随着计算机技术的发展,矿山原始的手工成图方式已很难满足现代信息化发展的需求。而由于现代矿山设计问题的智能化和复杂化,人们已不能满足于传统的二维成图方式。基于此,使得CAD系统由单纯的二维绘图向三维智能设计、动态仿真、几何造型、曲面造型及实体造型等方向发展,随之而来的三维建模理论和技术取得了突破性的进展。为适应矿山信息化、自动化发展要求,实现矿山可持续发展,提高资源利用率,矿山开采必须走数字化矿山之路。通过信息化改造和数字矿山技术的推行,使传统的采矿业在管理模式、组织结构、采矿工艺、决策方式等方面有大的改革。凤凰山铜矿-360m——240m中段已经回采完毕,但残留了大量顶底柱、间柱、点柱及矿体端部矿石等。由于地下地质条件复杂,矿体被其它岩石穿插,破坏了其稳定性,再加上-180m中段以上巷道遭到不同程度的破坏,这给矿山工程技术人员的作业带来了很大安全隐患;残矿多为顶底柱、间柱、点柱和主矿体端部及附近零星矿体,矿体在空间上分布零散,形态和赋存条件差异大,因此储量计算和空间分布展示较为困难;矿山投产30多年来,生产方式复杂、数据量大,且随着生产的发展、时间的推移,这些数据对矿山安全生产有着重要的指导作用和经济参考价值,但原始的成图手段已很难适应现代矿山生产的需要;由于残矿回采难度的增大,要求的技术手段较高,而矿方领导及技术人员缺少矿山的精确设计生产、科学管理及决策的信息平台。基于以上原因,凤凰山铜矿三维建模技术的研究,为解决凤矿残留矿回采、开采设计等提供决策平台。本论文分析了三维可视化建模技术国内外研究现状及发展动态,探讨了三维矿床建模的理论基础,掌握了地质统计学基本原理,结合凤凰山铜矿矿山生产实际,制定了凤凰山铜矿三维可视化建模技术研究路线。结合地质学知识,基于数字化软件Datamine,分析并研究了三维建模的关键技术,取得的研究成果为矿山设计、生产及决策提供了重要的平台。本文主要研究内容如下:1、根据钻孔柱状剖面图等原始资料,经过数据分析和处理,建立了凤凰山铜矿地质数据库,实现数据库的查询、修改、实时更新等功能。对钻孔地质数据库进行样品组合,组合样长度取2.52m,然后对钻孔原始数据和组合数据进行统计分析。依据分析结果,把6%作为Cu品位的特高值,将其品位在0.3%-6%的值进行对数转化,使其符合正态分布,得出组合样品均值0.85,方差为1.271。使用组合样钻孔数据,选择球状模型作为理论模型,从走向方向、勘探线方向、垂直方向等三个方向对试验变异函数模型进行最优拟合,得出理论变异函数参数（块金值、基台值、变程）。进而对理论变异函数参数交叉验证,在显著水平α=0.05下,接受H₀假设,有95%的把握确信估计误差为0,从而证明所选择的理论变异函数模型合理,得到的理论变异函数参数正确,可以作为后续的品位估值和储量计算的依据。2、研究了三维矿体实体模型建模方法及关键技术。原始资料的处理是建立三维矿体模型的关键,直接影响矿体模型的质量。深入研究了原始资料技术处理的关键技术、三维矿体建模技术、线框模型体积计算、矿体剖面任意切割、矿图自动生成等内容,建立了-360m以上4个主矿体模型、-360m以下2#矿体模型及所有零星矿体模型等。研究了三维采矿工程模型建模技术和方法。三维采矿工程模型分为地下采矿工程模型及露天矿模型。地下采矿工程模型包括巷道模型、采空区模型、点柱模型、井筒模型等。采空工程模型结构复杂,建模效果如何直接影响后期储量计算。3、深入研究了矿体块段模型建立技术、品位估值技术及储量计算等。块段模型原型空间范围的确定、块段模型单元块尺寸的确定、品位估值时搜索形式及搜索半径的确定等成为建立块段模型及品位估值的关键。利用克立格法和距离反比法分别计算出了凤凰山铜矿-360m以上主矿体矿石储量（按边际品位）,-360m中段以下的2#矿体矿石储量及-360m——240m中段的残余矿体的矿石储量。凤凰山铜矿三维可视化建模为矿体回采提供了决策平台,并且改变了传统的手工或CAD绘制的二维图纸的现状,取而代之的是整个矿山要素以三维实体模型的形式呈现,并能快捷、高效地实现任意矿体剖面切割、矿图自动生成、任意圈定矿体进行储量计算等功能。凤凰山铜矿三维可视化建模技术的研究,是凤凰山铜矿在实现矿山生产和管理进程中的一次重大革新。矿山三维实体模型的建立,形象直观地反映了矿山各要素实际空间赋存状态,并能够快速、高效、准确地为矿山生产提供工程图纸和技术资料。对矿体任意圈定,实现动态储量计算,为矿山开采计划的编制及矿山领导决策提供了重要的参考平台,对矿山生产具有重要的指导意义。课题的完成,改变了矿山技术人员传统的作业方式,提高了矿山决策者的管理水平,增加了矿山生产的经济效益,使凤凰山铜矿向矿山数字化、信息化、自动化迈出了重大一步。