王 洋 趙明生
(1.河北省建筑材料工業(yè)設(shè)計研究院;2.貴州新聯(lián)爆破工程有限公司)
礦山設(shè)計是整個礦山建設(shè)過程中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié),由于礦山生產(chǎn)對象的自然資源條件變化大,不穩(wěn)定的客觀因素較多,常常使得礦山設(shè)計工作陷入困境。這就要求礦山設(shè)計前應(yīng)開展調(diào)查研究,必要的基礎(chǔ)資料是保證礦山設(shè)計質(zhì)量的重要條件,其中之一是礦床的詳細勘探地質(zhì)報告(包括礦產(chǎn)資源儲量、主要成分含量、礦體產(chǎn)狀和賦存情況等)。由于地質(zhì)勘查年代久遠、資料缺失等原因,導(dǎo)致礦山設(shè)計無法順利進行,為此,以冀東發(fā)展集團某礦山為例,詳細分析了數(shù)字化礦山軟件——Dimine[1-5]在礦山地質(zhì)建模、儲量估算等方面的應(yīng)用,為高效開展礦山設(shè)計提供可靠依據(jù)。
將鉆孔數(shù)據(jù)(開口表、測斜表、樣品表)等Excel數(shù)據(jù)文件錄入Dimine軟件,校驗無誤后,即可生成地質(zhì)數(shù)據(jù)庫文件(圖1)。開口表包括鉆孔名稱、坐標、孔深等;測斜表包括傾角、方位角;樣品表包括鉆孔不同深度的 CaO、MnO、K2O、MgO、Na2O等品位。鉆孔數(shù)據(jù)錄入后,需要對樣品表中的各數(shù)據(jù)進行品位組合。品位組合是指在符合品位要求的前提下,應(yīng)用“穿鞋帶帽”的方法,對鉆孔文件進行長度組合,使樣長達到最小可采厚度(8 m)及最小剔除厚度(2 m)的要求,組合后顯示組合長度內(nèi)的平均品位。
圖1 鉆孔數(shù)據(jù)
礦區(qū)地形屬低山丘陵區(qū),礦石賦存范圍內(nèi)地勢廣闊平緩,覆蓋層較薄,部分地段有灌木和斑駁草地,若干年前,該區(qū)游牧業(yè)較發(fā)達,現(xiàn)已廢棄。由于缺少地質(zhì)剖面圖,此次礦體圈定以鉆孔控制的范圍及礦區(qū)邊界線為約束,DTM依據(jù)地面散點數(shù)據(jù)建立(圖2)。
圖2 礦體三維模型
塊段建模是礦床品位推估及儲量估算的基礎(chǔ),塊段模型構(gòu)建的基本思想是將礦床在三維空間內(nèi)按照一定的尺寸劃分為眾多的單元塊,該類單元塊充斥著整個礦體,單元塊作為一個獨立個體,其元素品位由鉆孔品位組合數(shù)據(jù)估值得到。如此,將所有單元賦值,即為整個礦體賦予了連續(xù)的值。塊段模型所包含的單元塊實際上是一個數(shù)據(jù)庫,用來存儲相關(guān)地質(zhì)信息(包括巖石類型、品位、比重等),而該類屬性是通過塊段整體反映出來的。單元塊通過鉆孔品位組合賦值的方法主要有距離冪次反比法、普通克里格法等[6-7]。當然,也可為所有的單元塊的某一屬性賦1個統(tǒng)一的值,本研究采用距離冪次反比法進行品位估值,結(jié)果見圖3。由圖3可知:礦區(qū)北部和南部CaO品位較高,基本在46%以上,且越往下礦石品位越好;北部偏東和東部方向CaO品位較低,部分接近38%以下,可作為廢石邊坡處理。塊段剖面CaO品位平均分布情況見圖4。
圖3 塊段模型估值
圖4 塊段剖面CaO品位平均分布
儲量估算的方法包括地質(zhì)統(tǒng)計學法、多面體平均法、塊段法、剖面法[8]。本研究采用地質(zhì)統(tǒng)計學法進行儲量估算,結(jié)果見表1。
表1 按品級估算的礦體資源儲量
由表1可知:CaO品位為46%以上的資源量占總資源量的61.5%,CaO品位為43% ~46%的資源量占總資源量的38.5%,大多數(shù)礦石達到工業(yè)品位,整個礦區(qū)礦石平均品位達到46%,滿足開采要求。
地質(zhì)資料的缺失給礦山設(shè)計帶了較大困難,以冀東發(fā)展集團國外某一水泥生產(chǎn)線的配套礦山為例,采用Dimine軟件建立了礦山三維地質(zhì)模型,采用地質(zhì)統(tǒng)計學法估算了不同品級的資源儲量,為類似礦山提供參考。
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