張 闖，梁 珂

(廣西華錫集團(tuán)股份有限公司銅坑礦， 廣西 河池市 547207)

3DMine工程軟件在銅坑礦實(shí)踐中的應(yīng)用

張 闖，梁 珂

(廣西華錫集團(tuán)股份有限公司銅坑礦， 廣西 河池市 547207)

銅坑礦礦體空間分布復(fù)雜，在原地質(zhì)勘查工作中，采用人為圈定礦體，工作量大，耗時(shí)長，且可靠低。為此建立了地質(zhì)勘查工程數(shù)據(jù)庫，利用3DMine工程軟件對樣品數(shù)據(jù)分析、地質(zhì)構(gòu)造約束及礦體品位約束，以工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)條件限定來圈定礦體，不僅節(jié)省時(shí)間，還確保了礦體的完整性和可靠性，提高了工作效率。

銅坑礦；3DMine；圈定礦體

銅坑礦是大型的有色金屬礦山，其礦體所在的地層不同所產(chǎn)出的形態(tài)也不同，并礦化連續(xù)性差，品位高低差異性大使得礦體內(nèi)夾石較多。礦體厚度、產(chǎn)狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和品位組分空間分布等變化大。因此施工大量勘查工程，根據(jù)所得地質(zhì)數(shù)據(jù)分析后，把不同層位的礦體化分為四大主礦體，上部為最先開采的細(xì)脈帶礦體，完成鉆探工程量約12400 m，以礦脈走向開采無刻槽工程；中部為開采完畢的91#礦體，完成鉆探工程量約11850 m，刻槽工程約14000 m；中部為正在開采的92#礦體，完成鉆探工程量約77600 m，刻槽工程約13300 m；底部為正在勘探中的鋅多金屬礦體，完成鉆探工程量約15700 m，刻槽工程約1460 m。根據(jù)上述數(shù)據(jù)圈定礦體，則在不同時(shí)期的方式各有不同。最初對礦體圈定是由人工記錄計(jì)算紙質(zhì)圖案圈定，后來用電子表格計(jì)算在CAD圖上圈定，現(xiàn)在可以利用3DMine工程軟件來處理地質(zhì)樣品信息，形成圖層“地質(zhì)構(gòu)造組合樣”和“金屬品位約束組合樣”，把其數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為空間上離散線段，為礦體圈定提供依據(jù)。通過地質(zhì)構(gòu)造及品位數(shù)據(jù)分析綜合考慮，連接離散線段節(jié)點(diǎn)顯示結(jié)果。

1 簡介3DMine鉆孔數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

3DMine礦業(yè)工程軟件可收集礦山地質(zhì)、測量、采礦與技術(shù)管理工作所得數(shù)據(jù)，并通過系統(tǒng)軟件處理實(shí)現(xiàn)三維圖像[1]。對于所采集數(shù)據(jù)是通過外接數(shù)據(jù)庫來進(jìn)行存儲的，也就是先在Excel表格中建立定位表、測斜表、巖性表和化驗(yàn)表整理地質(zhì)信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。再導(dǎo)入3DMine工程軟件，將其相同名稱的表格一一對應(yīng)，最后保存于Microsoft Access數(shù)據(jù)庫[2]。

2 3DMine數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用

在建立完成數(shù)據(jù)庫之后，通過 3DMine系統(tǒng)軟件處理實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與圖形結(jié)合的三維圖像。可以更直觀地顯示所收集整理的每個(gè)工程數(shù)據(jù)的詳細(xì)信息，更清晰的反應(yīng)整體空間位置、顯示相應(yīng)的工程數(shù)據(jù)和形態(tài)。這就是數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用范圍[3]。其操作就是在該軟件中如何設(shè)置“顯示鉆孔數(shù)據(jù)庫”，顯示所有的勘查工程分布在三維空間位置。

2.1 三維顯示及風(fēng)格設(shè)置

在將Microsoft Access數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入3DMine工程軟件后，顯示工程數(shù)據(jù)信息，首先要選擇工程的軌跡顏色，品位數(shù)據(jù)所保留小數(shù)位數(shù)(一般保留兩位小數(shù))。然后選擇工程號和實(shí)際完成量的標(biāo)注位置以及“圖案”、“文字”、和“品位組合”等信息根據(jù)個(gè)人所需來調(diào)整。最后調(diào)整“顯示風(fēng)格”，這就需要更具不同礦山的工業(yè)品位和邊界品位劃分區(qū)間進(jìn)行風(fēng)格定義。在此注意的是在選擇所要定義的字段中，對于該字段區(qū)間要有不同顏色區(qū)分。而對于地質(zhì)信息也是一樣，不同的是以巖性來區(qū)分。

2.2 顯示銅坑礦礦體品位信息

銅坑礦主采金屬為錫及鋅。綜合目前我國礦山回收錫、鋅工業(yè)價(jià)值考慮，礦體可采最小厚度為1 m，剔除夾石厚度為4 m?；夭慑a金屬工業(yè)品位為0.3%以上，邊界品位為0.15%～0.3%，0.15%以下為廢石。回采鋅金屬工業(yè)品位為3%以上，邊界品位為1.5%～3%，1.5%以下為廢石[4]。根據(jù)上述所給工業(yè)品位和邊界品位劃分區(qū)間，設(shè)定品位為0.3%以上的錫金屬和品位為3%以上的鋅金屬為“黑色”；品位為0.15%～0.3%的錫金屬和品位為1.5%～3%的鋅金屬為“深灰色”；品位小于0.15%以下的錫金屬和品位小于1.5%以下的鋅金屬為“灰色”。對于地層分界也是一樣，在“圖案”、“文字”中選擇的是巖性表，選擇的“字段”為“巖性描述”。在調(diào)整“顯示風(fēng)格”中“代碼”填入巖性，但不同巖性要用顏色來區(qū)分，設(shè)定“條帶狀灰?guī)r”為“深灰色”、“硅質(zhì)巖”為“黑色”、“方解石”為“褐色”以及“鈣質(zhì)泥巖、白云質(zhì)泥巖夾泥灰?guī)r”為“灰色”。設(shè)置完成，選擇“確定”，最終得到鉆孔地質(zhì)信息，如圖1所示。

圖1 3DMine鉆孔地質(zhì)信息模式

3 地質(zhì)礦帶樣品組合處理

樣品組合處理就是提取數(shù)據(jù)庫中樣品及某些金屬元素的品位，進(jìn)行樣品分析、掌握樣品分布規(guī)律、了解地質(zhì)構(gòu)造信息。其金屬元素的品位分析過程是特高品位處理和單工程樣品平均品位計(jì)算的過程，在實(shí)際的地質(zhì)勘探中獲得的原始樣品存在隨機(jī)性，都是根據(jù)樣品礦化情況而定，導(dǎo)致樣長長度不一致。樣品分析得出的結(jié)果出現(xiàn)高低差異。因此就必須品位加權(quán)平均，后把品位加權(quán)平均的六倍作為特高品位下限，最后高于特高品位下限的數(shù)據(jù)以平均品位代替。

3.1 地質(zhì)構(gòu)造約束連接線段

對于銅坑礦而言，地質(zhì)構(gòu)造與礦體兩者之間是息息相關(guān)的，準(zhǔn)確的掌握地層產(chǎn)狀、地質(zhì)構(gòu)造就可以了解影響該礦體的厚度、產(chǎn)狀及其形態(tài)的原因。而對于這些地質(zhì)構(gòu)造信息最主要地來源就這些年來儲存的地質(zhì)工程信息資料，利用3DMine工程軟件中地質(zhì)構(gòu)造約束就可以快速的反映出效果。實(shí)際操作十分簡單，打開該軟件后，在調(diào)整“顯示風(fēng)格”中“代碼”填入巖性所表示的顏色顯示不同的線段，來確定地層界線及構(gòu)造線，連接線段相同顏色線段節(jié)點(diǎn)得出構(gòu)造信息。

3.2 礦體品位約束組合

礦體品位約束組合是利用3DMine工程軟件中條件約束分析探礦工程信息數(shù)據(jù)重新組合生成新的線段，并標(biāo)明長度及平均品位，即礦體圈定。這個(gè)步驟大大簡化單工程的檢查、計(jì)算及圈定，也減少了人為誤差。實(shí)際操作是在地質(zhì)構(gòu)造約束完畢后，得出地層及構(gòu)造效果圖，就關(guān)閉地質(zhì)信息。通過 3DMine工程軟件中選擇菜單“鉆孔>>塊段儲量>>品位約束圈定”即可，要求“礦體圈定指標(biāo)”要與上述的工業(yè)品位和邊界品位相一致，條件組合公式一定要準(zhǔn)確，確定好礦體可采最小厚度和剔除夾石厚度。

4 礦體圈定效果

礦體圈定是在勘探線剖面圖上利用品位約束組合把礦體邊界線確定下來，根據(jù)確定的工業(yè)指標(biāo)，結(jié)合整個(gè)礦山地質(zhì)構(gòu)造特征、勘探工程分布、控礦因素及礦化規(guī)律考慮。將相鄰工程上對應(yīng)品位約束組合節(jié)點(diǎn)相連接，完成勘探剖面上的礦體邊界圈定；再對邊緣相鄰工程和全部工程所控制的礦體邊界線的適當(dāng)連接，顯示礦體空間形態(tài)位置。按照《規(guī)范總則》終合考慮整個(gè)區(qū)域的工程控制程度與地質(zhì)規(guī)律條件下，按規(guī)律科學(xué)地確定外推長度，但最大外推距離不得超過勘查網(wǎng)度的工程間距 。對于小礦體，有限外推是按實(shí)際工程間距大于按勘查類型確定的工程間距時(shí)，按確定的工程間距外推 1 /2 尖推[5]。根據(jù)上述綜合考慮對礦體品位約束組合線段連接，最終完成圈定礦體(見圖2)

5 結(jié) 語

銅坑礦保存地質(zhì)信息資料數(shù)量較多，而礦權(quán)范圍大、勘探網(wǎng)度小，從而使得勘探線較多。按每個(gè)勘探線剖面人為圈定，工作量很大，消耗時(shí)間長,在整理中可能丟失或排錯(cuò)某個(gè)單工程數(shù)據(jù)，導(dǎo)致圈定礦體可靠性低。通過3DMine對地質(zhì)信息數(shù)據(jù)分析、地質(zhì)構(gòu)造約束及礦體品位約束組合，最終綜合考慮完成圈定礦體，不僅大大節(jié)省時(shí)間，還確保礦體的完整性、準(zhǔn)確性,為技術(shù)人員提高工作效率帶來許多便利。

[1]郭 強(qiáng).基于3DMine的三維礦山模擬研究[D].太原：太原理工大學(xué),2012.

[2]吳喜松,曾 光,黃 雄.基于3DMine的大廠銅坑礦鉆孔三維可視化管理[J].采礦技術(shù),2016,16(04):75-76,106.

[3]許哲平,陳建強(qiáng),肖景義,等.三維可視化鉆孔管理系統(tǒng)-以昆明盆地第四系鉆孔為例[J].地質(zhì)與勘探,2008(02):101-104.

[4]侯滿堂.固體礦產(chǎn)資源評價(jià)項(xiàng)目中資源量的估算[J].陜西地質(zhì),2001(02):98-103.

[5]徐森民.礦體的圈定連接與外推[J].現(xiàn)代礦業(yè),2011(07):61-63.

2017-05-02)

張 闖(1982-)，男，廣西都安人，礦山地質(zhì)助理工程師，Email：zc491973963@163.com。