礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量估算方法論述

(成都理工大學(xué) 四川 成都 610059)

礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量估算方法論述

吳慶杰

(成都理工大學(xué)四川成都610059)

礦產(chǎn)儲(chǔ)量計(jì)算是根據(jù)礦體產(chǎn)狀和形態(tài),以及地質(zhì)勘探工程部署上的差別,選擇不同方法計(jì)算儲(chǔ)量。選擇的儲(chǔ)量計(jì)算方法,原則應(yīng)是簡便、結(jié)果準(zhǔn)確、便于檢查和實(shí)用.由于地質(zhì)勘察工作的進(jìn)展,隨之所遇到的不同產(chǎn)狀、形態(tài)的礦體儲(chǔ)量計(jì)算方法的選擇問題,已引起人們的關(guān)注。過去常用的儲(chǔ)量計(jì)算方法，有的已難以適應(yīng)現(xiàn)在礦床勘察工作中儲(chǔ)量計(jì)算需要，勢必要探索計(jì)算所需的計(jì)算辦法。

儲(chǔ)量估算；傳統(tǒng)估算方法；地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)

一、資源儲(chǔ)量估算概述

礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量就是指礦產(chǎn)在地下的埋藏量，估算礦產(chǎn)在地下埋藏量的工作稱礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量估算。礦產(chǎn)勘查的基本任務(wù)之一就是探明礦產(chǎn)在地下的埋藏量。它是應(yīng)用各種勘查技術(shù)手段揭露和查明礦體，提供資源儲(chǔ)量估算所需要的各種原始資料、再根據(jù)這些資料估算地下礦產(chǎn)的埋藏量。因而可以說，資源儲(chǔ)量估算工作是礦產(chǎn)地質(zhì)勘査工作成果的總結(jié)。

礦石量的高估和低估對(duì)礦山設(shè)計(jì)和生產(chǎn)來說都可能導(dǎo)致礦山開發(fā)決策失誤，可能造成嚴(yán)重后果。資源儲(chǔ)量的低估可能使本來能夠開采盈利的礦山在決策過程中被否定，或者，更經(jīng)常見到的情況是，導(dǎo)致礦山生產(chǎn)能力設(shè)計(jì)過低；高估則可能導(dǎo)致礦山開發(fā)投資虧損或失敗，或者，更可能出現(xiàn)的情況是，礦山生產(chǎn)壽命小于設(shè)計(jì)生產(chǎn)年限。由此可見，較為精確的進(jìn)行礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量估算尤為重要。

二、資源儲(chǔ)量估算方法

(一)礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量估算的發(fā)展?fàn)顩r

長期以來，許多致力于固體礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量估算的人們不斷的在研究、創(chuàng)新，隨著技術(shù)手段的進(jìn)步特別是微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，固體礦產(chǎn)資源/儲(chǔ)量的估算方法也在不斷的完善和改進(jìn)。我國固體礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量估算方法的發(fā)展可以分為三個(gè)階段。

第一階段：該階段為單一的、傳統(tǒng)的資源/儲(chǔ)量估算方法。在資源/儲(chǔ)量估算的理論研究的深度和方法本身的創(chuàng)新上發(fā)展緩慢。

第二階段：地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)儲(chǔ)量估算方法的出現(xiàn)，打破了傳統(tǒng)估算方法長期不變的格局。這是由于長期以來對(duì)礦體形狀詳細(xì)研究的結(jié)果，也是由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的日漸成熟。

第三階段：多種礦產(chǎn)資源/儲(chǔ)量估算方法并存與共同發(fā)展的階段。

(二)算術(shù)平均法

算術(shù)平均法的基本特點(diǎn)是不劃分礦體塊段，用簡單的算術(shù)平均法計(jì)算各種參數(shù)的平均值，即把勘查地段內(nèi)的全部勘查工程查明的礦體厚度、品味、礦石體重等數(shù)值，用算術(shù)平均法加以平均，分別求出其算術(shù)平均厚度、平均品位和平均體重，然后按圈定的礦體面計(jì)算出整個(gè)礦體體積。算術(shù)平均法所利用的圖件一般是礦體水平投影圖或垂直縱投影圖。若在水平投影圖上測量礦體面積，則利用鉛垂厚度求體積；若在垂直縱投影圖上測量礦體面積，則利用水平厚度求礦體體積。它只能應(yīng)用于礦體厚度變化較小、勘查工程在礦體上的分布較為均勻、礦產(chǎn)質(zhì)量及開采條件比較簡單的礦床。

(三)地質(zhì)塊段法

地質(zhì)塊段法是將礦體按不同礦石類型、工業(yè)品級(jí)、資源儲(chǔ)量級(jí)別、礦山技術(shù)條件及水文地質(zhì)條件、礦床開采次序等，把礦體分成不同的塊段，每個(gè)塊段內(nèi)用算術(shù)平均法分別估算各塊段的資源儲(chǔ)量，各塊段資源儲(chǔ)量之和即為該礦體或礦床的資源儲(chǔ)量。顯然，地質(zhì)塊段法與算術(shù)平均法的原理基本相同，差別在于地質(zhì)塊段法是在塊段內(nèi)應(yīng)用算術(shù)平均法。劃分塊段時(shí)，應(yīng)綜合考慮各方面的因素，不宜分得太零亂，而且應(yīng)使每個(gè)塊段都有相當(dāng)數(shù)量的工程控制。它可用于任何大小、形狀和產(chǎn)狀的礦體，尤其適合于層狀、似層狀、透鏡狀礦體。

(四)垂直斷面法

垂直斷面法是礦產(chǎn)勘查中應(yīng)用最為廣泛的資源量估算方法之一。主要原理是利用勘探線剖面把礦體分為不同的塊段，除礦體兩端邊緣部分外，每一塊段兩側(cè)各有一個(gè)勘探線剖面控制。按地質(zhì)可靠程度、礦石質(zhì)量、開采技術(shù)條件等的差異，還可以將其劃分為若干小塊段，估算出不同類型的資源量。根據(jù)塊段兩側(cè)勘探線剖面內(nèi)的工程資料、塊段截面積及剖面間的垂直距離，即可算出各小塊段的體積，進(jìn)而估算礦石量。垂直斷面法的特點(diǎn)是能借助勘探線剖面展現(xiàn)礦體不同部位的產(chǎn)狀、形態(tài)、構(gòu)造以及不同質(zhì)量和不同研究程度的資源量分布狀況。

(五)SD礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量估算方法

SD法的全稱為最佳結(jié)構(gòu)曲線斷面積分儲(chǔ)量計(jì)算及儲(chǔ)量審定計(jì)算法是由唐義和藍(lán)運(yùn)蓉通過20多年的勘查實(shí)踐和理論研究創(chuàng)立和命名的一套系列儲(chǔ)量計(jì)算和審定方法，由一套理論(SD動(dòng)態(tài)分維幾何學(xué))，兩大基本方法(SD儲(chǔ)量計(jì)算法、SD審定計(jì)算法)，四個(gè)基本原理(降維形變?cè)?、?quán)尺穩(wěn)健原理、搜索求解原理、遞進(jìn)逼近原理)，八組公式(結(jié)構(gòu)地質(zhì)變量公式、SD邊值公式、SD風(fēng)暴值公式、SD樣條函數(shù)公式、SD樣條函數(shù)體積公式、SD任意塊段體積公式、SD精度公式、復(fù)雜度公式)構(gòu)成的SD體系。

近年來隨著計(jì)算機(jī)性能的提高，三維建模理論的發(fā)展，在國外出現(xiàn)了很多具備三維儲(chǔ)量計(jì)算功能的礦業(yè)軟件，其核心是礦體三維數(shù)據(jù)模型建模理論和儲(chǔ)量計(jì)算方法。近年來國內(nèi)外學(xué)者對(duì)空間數(shù)據(jù)模型進(jìn)行了深入研究，提出了十幾種有代表性的模型。按照空間建模原理和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的幾何特征可歸納分為三類：面模型、體模型、面與體的混合空間數(shù)據(jù)模型。

(六)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法儲(chǔ)量估算

地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)是目前西方各國地質(zhì)學(xué)和礦業(yè)界非常通行的一種地質(zhì)研究和儲(chǔ)量計(jì)算方法，它具有最充分利用各種信息量的能力，能夠給出每一估計(jì)量相對(duì)應(yīng)的估計(jì)方差，而且這種估計(jì)是最優(yōu)的和無偏的，具有傳統(tǒng)地質(zhì)學(xué)方法所無可比擬的優(yōu)越性。1999年新頒布的固體礦產(chǎn)資源/儲(chǔ)量分類標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)的規(guī)范已將地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)儲(chǔ)量計(jì)算方法列為一種主要的儲(chǔ)量計(jì)算方法。雖然地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)在我國尚處在嘗試和推廣階段，但隨著我國加入世貿(mào)組織與國際接軌，使用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行礦產(chǎn)資源研究和評(píng)估已勢在必行。

三、結(jié)語

通過以上幾種礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量估算方法的介紹，不同的資源儲(chǔ)量估算方法有其各自不同的適用條件與優(yōu)缺點(diǎn)，很難判斷那種估算方法更高，只有在生產(chǎn)實(shí)踐中根據(jù)實(shí)際情況選擇最為合適的儲(chǔ)量估算方法進(jìn)行應(yīng)用。

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吳慶杰(1992-)，男，碩士研究生，成都理工大學(xué)，固體地質(zhì)勘察。