Условное моделирование в Майкромайн

Степан Калинкин —  технический специалист Майкромайн

Перед геологом ставится важнейшая задача — оконтуривание рудных тел месторождения. Этот процесс является основным в горной отрасли на всех этапах, начиная с разведки и заканчивая закрытием рудника. Моделирование рудных тел основывается на геологической интерпретации данных разведочных выработок. Каркасные модели используются для визуализации и расчета пространственного распределения минерализации в рудных телах. Каркас интерполируется и перестраивается из трехмерных точек данных, извлеченных из информации по скважинам/канавам. Если граница руда/порода неправильно смоделирована, то данная ошибка повлияет на дальнейшую оценку запасов. 

В Майкромайн 2020.5 реализованы два метода моделирования:

• эксплицитный (традиционный);   
• имплицитный (условное моделирование).

Первый метод создания каркасов считается традиционным. Производится создание разрезов, совпадающих с профилями, по которым велись разведочные работы (проходка канав и бурение скважин), и перпендикулярных к геометрической оси рудного тела. Затем по всем разрезам, используя полигоны, вручную оконтуриваются рудные тела. После завершения оконтуривания полигоны соединяются также вручную (рис. 1), довольно часто приходится использовать инструменты каркасного моделирования Майкромайн, чтобы модель имела корректный вид.

Рис. 1. Полигоны и каркас эксплицитного метода

После проведения дополнительных разведочных работ: бурения скважин и/или проходки канав, вручную обновляются/добавляются полигоны по разрезам, а затем и каркасы рудных тел, что является достаточно трудоёмким процессом и на это может уйти несколько часов/дней/недель. 

Второй метод моделирования каркасов является альтернативой традиционному. Преимущество имплицитного (условного моделирования) метода заключается в том, что он не требует построения полигонов, на которое тратится огромное количество времени, в результате чего процесс происходит быстрее. Для моделирования используется информация напрямую из базы данных скважин или точечные данные. Использование имплицитного метода помогает геологам увидеть тренд в геологических данных, а также обнаружить разломы, складки и т.д.

Условное моделирование работает как с густой, так и с редкой разведочной сетью, а также с комбинацией обоих видов сеток. Данный модуль также будет хорошо работать с несистематической разведочной сетью (которую иногда сложно создать с помощью традиционных методов моделирования).

Майкромайн использует локальные и глобальные радиально-базисные функции (РБФ) для создания условных моделей по литологии, по содержаниям, разломам, а также подземных выработок и поверхности, и метод сплайна для моделирования жил и контактов.

РБФ использует интервалы или точки с известными значениями для расчета отношения между всеми точками, затем использует эти отношения для создания матриц точек со значениями. Поверхность создается с использованием алгоритма шагающих кубов.

Шагающие кубы — алгоритм представления изоповерхностей в объемные данные. Основной принцип в том, что мы можем задать куб значениями пикселей в 8 углах куба. Если одно или более значений больше, чем пользовательское изозначение, то алгоритм определяет полигоны, необходимые для представления части изоповерхности, проходящей через данный куб. Определяя, какие грани пересекаются изоповерхностью, создаются треугольники, которые разделяют куб между областями в пределах изоповерхности и внешними областями. Соединяя треугольники из всех кубов на границе изо-поверхности, будет создано трехмерное представление поверхности.

Также вы можете использовать файл точек или файл стрингов для контроля конфигурации Вашей модели. При желании Вы можете включить структурную информацию (направление падения и падение) в точки или стринги, и поверхность модели будет соответствовать этой ориентации.

Как уже было упомянуто ранее, в условном моделировании Майкромайн 2020.5 имеется несколько функций, которые позволяют создавать различные модели, давайте более подробно их рассмотрим.

Моделирование структурного тренда позволяет Вам улучшить работу со складками по той причине, что вы не можете использовать одну анизотропию, так как направление анизотропии может меняться по всему месторождению. Использование структурного тренда разрешает включить в процесс моделирования локально изменяющуюся структурную тенденцию. Это означает, что вы можете создавать условные модели, в которых изменяется направление и интенсивность тренда (рис. 2).

Рис. 2. Поверхности, определяющие тренд (красным и серым цветом) и созданный по ним структурный тренд (зелёным цветом)

Моделирование оболочек по содержанию используется для создания каркасов, представляющих оболочки по разным бортовым содержаниям. Вводными данными могут быть как файл опробования, так и композитированные данные опробования из базы данных скважин. В зависимости от моделируемого элемента специалистам могут потребоваться дополнительные типы интерполяции для более точного моделирования итоговых оболочек по содержанию. Для получения более качественных результатов (рис. 3) Майкромайн 2020.5 использует два новых типа интерполянтов для моделирования по содержанию в дополнении к существующему классическому линейному интерполянту. Ранее использовался только классический линейный интерполянт. В основе любого линейного интерполянта лежит предположение, что известные значения, которые находятся ближе к оцениваемой области, будут оказывать гораздо большее влияние, чем те точки, которые находятся дальше. В линейном интерполянте есть возможность управления градиентом линии с помощью значений эффекта самородка и порога. В реальном мире, когда речь идет о металлических рудах, обычно существует диапазон, в котором за пределами этого значения влияние данных должно падать до 0. В этих случаях может использоваться экспоненциальный интерполянт.

Рис. 3. Моделирование каркасов по содержанию

Моделирование интрузивных тел позволяет вам создавать каркасы, представляющие сложные литологические структуры. Вводными данными являются база данных скважин и файл интервалов, который содержит данные по литологии. Функция обычно используется для моделирования интрузивных тел (рис. 4). Часто при создании каркасов с использованием условного моделирования существует предпочтительное направление. Если Вы не уверены, какое должно быть взвешивание или какое предпочтительное направление, изотропный режим может помочь вам в определении направления. В случае с маломощной структурой мы будем ожидать, что у нас есть предпочтительное направление, тогда выбирайте анизотропный режим, он позволяет использовать эллипсоид поиска, для указания предпочтительного направления. Или Вы можете использовать структурный тренд для определения изменяющихся направления и интенсивности в Ваших данных.

Рис. 4. Моделирование интрузивных тел

Моделирование контакта используется для создания поверхности и солидов, представляющих границы литологических контактов. Эта функция подойдет для моделирования границы окисления (рис. 5), получая в результате поверхность и солид, с помощью которого быстро можно посчитать объёмы.

Рис. 5. Моделирование контакта

Моделирование жил позволяет вам с лёгкостью создавать каркасы, на основании литологической информации из базы данных скважин и обычно используется для моделирования даек и жил (рис. 6).

Рис. 6. Моделирование жилы

Обычно при создании модели разлома, у нас будет стринг, представляющий проложение разлома на поверхности, или файл событий по скважинам, содержащий глубину подсечения разлома скважинами. Также Вы имеете возможность сочетать стринг и события по скважинам. Моделирование разлома позволит Вам создавать поверхность, определяющую разлом на основании трехмерных точек и/или стрингов (рис. 7), для получения лучшего результата Вы можете дополнительно использовать угол падения и направление падения.

Рис. 7. Моделирование разлома

Моделирование облака точек использует радиально-базисную функцию (РБФ) для создания поверхности с использованием точек, лежащих на поверхности или солиде. В таком случае Вы имеете возможность смоделировать поверхность почти по любому количеству точек. Если у Вас слишком высокая плотность данных (например, лидарная съемка), то Вы имеете возможность предварительно применить отбор точек, в результате чего целостность Ваших данных сохранится, но плотность будет уменьшена.

Моделирование точек с атрибутами позволяет Вам создавать солиды из точек, которые являются выводом функций моделирования интрузии/контакта/жилы. У Вас есть возможность редактировать и добавлять точки, которые будут использоваться в дальнейшем для создания каркасов. Также функция может применяться для моделирования данных любых точек, которые содержат значения, что дает возможность использовать файл опробования. 

Для большинства функций моделирование производится в два этапа: создается модель, а затем из модели производится триангуляция. Когда вы запускаете условное моделирование и сохраняете модель, спустя время можете ей воспользоваться и получить из неё каркас/файл объёма/точки, без необходимости пересчета модели для каждого прогона, что экономит Ваше время на получение итоговых данных.

Подводя итоги, можно сказать, что использование условного моделирования Майкромайн 2020.5 позволяет специалистам сэкономить время и получить прекрасный результат в виде смоделированных поверхностей и солидов по Вашему месторождению. Узнать больше о возможностях ПО и решениях производственных задач можно в службе технической поддержки, на форуме, социальных сетях и в блоге Майкромайн. Мы благодарим пользователей за отзывы и пожелания, они помогают совершенствовать программу и делать её ещё удобнее. 

Опубликовано в журнале "Золото и технологии" № 2/июнь 2020 г.