一种矿山地质模型建立数据处理系统及方法与流程

本发明涉及地质数据处理，更具体地说，涉及一种矿山地质模型建立数据处理系统及方法。

背景技术：

1、矿山开采活动的成功与效率很大程度上依赖于对地质环境的精确理解和预测。地质模型是矿业工程中一个核心组成部分，它提供了矿体结构、地质层次、断层分布和其他地质特征的详细视图。随着技术的进步，地质模型建立的方法和系统也在不断发展，以适应更复杂的地质环境和提高矿山开采的安全性与效率。

2、在矿山开采过程中，渗水风险的有效预测和管理是一个主要挑战，主要由于地质结构的复杂性和水文地质条件的不确定性。这些问题包括渗水风险的难以预测，缺乏实时监测系统，数据集成与分析能力不足，预埋孔定位的不精确，以及风险管理措施的不充分。这些因素共同增加了开采过程中的不确定性和风险，可能导致矿山安全事故、环境污染和开采效率的降低。因此，迫切需要一个综合的解决方案来系统地预测和管理矿山中的渗水风险，以保障矿工安全，减少经济损失，避免环境破坏。

3、因此，针对上述技术问题，有必要提供一种矿山地质模型建立数据处理系统及方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种矿山地质模型建立数据处理系统及方法，以解决上述的问题。

2、为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

3、一种矿山地质模型建立数据处理系统，包括：

4、数据采集模块：从矿山现场采集三维地质数据并将其传输至数据处理模块；

5、数据处理模块：接收来自数据采集模块的数据，并进行预处理，包括数据清洗和格式标准化；

6、模型构建模块：基于预处理后的数据，使用三维建模算法构建矿山地质三维模型；

7、渗水监测和分析模块：收集渗水监测装置采集的渗水数据，将渗水数据进行计算后与地质模型相整合，分析矿层及其周围地层的渗水特性，预测潜在的渗水风险区域；

8、存储模块：存储构建完成的矿山地质三维模型；

9、显示模块：向用户展示三维模型，并允许用户进行交互操作。

10、作为本发明的进一步改进，所述数据采集模块包括：

11、地质勘探单元：通过钻孔探测获得地下岩石样本以及通过地震波探测地下结构；

12、地形地貌测绘单元：通过无人机搭载摄影测量仪器，进行空中摄影测量；

13、岩石物理和化学性质测定单元：通过岩心分析仪以及便携式x射线荧光(xrf)分析仪分析岩石和矿石的物理性质和化学成分；

14、安全与环境监测单元：通过环境监测传感器监测空气质量、辐射水平和噪声；

15、预埋孔定位单元：结合地质勘探单元和地形地貌测绘单元的数据，分析地质结构和地形条件，确定预埋孔的最佳位置后进行钻孔。

16、作为本发明的进一步改进，所述渗水监测装置包括：监测杆和渗水监测环，所述监测杆长度与预埋孔长度相匹配，且监测杆由多节连接的杆体组成，多节杆体相互之间螺纹连接；所述渗水监测环的数量设置为多个，且渗水监测环由一对监测半环构成，一对所述监测半环活动连接。

17、作为本发明的进一步改进，所述监测半环上开设有缺口，所述缺口内安装有保护膜，且缺口上螺纹连接有保护盖，所述保护盖和保护膜相抵接，所述监测半环内壁安装有电磁铁和固定板，所述固定板上开设的凹槽内滑动连接有磁性l形杆，所述凹槽内固定连接有挤压弹簧，所述挤压弹簧两端分别与磁性l形杆和凹槽内壁固定连接。

18、作为本发明的进一步改进，所述磁性l形杆一端固定连接有保护框，所述保护框内固定连接有多个挤压条，多个所述挤压条一端固定连接有固定框，所述固定框内安装有吸水海绵和磁性块，所述固定框内且位于吸水海绵内安装有电阻式湿度传感器。

19、作为本发明的进一步改进，所述保护框底端固定连接有收集筒，所述收集筒内安装有液位传感器，所述保护框内壁开设有收集槽，所述固定框内壁镶嵌有多个导水线，所述导水线贯穿收集槽并延伸至收集筒内。

20、作为本发明的进一步改进，所述挤压弹簧的弹力远大于挤压条的弹力，所述保护框一端安装有弹性环。

21、作为本发明的进一步改进，所述数据处理模块通过surpac软件，并应用基于距离反比加权的插值算法对输入数据进行处理。

22、作为本发明的进一步改进，所述模型构建模块基于巷道中线法和轮廓线法，构建包括地表、岩层、断层、矿体和巷道的地质实体模型。

23、一种矿山地质模型建立方法，包括以下步骤：

24、s1数据采集：

25、s11：利用地质勘探单元通过地面或地下钻孔探测获取岩石样本，并使用地震勘探技术探测地下结构，利用地震波的反射和折射特性推断地下地质结构；

26、s12：利用地形地貌测绘单元通过无人机搭载摄影测量仪器进行空中摄影测量，获取高精度的地表地形地貌数据，生成地形图和三维地形模型；

27、s13：利用岩石物理和化学性质测定单元通过岩心分析仪和便携式x射线荧光(xrf)分析仪分析岩石和矿石的物理性质(如密度、孔隙率)和化学成分；

28、s14：利用安全与环境监测单元通过环境监测传感器监测空气质量、辐射水平和噪声环境指标；

29、s2数据处理：

30、s21：接收来自各数据采集单元的原始数据；

31、s22：数据预处理：进行数据清洗和格式标准化；

32、s23：数据插值处理：应用基于距离反比加权的插值算法对输入数据进行处理，为模型构建提供准备；

33、s3模型构建：

34、s31：使用三维建模软件surpac，基于预处理后的数据，采用巷道中线法和轮廓线法建模技术，构建包括地表、岩层、断层、矿体和巷道的地质实体三维模型；

35、s4渗水监测与分析：

36、s41：结合地质和地形数据分析确定预埋孔的最佳位置，并进行钻孔；

37、s42：安装渗水监测装置，包括监测杆和渗水监测环，进行渗水数据的实时采集；

38、s43：将采集到的渗水数据输送至渗水监测与分析模块进行分析和计算后，再与地质模型整合，分析矿层及其周围地层的渗水特性，预测潜在的渗水风险区域；

39、s5存储与展示：

40、s51：将构建完成的矿山地质三维模型存储在系统中；

41、s52：通过显示模块向用户展示三维模型，并允许用户进行交互操作，以便于分析和决策支持；

42、s6风险评估与应急预案制定：

43、s61：基于渗水特性和地质条件，评估各区域的渗水风险；

44、s62：应急预案制定。

45、相比于现有技术，本发明的优点在于：

46、本方案通过整合数据采集模块、数据处理模块、模型构建模块、渗水监测和分析模块、存储模块和显示模块，构建了一个全面的矿山地质模型建立与数据处理系统，系统从多个维度全面收集关键数据，包括地下的直接地质样本、地表的高精度地形地貌数据，以及环境质量参数，利用数据处理和三维建模技术，如距离反比加权插值算法和巷道中线法，精确构建地质结构模型，特别的渗水监测装置实现了渗水数据的实时监测并与模型整合，有效预测和管理渗水风险，存储和显示模块确保了数据的安全存储和便捷访问，提高了决策效率和应急响应能力，显著提升了矿山渗水风险的预测精度和管理效率，保障了矿业作业的安全性，同时促进了资源的合理开采和环境保护。