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摘要：本文基于GOCAD软件的三维地质建模的原理和方法，以某矿区深部地质条件为例，对矿区的地层、构造、岩体进行分析并建立了三维模型。每个地质三维模型都能更好地反映地质体在三维空间的分布形态，这对地质技术人员科学管理地质和施工信息具有重要指导作用。
0 引言
随着计算机软件技术的快速发展，煤矿地质专业人员逐渐摒弃了凭借经验推断地下空间的叠置特征的方法，采用三维可视化建模技术管理地质与施工信息。GOCAD是目前世界上应用最广泛的大型三维建模软件，在地质建模领域具有应用广泛。它不但拥有独特的地质建模功能，能够实现地质构造和属性的统一表示，而且具有强大的可视化和地质解释功能[1]。
本文对某矿区整体地质条件进行分块分析，建立工作面、巷道、竖井等多个地质体的三维模型，进而为建立某矿区整个深部地质构造模型奠定了基础，为后续地质人员掌握该矿区的地质结构提供三维展示模型。
1 软件概述
GOCAD软件是法国研究学者开发的地质领域三维可视化建模软件，软件充分考虑了地质资料的多源性，它能提供多种约束条件，可编辑形成任意形状的曲面[2];它不仅可以设计空间几何对象，也可以表现空间属性分布在地质工程、地球物理勘探、矿业开发和水利工程中均有廣泛的应用。
1.1 数学处理方法
由于地质数据的不确定性，以及不同类型的数据可信度不同等特点，采用离散平滑内插方法作为核心技术。该方法适用于复杂模型的构造和模型表面的不连续情况的处理，可自由调整网格模型并实时运行。
1.2 三维数据结构
三维建模软件采用数据结构的类型，对于模型的精度、存储量和实时分析等有重要影响。点的位置由其空间坐标来确定;线由连结两点的一系列节组成，起点和终点限定边界;面由连结3点的三角形组成;体由1组面组成。这种模型表示精确，数据量小，被广泛地应用在一些三维建模软件中[3]。
1.3建模步骤
三维地质可视化建模的具体步骤主要有以下三点[4]：（1）三维建模的数据来源是CAD图形格式的地形等高线、柱状图以及剖面图等。这些图通过CAD存成.dxf格式即可导入软件。（2）将AutoCAD软件支持的dxf格式文件转化为三维坐标信息。（3）将所得数据导入并建立表面模型和实体模型。
2.矿井三维地质建模
2.1 矿区地质概况
矿区海拔340-480m，井田东西长8.1km，南北宽6.5km，面积52.7km2，矿井资源/储量819.75Mt，工业储量740.69Mt，可采储量395.44Mt。根据矿区煤层地形等高线图，绘出等高线的边界线，此后建立的三维地质体模型皆为此区域。
2.2 地表模型建立
二维填图过程中使用的等高线是建立地表三维的基础，将等高线的数据属性导出，编辑形成文本文件（.txt），将文件导入软件中形成点文件，再对点文件加以优化及边界约束，最终由点创建面，生成地表形态的DEM。
2.3 煤层以及相关地层模型建立
用等高线确定煤层底板的地形，建立煤层底板模型。根据钻探资料确定了不同地区的煤层厚度;根据煤层厚度确定了煤层顶板模型，根据现有煤层表面模型，通过workflow建立煤层的块体模型，用实体模型来表现其他地层的构建。
2.4 工作面模型建立
将工作面边界线调整为一条封闭曲线，并将z值赋予相应固定值，将坐标数据导入到系统中;其次，将封闭曲线连接成一个封闭的曲面;最后，依据工作面与煤层的交合关系，并将多余的部分切割处理，即可形成三维工作面模型，工作面采用地表DEM覆盖的方法。
2.5 巷道与竖井模型建立
巷道模型的建立需要大量坐标数据，首先分节点提取CAD图中矿区巷道的坐标数据（x，y），然后根据巷道与等高线的交点，确定相应的Z值。所提取的数据点越多越好，旨在准确确定巷道的起伏。通过在每个节点位置建立的二维剖面图对巷道结构进行反演，勾绘出巷道形态与走向，再将二维剖面连接成为三维剖面，形成巷道模型，竖井模型仍参照此方法建立。
3 结语
GOCAD可对三维地质体进行可视化操作，利用三维切割可获得重点研究区域的地质体，它还可以动态地管理地质和施工信息。这套建模方法可普遍适用于矿产勘查、工程地质和灾害等众多领域。
参考文献
[1]范文遥，曹梦雪，路来君.基于GOCAD软件的三维地质建模可视化过程[J].科学技术与工程，2020，20（24）：9771-9778.
[2]李铎.山东省曲家金矿床GoCAD三维建模与成矿预测[D].中国地质大学（北京），2020.
[3]刘安强，王子童.煤矿三维地质建模相关技术综述[J].能源与环保，2020，42（08）：136-141.
[4]朱亚胜.GOCAD在赛博铜矿区三维地质建模中的应用[J].世界有色金属，2020（02）：24+26.
作者简介：纪维新（ 1975.8- ），山东泰安，男，汉族，工程师，本科，研究方向：矿井地质工程管理。
0 引言
随着计算机软件技术的快速发展，煤矿地质专业人员逐渐摒弃了凭借经验推断地下空间的叠置特征的方法，采用三维可视化建模技术管理地质与施工信息。GOCAD是目前世界上应用最广泛的大型三维建模软件，在地质建模领域具有应用广泛。它不但拥有独特的地质建模功能，能够实现地质构造和属性的统一表示，而且具有强大的可视化和地质解释功能[1]。
本文对某矿区整体地质条件进行分块分析，建立工作面、巷道、竖井等多个地质体的三维模型，进而为建立某矿区整个深部地质构造模型奠定了基础，为后续地质人员掌握该矿区的地质结构提供三维展示模型。
1 软件概述
GOCAD软件是法国研究学者开发的地质领域三维可视化建模软件，软件充分考虑了地质资料的多源性，它能提供多种约束条件，可编辑形成任意形状的曲面[2];它不仅可以设计空间几何对象，也可以表现空间属性分布在地质工程、地球物理勘探、矿业开发和水利工程中均有廣泛的应用。
1.1 数学处理方法
由于地质数据的不确定性，以及不同类型的数据可信度不同等特点，采用离散平滑内插方法作为核心技术。该方法适用于复杂模型的构造和模型表面的不连续情况的处理，可自由调整网格模型并实时运行。
1.2 三维数据结构
三维建模软件采用数据结构的类型，对于模型的精度、存储量和实时分析等有重要影响。点的位置由其空间坐标来确定;线由连结两点的一系列节组成，起点和终点限定边界;面由连结3点的三角形组成;体由1组面组成。这种模型表示精确，数据量小，被广泛地应用在一些三维建模软件中[3]。
1.3建模步骤
三维地质可视化建模的具体步骤主要有以下三点[4]：（1）三维建模的数据来源是CAD图形格式的地形等高线、柱状图以及剖面图等。这些图通过CAD存成.dxf格式即可导入软件。（2）将AutoCAD软件支持的dxf格式文件转化为三维坐标信息。（3）将所得数据导入并建立表面模型和实体模型。
2.矿井三维地质建模
2.1 矿区地质概况
矿区海拔340-480m，井田东西长8.1km，南北宽6.5km，面积52.7km2，矿井资源/储量819.75Mt，工业储量740.69Mt，可采储量395.44Mt。根据矿区煤层地形等高线图，绘出等高线的边界线，此后建立的三维地质体模型皆为此区域。
2.2 地表模型建立
二维填图过程中使用的等高线是建立地表三维的基础，将等高线的数据属性导出，编辑形成文本文件（.txt），将文件导入软件中形成点文件，再对点文件加以优化及边界约束，最终由点创建面，生成地表形态的DEM。
2.3 煤层以及相关地层模型建立
用等高线确定煤层底板的地形，建立煤层底板模型。根据钻探资料确定了不同地区的煤层厚度;根据煤层厚度确定了煤层顶板模型，根据现有煤层表面模型，通过workflow建立煤层的块体模型，用实体模型来表现其他地层的构建。
2.4 工作面模型建立
将工作面边界线调整为一条封闭曲线，并将z值赋予相应固定值，将坐标数据导入到系统中;其次，将封闭曲线连接成一个封闭的曲面;最后，依据工作面与煤层的交合关系，并将多余的部分切割处理，即可形成三维工作面模型，工作面采用地表DEM覆盖的方法。
2.5 巷道与竖井模型建立
巷道模型的建立需要大量坐标数据，首先分节点提取CAD图中矿区巷道的坐标数据（x，y），然后根据巷道与等高线的交点，确定相应的Z值。所提取的数据点越多越好，旨在准确确定巷道的起伏。通过在每个节点位置建立的二维剖面图对巷道结构进行反演，勾绘出巷道形态与走向，再将二维剖面连接成为三维剖面，形成巷道模型，竖井模型仍参照此方法建立。
3 结语
GOCAD可对三维地质体进行可视化操作，利用三维切割可获得重点研究区域的地质体，它还可以动态地管理地质和施工信息。这套建模方法可普遍适用于矿产勘查、工程地质和灾害等众多领域。
参考文献
[1]范文遥，曹梦雪，路来君.基于GOCAD软件的三维地质建模可视化过程[J].科学技术与工程，2020，20（24）：9771-9778.
[2]李铎.山东省曲家金矿床GoCAD三维建模与成矿预测[D].中国地质大学（北京），2020.
[3]刘安强，王子童.煤矿三维地质建模相关技术综述[J].能源与环保，2020，42（08）：136-141.
[4]朱亚胜.GOCAD在赛博铜矿区三维地质建模中的应用[J].世界有色金属，2020（02）：24+26.
作者简介：纪维新（ 1975.8- ），山东泰安，男，汉族，工程师，本科，研究方向：矿井地质工程管理。