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        資源儲(chǔ)量估算中地質(zhì)塊段法與剖面法對(duì)比分析

        2020-06-08 08:50:40程海偉
        新疆有色金屬 2020年1期

        程海偉

        (新疆有色地質(zhì)勘查局地球物理探礦隊(duì) 烏魯木齊 830011)

        儲(chǔ)量(包括資源量,下同)計(jì)算方法的種類很多,目前廣泛應(yīng)用的是幾何法。它是將礦體空間形態(tài)分割成簡單的幾何形態(tài),將礦石組分均一化,估算礦體的體積、平均品位、礦石量、金屬量等。在幾何法中又有許多具體的估算方法,它們往往適用于不同的礦體地質(zhì)條件和勘查方法,在我們實(shí)際工作中常用的有地質(zhì)塊段法與斷面法(剖面法)。

        1 地質(zhì)塊段法

        定義:指一種在算術(shù)平均法的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)的儲(chǔ)量計(jì)算法。它按一定的條件或要求(如不同的地質(zhì)條件、礦產(chǎn)質(zhì)量、開采技術(shù)條件、研究程度等),把整個(gè)礦體劃分為若干大小不等的部分(即塊段),然后用算術(shù)平均法分別計(jì)算各部分的體積和儲(chǔ)量。

        計(jì)算步驟:

        (1)在礦體投影圖上,把礦體劃分為需要計(jì)算儲(chǔ)量的各種地質(zhì)塊段,如根據(jù)勘探控制程度劃分的儲(chǔ)量類別塊段,根據(jù)地質(zhì)特點(diǎn)和開采條件劃分的礦石自然(工業(yè))類型或工業(yè)品級(jí)塊段或被構(gòu)造線、河流、交通線等分割成的塊段等;

        (2)主要用算術(shù)平均法求得各塊段儲(chǔ)量計(jì)算基本參數(shù),進(jìn)而計(jì)算各塊段的體積和儲(chǔ)量;

        (3)所有的塊段儲(chǔ)量累加求和即是整個(gè)礦體(或礦床)的總儲(chǔ)量。

        需要指出,塊段面積是在投影圖上測(cè)定。一般來講,當(dāng)用塊段礦體平均真厚度計(jì)算體積時(shí),塊段礦體的真實(shí)面積S 需用其投影面積S′及礦體平均傾斜面與投影面間的夾角α進(jìn)行校正。

        在下述情況下,可采用投影面積參加塊段礦體的體積計(jì)算:

        (1)急傾斜礦體:儲(chǔ)量計(jì)算在礦體垂直縱投影圖上進(jìn)行,可用投影面積與塊段礦體平均水平(假)厚度的乘積求得塊段礦體體積。

        (2)水平或緩傾斜礦體:在水平投影圖上測(cè)定塊段礦體的投影面積后,可用其與塊段礦體的平均鉛垂(假)厚度的乘積求得塊段礦體體積。

        優(yōu)點(diǎn):適用性強(qiáng)。地質(zhì)塊段法適用于任何產(chǎn)狀、形態(tài)的礦體,它具有不需另作復(fù)雜圖件、計(jì)算方法簡單的優(yōu)點(diǎn),并能根據(jù)需要?jiǎng)澐謮K段,所以廣泛使用。當(dāng)勘探工程分布不規(guī)則,或用斷面法不能正確反映剖面間礦體的體積變化時(shí),或厚度、品位變化不大的層狀或脈狀礦體,一般均可用地質(zhì)塊段法計(jì)算資源量和儲(chǔ)量。

        缺點(diǎn):誤差較大。當(dāng)工程控制不足,數(shù)量少,即對(duì)礦體產(chǎn)狀、形態(tài)、內(nèi)部構(gòu)造、礦石質(zhì)量等控制嚴(yán)重不足時(shí),其地質(zhì)塊段劃分的根據(jù)較少,計(jì)算結(jié)果也類同其他方法誤差較大。

        2 開采塊段法

        開采塊段主要是按探、采坑道工程的分布來劃分的。可以為坑道四面、三面或兩面包圍形成矩形、三角形塊段;也可為坑道和鉆孔聯(lián)合構(gòu)成規(guī)則或不甚規(guī)則塊段。同時(shí),劃分開采塊段時(shí),應(yīng)與采礦方法規(guī)定的礦塊構(gòu)成參數(shù)相一致,與儲(chǔ)量類別相適應(yīng)。

        該法的儲(chǔ)量計(jì)算過程和要求與地質(zhì)塊段法基本相同。

        適用條件:適用于以坑道工程系統(tǒng)控制的地下開采礦體,尤其是開采脈狀、薄層狀礦體的生產(chǎn)礦山使用最廣。由于其制圖容易、計(jì)算簡單,能按礦體的控制程度和采礦生產(chǎn)準(zhǔn)備程度分別圈定礦體,符合礦山生產(chǎn)設(shè)計(jì)及儲(chǔ)量管理的要求,所以生產(chǎn)礦山常采用。但因?yàn)殚_采塊段法對(duì)工程(主要為坑道)控制要求嚴(yán)格,故常與地質(zhì)塊段法結(jié)合使用。一般在開拓水平以上采用開采塊段法或斷面法,以下(深部)用地質(zhì)塊段法計(jì)算儲(chǔ)量。

        3 斷面法

        定義:礦體被一系列勘探斷面分為若干個(gè)礦段或稱塊段,先計(jì)算各斷面上礦體面積,再計(jì)算各個(gè)礦段的體積和儲(chǔ)量,然后將各個(gè)塊段儲(chǔ)量相加即得礦體的總儲(chǔ)量,這種儲(chǔ)量計(jì)算方法稱為斷面法或剖面法。

        根據(jù)斷面間的空間位置關(guān)系分為水平斷面法和垂直斷面法,凡是用勘探(線)網(wǎng)法進(jìn)行勘探的礦床,都可采用垂直斷面法;對(duì)于按一定間距,以穿脈、沿脈坑道及坑內(nèi)水平鉆孔為主勘探的礦床,一般采用水平斷面法計(jì)算礦床資源量和儲(chǔ)量。

        無論是垂直平行斷面法還是水平平行斷面法,均是把相鄰兩平行斷面間的礦段作為基本儲(chǔ)量計(jì)算單元。首先在兩斷面圖上分別測(cè)定礦體面積,然后計(jì)算塊段的體積和儲(chǔ)量。體積(V)的計(jì)算有下述幾種情況:

        (1)設(shè)兩斷面上礦體面積為S1、S2,兩斷面間距為L則:

        ②當(dāng)兩斷面礦體形態(tài)相似,面積相對(duì)差大于40%,用截錐體計(jì)算公式,即:

        ③當(dāng)兩斷面礦體形態(tài)不同,且面積不等,應(yīng)采用似柱體(辛浦生)公式,即:

        (2)礦體邊緣礦塊只有一個(gè)礦體斷面控制,另一斷面上礦體已尖滅,那么根據(jù)礦體形態(tài)及尖滅特點(diǎn),用下述體積(V)計(jì)算公式:

        ①層狀、似層狀、脈狀、透鏡狀礦體呈楔形尖滅,采用楔形公式:

        ②囊狀、巢狀及其他等軸狀礦體呈錐形尖滅時(shí),采用錐形公式:

        斷面法在平均品位計(jì)算時(shí),若需使用加權(quán)平均法計(jì)算,則單工程內(nèi)線平均品位可用不同樣品長度加權(quán);斷面上的面平均品位可用各取樣工程長度或工程控制距離加權(quán);塊段的體積平均品位可用各斷面面積加權(quán);同中段或礦體的平均品位可用塊段體積或礦石儲(chǔ)量加權(quán)求得等。

        適用條件:斷面法在地質(zhì)勘探和礦山地質(zhì)工作中應(yīng)用極為廣泛。它原則上適用于各種形狀、產(chǎn)狀的礦體。只要勘探工程是沿直線或水平面有系統(tǒng)地布置,能編出一系列斷面圖時(shí),均可用斷面法計(jì)算儲(chǔ)量。

        優(yōu)點(diǎn):能保持礦體斷面的真實(shí)形狀和地質(zhì)構(gòu)造特點(diǎn),反映礦體在三維地質(zhì)空間沿走向及傾向的變化規(guī)律,從而具有足夠的準(zhǔn)確性;可根據(jù)礦石類型、品級(jí)和儲(chǔ)量類別任意劃分塊段,具有相當(dāng)大的靈活性;計(jì)算時(shí)可直接利用勘探線剖面圖或水平斷面圖,不必編制更多的計(jì)算圖件,計(jì)算過程簡便;計(jì)算結(jié)果具有足夠的準(zhǔn)確性。

        缺點(diǎn):當(dāng)工程未形成一定的剖面系統(tǒng)時(shí)或礦體太薄、地質(zhì)構(gòu)造變化太復(fù)雜時(shí),編制可靠的斷面圖較困難時(shí),不宜使用此法。

        利用斷面法估算資源儲(chǔ)量時(shí),對(duì)于垂直斷面法,應(yīng)有礦體縱投影圖、水平斷面圖;對(duì)于水平斷面法,應(yīng)有礦體縱投影圖或縱剖面圖及垂直平面圖,互相檢查驗(yàn)證。

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