王 洋 趙明生

(1.河北省建筑材料工業(yè)設(shè)計(jì)研究院;2.貴州新聯(lián)爆破工程有限公司)

礦山設(shè)計(jì)是整個(gè)礦山建設(shè)過程中的一個(gè)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(jì)工作陷入困境。這就要求礦山設(shè)計(jì)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(jì)質(zhì)量的重要條件，其中之一是礦床的詳細(xì)勘探地質(zhì)報(bào)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(yuǎn)、資料缺失等原因，導(dǎo)致礦山設(shè)計(jì)無法順利進(jìn)行，為此，以冀東發(fā)展集團(tuán)某礦山為例，詳細(xì)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(jì)提供可靠依據(jù)。

1 三維地質(zhì)模型構(gòu)建

1.1 導(dǎo)入鉆孔數(shù)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(yàn)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(biāo)、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(jìn)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(jìn)行長度組合，使樣長達(dá)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。

1.2 三維地質(zhì)模型構(gòu)建

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(dá)，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(diǎn)數(shù)據(jù)建立(圖2)。

圖2 礦體三維模型

2 礦石儲量估算

2.1 塊段模型構(gòu)建并估值

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(gè)礦體，單元塊作為一個(gè)獨(dú)立個(gè)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(gè)礦體賦予了連續(xù)的值。塊段模型所包含的單元塊實(shí)際上是一個(gè)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(dāng)然，也可為所有的單元塊的某一屬性賦1個(gè)統(tǒng)一的值，本研究采用距離冪次反比法進(jìn)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

2.2 儲量估算

儲量估算的方法包括地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)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(jì)學(xué)法進(jìn)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(dá)到工業(yè)品位，整個(gè)礦區(qū)礦石平均品位達(dá)到46%，滿足開采要求。

3 結(jié)語

地質(zhì)資料的缺失給礦山設(shè)計(jì)帶了較大困難，以冀東發(fā)展集團(tuán)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(jì)學(xué)法估算了不同品級的資源儲量，為類似礦山提供參考。

［1］ 王 洋，趙明生.基于Dmine的數(shù)字化礦山生產(chǎn)配礦研究［J］.金屬礦山，2013(8):101-103.

［2］ 陳三明，何玉州，羅文敏，等.基于地質(zhì)三維模擬的攀枝花鐵礦塊體模型儲量估算［J］.桂林理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，33(4):610-615.

［3］ 康計(jì)純，魏子棟.3Dmine在儲量計(jì)算中的應(yīng)用［J］.水力采煤與管道運(yùn)輸，2013(4):52-54.

［4］ 邢利偉，王 洋.Dimine數(shù)字化礦山生產(chǎn)配礦分析［J］.露天采礦技術(shù)，2015(1):68-70.

［5］ 余 璨，李 峰，張達(dá)兵，等.基于Dimine的紅龍廠銅礦床地質(zhì)建模與儲量估算［J］.金屬礦山，2015(2):108-112.

［6］ 堅(jiān)潤堂，楊 帆，王巖梅，等.西藏白榮—崗講銅(鉬)礦三維地質(zhì)建模及儲量估算［J］.金屬礦山，2015(9):95-99.

［7］ 李懷良，庹先國，蔣 鑫.一種條帶狀多金屬礦儲量估算插值方法［J］.金屬礦山，2015(7):80-85.

［8］ 周 旋，王選問，金 瑜.基于地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法的某鐵礦資源量估算［J］.金屬礦山，2015(7):86-90.