 14 条勘探线上的51个钻孔数据。 

2.3 数据导入

该软件构建数据库的过程是先建立一个空数据库，然后向其中填入数据。填入数据的方式有“直接输入”和“导入数据”两种，一般采用“导入数据”的方式。Excel 文件和文本文件是软件识别的数据文件，需要先将地质数据录入其中，将数据文件导入至数据表的过程中，软件可以自动查错，并产生错误报告。

3 地质数据库的应用

3.1 钻孔三维显示

地质数据库建立后，就可以利用SURPAC强大的图形显示系统在三维空间显示地质数据库，包括钻孔轨迹线、地层及代码、地层走向等，总之，几乎所有的地质信息都可以以字符、图表、图案的方式显现。如图 1 所示，沿着钻孔的方向，在孔口位置显示钻孔编号，不同的岩性用不同的颜色表示，并在钻孔右侧显示钻孔深度。

 3.2 钻孔剖面解译

剖面解译是建立矿体实体模型和块体模型的基础。沿着勘探线，建立一系列的剖面，在各个剖面内确定矿体边界，各剖面线的矿体连成三角网，并将矿体两端封闭，从而生成矿

体的实体。如图2所示： 

3.3 建立煤层实体模型

建立矿体实体模型有以下三种方法：

（1）剖面线法。首先做出矿体勘探线的剖面线，其次相邻剖面线之间按照矿体的趋势连三角网，最后将矿体的两端封闭起来，就形成了矿体的实体，如图3所示。

（2）合并法。一般在水平矿体中应用较多。首先做出矿体的上、下表面的面模型，再获取上下面的边界，两个边界之间连三角网，再将上下表面和边界这三个文件合并即可，如图4所示。

（3）相连段法。在矿体复杂的情况下应用较多。即利用多条矿体的轮廓线和辅助线（可

以不是是勘探线或边界线），在线之间连三角网即可创建实体，如图5所示。 

本文采用合并法，根据甘肃窑街煤电集团有限公司天祝煤矿三采区的煤层顶底板等高线，做成上下表面的面模型，然后根据边界线剪切 dtm，如图 6 所示，最后用“dtm 工具    dtm间剪切或相交    两个dtm相交并创建实体” ，从而形成煤层的实体模型，如图7所示。  实体模型是一个三维的三角网数据，三角网由一系列的不重叠的三角形构成，可以形象的展现矿体等的空间形态，进行体积计算，还可以实现了任意位置切剖面，为矿山地质工作者提供了快速、准确的信息。如图 8 和图 9 所示 。 

3.4 矿体储量计算

煤矿的储量和煤质类型决定煤矿的经济价值，SURPAC 的软件可以实现对煤层和岩层等成分进行估值，依照不同的含量、不同的范围进行资源量的计算。根据煤矿的特点，本文综合考虑矿区勘探网度和采区范围等因素，确定模型单元块尺寸为30m×30m×15m，可 分 解 的 最 小 单 元 块 尺 寸 为15m×15m×7.5m。可根据需要导入钻孔原始岩性信息、对块体模型赋值，并采用直接赋值法赋值，该矿区煤层体重平均值为 1.27kg/m3，储量约90924323吨，图10为块体模型。 

4 结语

（1）分析和整理了甘肃天祝煤矿的钻孔资料，根据该软件的要求，将整理好的信息分为：位置信息、测斜信息和岩性信息三类，建立了地质数据库。

（2）通过甘肃天祝煤矿煤层实体模型的建立，直观的展现了矿体的空间形态。该软件可以实现对矿体的动态操作，例如：空间内任意旋转、缩放和移动矿体等，并且可以作出任意位置的剖面图，从而缩减了地质部门的工作量。

（3）在实体模型的基础上建立了块体模型，并估算了储量。结果表明该软件在储量计算方面具有快速、方便的特点，为矿山进行资源综合评价、矿山计划编制、生产管理提供方便的途径和有效的工具，有助于推进矿山数字化进程和合理高效利用矿产资源。

 参考文献  

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[2]杨文静,李立波,程天赦.基于SURPAC的地质数据库的建立与应用[J].现代矿业 ,2009，25(6):72-75.

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[6]侯恩科,吴立新.三维地学模拟几个方面的研究现状与发展趋势[J].煤田地质与勘探 ,2000(06):65-67.

作者单位

新疆煤炭设计研究院　新疆维吾尔族自治区乌鲁木齐市　830091