[發明專利]一種露天礦采場三角形網格裁剪煤層四邊形網格的方法

在審

• 申請號: 201711120978.1
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN107886575A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 陳應顯;康曉敏;馬江平
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司21109
• 代理人: 劉曉嵐

技術領域

本發明涉及煤層地質技術領域，尤其涉及一種露天礦采場三角形網格裁剪煤層四邊形網格的方法。

背景技術

煤礦床是由一系列在時間上連續或間斷沉積的沉積巖組成，是典型的沉積礦床。地質界面是在規定的范圍內劃分規則的網格，以勘探鉆孔數據作為樣本，經過插值而形成的。煤礦床中除了巖層接觸面外，還有一類重要的界面就是地表面，地表面在礦山未開采前，指的是原始地表面，在開采后，由于原始地表面被采礦工程所破壞，這時的地表面是由未遭破壞的原始地表面部分和采場表面組成。露天礦的地表面有兩類：其一是自然地表面，即原始地表面，是自然形成的；其二是工程地表面，是人工形成的，主要有采剝工程開挖形成的采剝工程面和排土工程堆筑形成的排土工程面。但無論是自然形成的還是人工形成的，地表面都存在一個共同特點，即裸露于地上或曾經裸露于地上，其上的樣本數據一般通過地表測量獲得，取樣點密度高，且常常充分考慮地貌特點因此，地表面上的測量數據既有點特征數據，又有線特征數據，構造的地表面模型不僅要反映點狀特征信息，還要反映線狀特征信息，規則網格模型不能對地表面上的點和線特征給予顯式的表達，而對于工程地表面來講是非常重要的。而不規則網格模型是沿著所提供的地學曲面上的特征點和特征線劃分網格的，可以對地表面上的點和線特征數據給予明確、顯式的表達。因此，地表面模型一般均采用不規則三角網格模型。

隨著露天礦開采的進行，煤層和巖層被不斷開采出去，形成采場表面與地質界面相交。為了獲得更新的礦床模型，需要利用地表面模型對地質界面模型進行裁剪，即地表面三角形網格裁剪煤層頂底板界面四邊形網格。但由于四邊形網格是曲面，它與三角形面的交線是空間曲線，在實際應用中難以實現，現有的裁剪方法是將四邊形網格轉換成三角形網格進行處理，這些方法既增加了存儲量，也降低了效率。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明提供一種露天礦采場三角形網格裁剪煤層四邊形網格的方法，利用露天礦采場的三角形網格對煤層的頂、底板的四邊形網格進行裁切，實現露天礦礦床地質模型的更新。

一種露天礦采場三角形網格裁剪煤層四邊形網格的方法，包括以下步驟：

步驟1：生成煤層界面的四邊形網格，具體方法為：

在煤層界面范圍內，按照一定的間距劃分網格，對煤層頂底板界面網格的節點的高程進行插值，插值點為P(x,y)，共有n個樣本點P_i(x_i,y_i)，其中，i＝1,2,…,n，其樣本值為z_i，采用加權最小二乘擬合法計算插值點P的高程值z＝f(x,y)，其中，f(x,y)為加權最小二乘擬合曲面，生成煤層界面的四邊形網格；

生成的煤層界面的四邊形網格，由如下所示的四邊形鏈表存取：

pQu＝{pQu₀(v₀₀,v₀₁,v₀₂,v₀₃)→…→pQu_k(v_k0,v_k1,v_k2,v_k3)→…→pQu_m(v_m0,v_m1,v_m2,v_m3)}

其中，pQu_k(v_k0,v_k1,v_k2,v_k3)，為空間四邊形網格中的第k個四邊形，v_k0,v_k1,v_k2,v_k3分別為第k個四邊形的四個頂點，k＝0、1、…m，m+1為煤層界面生成的四邊形網格總數；

鏈表pQu中的四邊形的頂點都按逆時針排列；

步驟2：根據露天礦采場數據的特點，建立露天礦采場的三角形網格模型，具體方法為：

步驟2.1：根據露天礦采場數據的來源，將露天礦采場數據分為兩部分，一部分為原地表數據，另一部分為露天礦采場數據；原地表數據包括地表測點、地形等高線及地貌特性線數據；露天礦采場數據包括臺階點、臺階線和采場散點數據；根據露天礦采場數據的幾何形態，將這些露天礦采場數據分為點狀數據和線狀數據兩類；

步驟2.2：獲取線狀數據的頂點，將其與點狀數據一起形成進行三角剖分所需的數據點；