融合断层势场的复杂煤层地质体隐式自动建模方法
钟德云
王李管
长沙迪迈科技股份有限公司,湖南长沙 410221;中南大学资源与安全工程学院,湖南长沙 410083
摘要：在煤炭透明地质系统建设中,对具有复杂交叉断层网络的煤层地质体进行自动建模及模型动态更新是一项极具挑战性的任务.为解决具有复杂断层网络的煤层地质建模问题,在非平稳地质统计理论和隐式建模势场插值理论的基础上,创新性地提出了一种融合外部漂移的径向基函数(RBF)插值理论和融合断层势场的煤层地质体三维自动建模方法.提出的隐式建模方法分为以下步骤:在断层插值约束方面,通过推导融合外部漂移的径向基函数插值式,提出了融合断层势场的径向基函数插值理论与方法.在断层势场表示方面,引入断层线势场来定义断层影响范围,可以插值不同类型断层与煤层间的不连续插值趋势和光滑过渡趋势.在断层网络定义方面,基于图论的思想采用有向图来表示断层网络之间相互影响的拓扑关系,并进而构造断层势场组合关系来定义断层网络之间的截断交叉关系.在模型曲面重构方面,采用保证几何精度的约束Delaunay三角剖分(CDT)方法实现断层线的保特征插值和保特征重构,以确保隐式曲面重构得到几何精度可靠的三角不规则网络(TIN)模型,无需进行网格后处理操作.基于以上方法,开发了面向煤炭地质保障系统的三维煤层地质体模型自动建模系统.系统支持复杂断层网络拓扑关系的自动构建,可以极大提高煤层地质体隐式建模的效率.为了测试融合外部漂移的径向基函数插值方法的插值效果和融合断层势场的煤层地质体建模方法的建模效果,以多个矿山真实数据集为基础,验证了融合复杂交叉断层的煤层地质体隐式建模方法的可靠性.所提方法可以对具有大量不同类型交叉断层网络的复杂煤层地质体进行高效自动建模,并满足断层运动特征和断层影响范围等地质规则约束,对煤层地质精准建模具有重要应用价值.
关键词：煤层建模地质保障系统地质建模空间插值隐式建模径向基函数
分类号：TD72(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家重点研发计划(2024YFC2909500)国家重点研发计划(2022YFC2904105)
论文发表日期：2025-03-31
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 1705-1716 )
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