資源儲量估值工程控制在礦業(yè)軟件中的應用

黃應才，殷燦春（玉溪礦業(yè)有限公司，云南 玉溪 653100）

資源儲量估值工程控制在礦業(yè)軟件中的應用

黃應才，殷燦春（玉溪礦業(yè)有限公司，云南 玉溪 653100）

分析總結了礦業(yè)軟件資源儲量分類中地質可靠程度以工程控制程度劃分的方法，提出了資源儲量分類實體模型，利用品位礦塊模型添加字段賦分類實體屬性，實現(xiàn)資源儲量分類統(tǒng)計及三維礦塊模型顯示，推進礦業(yè)軟件在國內(nèi)廣泛應用并且符合各固體礦產(chǎn)勘查規(guī)范要求。

礦業(yè)軟件；工程控制程度；實體模型；賦值

1 前言

國內(nèi)外礦業(yè)軟件中，廣泛采用的品位估值方法主要有距離冪反比法、趨勢面法、克立格法，通常采用地質統(tǒng)計學方法中的普通克立格法和距離冪反比法進行品位估值。在估值過程中為了區(qū)分礦體的地質控制程度，一般采用工程控制程度為依據(jù)進行資源儲量級別劃分，本文提出了一種能滿足我國現(xiàn)行規(guī)范，又能在礦業(yè)軟件上實現(xiàn)按工程控制程度劃分的方法。

2 礦業(yè)軟件常用方法[1～5]

2.1 估值方差分類

對于任何資源儲量估算方法，由于估計時所用樣品與被估塊段的大小并非嚴格相等，從而使被估塊段的實際值與估計值不同，即產(chǎn)生了估計誤差，一個儲量計算方法的可靠程度就是根據(jù)該方法所包含的誤差大小來衡量的。最好的估計方法應該是誤差最小的方法。應用地質統(tǒng)計學中克里格方差構造出地質可信度標志是：

式中:Rr為資源儲量分類的地質統(tǒng)計學標志;σ是全部塊段平均品位估值的克立格方差的平均值；D2(Z)是礦體內(nèi)等體積塊有用組分真值的方差：

這種方法的優(yōu)點是直接利用估值誤差判斷估值結果的可靠程度，直觀明了。但實踐中，不同礦種、不同勘查階段甚至同一礦種在不同礦區(qū)得到的克里格方差都會不同，難以對比，標準不容易統(tǒng)一；目前，在國內(nèi)還沒有大量經(jīng)驗數(shù)據(jù)的積累足以支持建立起針對不同礦床類型的標準，在實際估算中沒有被使用。

2.2 利用搜索橢球體參數(shù)設置分類

礦業(yè)軟件估算資源儲量可采用搜索橢球體半徑（估值鄰域）、搜索工程數(shù)目和搜索扇區(qū)點數(shù)、單塊最值區(qū)分礦體工程控制程度。搜索半徑采用礦床勘探網(wǎng)度確定的探明、控制、推斷工程網(wǎng)度間距。設置搜索半徑要比礦床勘探網(wǎng)度擴大1.2～1.25倍。主要原因是勘查實施過程中受到地形、坑道等多種因素的影響，工程點的位置不可能是規(guī)則的網(wǎng)格或鉆孔施工中鉆桿偏斜，工程圍繞勘探線可能有一定偏移，為避免“漏掉”相關的工程點信息而采取擴大半徑的方法。在一定范圍內(nèi)工程數(shù)目是確定礦體的地質可靠程度，即工程控制程度是劃分地質可靠程度的關鍵依據(jù)。扇區(qū)、單塊點數(shù)是確定塊品位可靠程度。在品位估值中搜索橢球體半徑、工程數(shù)設置及其與資源儲量控制程度劃分的關系見表1。礦業(yè)軟件窗體各參數(shù)設置見圖1。

現(xiàn)在常用此方法作為資源/儲量分類G軸地質可靠程度的依據(jù)，有一定的實用性，總體經(jīng)過按不同搜索半徑估值參數(shù)設置可與傳統(tǒng)的資源儲量分類大致相對應，但只能大概反映。

表1 不同控制程度估值鄰域參數(shù)設置對應表

圖1 搜索橢球體參數(shù)設置圖

采用距離冪反比法或克立格法對礦體品位估值，在理論變異函數(shù)（克立格法）、工程數(shù)不變的情況下，調(diào)整扇區(qū)點數(shù)、單塊最值，搜索橢球體同一估值鄰域得到的礦體體積變化量較大，詳見表2及圖2。從表2可以得到礦體品位相對變化系數(shù)3.43%，在允許誤差內(nèi)，而體積相差最小是估值鄰域小于等于60m，相對變化系數(shù)15.17%，最大是估值鄰域大于60m小于等于120m，相對變化系數(shù)58.68%。圖2中顯示出應該是控制程度為推斷的，劃分到探明的或控制的。扇區(qū)點數(shù)及單塊最值選取主要考慮在于反映品位的真實代表性，具體操作既要兼顧估值單元塊尺寸，又要兼顧礦體規(guī)模、產(chǎn)出形態(tài)，因此不能總是調(diào)整點數(shù)來達到資源儲量分類中地質可靠程度要求。

資源儲量類別的劃分現(xiàn)行執(zhí)行規(guī)范《固體礦產(chǎn)資源/儲量分類》（GB/T17766-1999）、《固體礦產(chǎn)地質勘查規(guī)范總則》（GB/T13908-2002）及各礦類勘查規(guī)范劃分資源儲量類別。在提交地質勘查報告、資源儲量核實報告中資源儲量分類要求說明各類型資源儲量的具體劃分條件，并在資源儲量估算圖上標明各類型資源儲量在空間上的分布情況。礦業(yè)軟件借助計算機技術，并且軟件中資源儲量模塊運用地質統(tǒng)計學原理和先進方法，具有礦體三維可視、計算精確快捷、后續(xù)使用方便等優(yōu)點。提出了運用礦業(yè)軟件用工程控制程度劃分資源儲量的方法。

3 工程分布網(wǎng)度劃分法[6～10]

固體礦產(chǎn)資源儲量分類是以礦產(chǎn)資源經(jīng)過礦產(chǎn)勘查的不同地質可靠程度和經(jīng)相應的可行性評價所獲不同的經(jīng)濟意義為主要依據(jù)。地質可靠程度反映了礦產(chǎn)勘查階段工作成果的不同精度，包括了工程控制程度和綜合研究等相關信息。找礦工作過程實際上是人們對礦體的認識過程，人們通過探礦工作的不斷深人、礦床地質條件的不斷揭露，對礦體的認識不斷深化，也是工程由疏到密的過程。對不同礦種達到哪一種資源儲量的類別，對工程網(wǎng)度有一定的規(guī)定，也符合勘查規(guī)范的要求，因此工程網(wǎng)度是劃分地質可靠程度的重要依據(jù)。

表2 不同扇區(qū)、單塊點數(shù)估值統(tǒng)計表

圖2 工程控制程度礦塊圖

3.1 工程分布網(wǎng)度劃分在礦業(yè)軟件中的實現(xiàn)方法

采用估值礦塊品位模型，對礦塊模型以添加字段賦屬性進行工程控制程度分類統(tǒng)計及顯示礦塊模型，具體步驟見圖3所示。

圖3 工程控制程度劃分步驟圖

（1）資源儲量類別界線圈定。一般資源儲量估算圖根據(jù)礦體總體傾角大于45°時作垂直縱投影圖，小于等于45°時作水平投影圖。礦體傾角大于45°時資源儲量分類界線在勘探線剖面圖上圈定，依據(jù)該礦床確定的勘查類型按工程控制程度分探明的、控制的，走向、傾斜方向工程間距利用見礦工程點、線劃分界線，例如某銅礦床勘查類型劃分為第Ⅱ類型，其工程控制網(wǎng)度分別為：探明的資源量，80m（走向）×60m（傾向）,為工程實際控制資源量；控制的資源量，160m（走向）×120m（傾向）,為工程實際控制資源量。推斷的資源量，大于160m（走向）×120m（傾向）及礦體外推部分，對礦體實體模型切勘探線剖面圖，圈定分類界線。礦體傾角小于等于45°時，俯視礦體實體模型，投影實體最大輪廓線到指定平面上，通過軟件計算出見礦工程礦體中心點位置并投影到指定平面上，實際上已得到水平投影圖，再在水平投影圖上利用工程點圈定資源儲量類別界線。

（2）分類實體模型創(chuàng)建及布爾運算。①勘探剖面上圈定分類邊界輪廓線時，采取相鄰剖面線之間將同一礦體號相同的分類邊界輪廓線采用直線連接，剖面外推采取平推再直接連接。②水平投影面上圈定分類輪廓線時，采取向地表及深部垂直平推再直接連接。③布爾運算是對相鄰實體間存在相交現(xiàn)象進行相鄰實體間的布爾運算，以消除相交現(xiàn)象。這一步可以不做，分類實體線框賦值時需要保留的相交實體先進行賦值，被切分類實體后賦值時，清除目標域和重寫目標域不作鉤選。

（3）線框賦值。輸入礦塊文件，修改文件結構，增加工程控制程度或其它字段，文件過濾出已估值的礦體單元塊。線框選擇分類實體，賦屬性選更多把屬性NAME賦給工程控制程度字段。塊模型選次分塊，輸入次分數(shù)。輸出填寫新文件，設置完上述參數(shù)就可以對工程控制程度字段寫分類實體屬性，見圖4。依次對不同控制程度分類實體賦值，直至完成。

圖4 線框賦值窗體

通過建立模型，對工程控制程度進行分級賦值后，從圖5和6中可以看出這種方法的儲量分級與傳統(tǒng)方法的分級十分吻合，建議在地質管理工作中廣泛使用。

圖5 傳統(tǒng)分級范圍平面分布情況

（4）資源儲量分類匯總。調(diào)入礦塊模型報告菜單，分類報告變量域選擇工程控制程度進行估值品位元素，統(tǒng)計出分類礦體體積、密度、礦石量、品位，按資源儲量分類報表格式進行匯總形成資源儲量報表。

3.2 操作中需要注意的問題

控制程度推斷的或預測的分類界線超出估值礦體輪廓邊界線，分類實體水平或剖面之間、外推完全涵蓋礦體實體模型。

圖6 本文研究的塊段分級范圍平面分布情況

4 結語

礦業(yè)軟件中按工程控制程度劃分資源儲量分類建模，在礦體品位塊段模型添加“工程控制程度”字段，通過塊段屬性賦值，記錄資源儲量分類屬性，實現(xiàn)了三維分類塊段模型顯示及資源儲量分類統(tǒng)計匯總。利用這種辦法不僅運用了礦業(yè)軟件，而且符合我國現(xiàn)行各固體礦產(chǎn)勘查報告編制、制圖規(guī)范要求，更有利于礦業(yè)軟件在國內(nèi)推廣使用。

[1]侯景儒，黃競先.地質統(tǒng)計學在固體礦產(chǎn)資源/儲量分類中的應用[J].地質與勘探，2001,37（6）：61-66.

[2]GB/T17766-1999，固體礦產(chǎn)資源/儲量分類[R].

[3]MICROMINE 11.0版培訓教材[M],2008.

[4]汪應宏，汪云甲.基于GIS礦山資源評價與管理決策支持系統(tǒng)探討[J].測繪通報，2000,（5）：18-20.

[5]姜華，秦德先，陳愛兵等.國內(nèi)外礦業(yè)軟件的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].礦產(chǎn)與地質，2005,（4）：422-425.

[6]張幼蒂.礦業(yè)系統(tǒng)工程的發(fā)展與展望[J].金屬礦山,2003，319(1):1-3.

[7]江家譜.金川三維礦山模型的研究與建立[D].昆明:昆明理工大學,2005.

[8]曾慶田，王李管，李 德等.云南××銅礦資源及開采環(huán)境評價可視化建模技術研究[J].礦冶工程,2007,（3）：15-19.

[9]張渭軍，王文科.基于鉆孔數(shù)據(jù)的地層三維建模與可視化研究[J].大地構造與成礦學，2006,（2）：108-113.

[10]王青，史維祥.采礦學[M].北京:冶金工業(yè)出版社，2007.

Application of engineering controlling in resource and reserves estimation in mining software

The method of using engineering controlling degrees to classify geological reliability in resource and reserves classification in a mining software was analyzed and summarized.The method of creating solid models of resource and reserves classification,using grade block model to add fields to assign attributes of classification solid were proposed,which realized the classification statistics of resource and reserves and three-dimensional display of ore block model,and promoted the wide application of mining software in China.The method meets the demand of all kinds of solid minerals exploration standard.

mining software;engineering controlling degree;solid model;assignment

1672-609X（2011）02-0045-04

P624

A

2010-10-20

黃應才（1970-），男，云南建水人，地質工程師，主要從事礦山地質技術管理及研究工作。

云南省省院省?？萍己献饔媱濏椖?2006YX26)；云南省技術創(chuàng)新暨產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項項目（2007GA007）。