陳雙雙，張冬武，陳文志

(孝昌順和礦業(yè)有限公司，湖北 孝昌 432800)

0 引言

中國(guó)一直都是一個(gè)礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量十分豐富的國(guó)家，同時(shí)礦產(chǎn)的種類較為齊全，這也為我國(guó)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展提供了有利的條件。雖然礦產(chǎn)資源數(shù)量龐大，但是人口眾多，所以人均占有量也較少[1]。

在這些資源中，要數(shù)大理石巖的儲(chǔ)量占比相對(duì)較大。大理石是我國(guó)建筑行業(yè)較為常用的一種材料，由于其堅(jiān)硬度較高、外形好，受到了廣泛的歡迎[2]。大理石的數(shù)量也位于我國(guó)礦產(chǎn)資源儲(chǔ)備量的前列，但是對(duì)于開(kāi)采的條件要求十分苛刻，因此，在開(kāi)采的過(guò)程中需要更為嚴(yán)謹(jǐn)。

大理石巖的礦床多為層疊式伴生礦床，雖然分布范圍較廣，但是貧礦多，富礦少，同時(shí)，巖石的開(kāi)采條件一般也呈現(xiàn)出復(fù)雜的情況，在開(kāi)采的過(guò)程很容易造成事故的發(fā)生，產(chǎn)生或多或少的經(jīng)濟(jì)損失[3]。最近幾年，對(duì)于大理石巖開(kāi)采工程的數(shù)量逐年增加，這也使得相關(guān)的開(kāi)采技術(shù)慢慢成熟，在施工的過(guò)程中大幅度地提高開(kāi)采的效率和質(zhì)量[4]。

對(duì)于大理巖地質(zhì)儲(chǔ)量的預(yù)測(cè)也是開(kāi)采技術(shù)中較為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其對(duì)最終的開(kāi)采結(jié)果會(huì)產(chǎn)生影響[5]。傳統(tǒng)的礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量預(yù)估測(cè)量方法主要是通過(guò)對(duì)礦床的賦存條件、分布情況、礦物成分、品位結(jié)構(gòu)以及地質(zhì)影響等作出分析研究，獲取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，根據(jù)以上信息，再加上專業(yè)設(shè)備的處理，最終完成對(duì)于儲(chǔ)量的預(yù)測(cè)和估算，這種方式雖然可以得出結(jié)果，但是在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，每一個(gè)環(huán)節(jié)的執(zhí)行都很容易出現(xiàn)誤差，這導(dǎo)致最終的分析結(jié)果不具備可靠性和科學(xué)性[6]。面對(duì)這種情況，需要?jiǎng)?chuàng)建更加靈活的分析方法，并且在多種環(huán)境下及時(shí)作出反應(yīng)，以此來(lái)確保最終測(cè)量的精準(zhǔn)度[7]。另外，對(duì)于資源的管理也需要符合實(shí)際情況，并結(jié)合當(dāng)?shù)刭Y源管理的基礎(chǔ)要求，創(chuàng)建出全面、系統(tǒng)的管理制度，進(jìn)一步規(guī)范管理范圍。因此，對(duì)建筑用大理巖地質(zhì)儲(chǔ)量進(jìn)行建模分析與資源管理[8]。從多角度來(lái)對(duì)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，并在分析的基礎(chǔ)上，添加部分的資源管理規(guī)定，以此來(lái)進(jìn)一步完善優(yōu)化相對(duì)應(yīng)的分析結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提升我國(guó)礦產(chǎn)資源分析與管理的質(zhì)量和效率。

1 大理巖礦地質(zhì)儲(chǔ)量建模分析與資源管理探析

1.1 儲(chǔ)備量基本假設(shè)

在大理巖礦儲(chǔ)量建模分析以及資源管理前，需要先依據(jù)實(shí)際情況作出基本的假設(shè)。假設(shè)的過(guò)程中涉及許多方面。首先是地質(zhì)條件的限制，此處的地質(zhì)屬于較為松散的類型，并且礦床的分布范圍相對(duì)較為不均勻，礦區(qū)北側(cè)的大理巖石礦產(chǎn)較為分散，并且礦石的質(zhì)量也呈現(xiàn)出低質(zhì)的狀態(tài)，開(kāi)采分析條件相對(duì)較差；而南側(cè)的大理巖礦的分布卻較為集中，礦場(chǎng)多為共生、伴生礦床，并且通過(guò)測(cè)量，礦產(chǎn)資源中的金屬元素含量以及占有比例相對(duì)較為固定，這也表明此處的礦產(chǎn)發(fā)育較為穩(wěn)定，不存在交叉發(fā)育的現(xiàn)象出現(xiàn)。所以，面對(duì)這種情況，需要依據(jù)不同的礦區(qū)分別作出假設(shè)，以此來(lái)確保最終分析結(jié)果的精準(zhǔn)性和可靠性。可以采用不同的礦產(chǎn)邊界品位來(lái)圈定存在的假設(shè)差異，尤其是對(duì)多元素的大理巖的伴生、共生礦床，更需要擴(kuò)大假設(shè)的實(shí)際范圍，增強(qiáng)圈定的復(fù)雜程度。根據(jù)獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，計(jì)算大理巖礦的損失率和貧化率，具體如式(1)，式(2)所示：

(1)

(2)

其中，H為大理巖礦的損失率；β為品味范圍；d為邊界圈定值；J為大理巖礦的貧化率；α為假設(shè)的范圍定量；λ為采選冶參數(shù)；d為邊界圈定值。

通過(guò)以上計(jì)算，最終可以得出實(shí)際的大理巖礦的損失率和貧化率。將所計(jì)算出來(lái)的損失率和貧化率添加在假設(shè)之中，并且依據(jù)邊界品位、礦產(chǎn)的屬性等因素，來(lái)對(duì)大理石的礦產(chǎn)儲(chǔ)備量作出假設(shè)，為后續(xù)工作奠定基礎(chǔ)。

1.2 設(shè)計(jì)有限差儲(chǔ)量分析網(wǎng)格

完成儲(chǔ)備量基本假設(shè)之后，設(shè)計(jì)有限差儲(chǔ)量分析表格。建模分析網(wǎng)格可以劃分為很多種類，而可以應(yīng)用于礦產(chǎn)儲(chǔ)備量分析的矩形網(wǎng)格和有限差網(wǎng)格，這兩種分析測(cè)量網(wǎng)格都有著固定的建模單元值，但是矩形分析網(wǎng)格創(chuàng)建的坐標(biāo)軸距離相對(duì)較大，在作出分析的過(guò)程中就會(huì)產(chǎn)生一定的差異，這些差異對(duì)于后續(xù)儲(chǔ)量的分析也呈現(xiàn)出隱式的情況，同時(shí)也會(huì)造成關(guān)聯(lián)式的錯(cuò)誤，最終影響分析結(jié)果。而有限差分析網(wǎng)格則有所不同，它是通過(guò)計(jì)算單元值之間存在的有限差值，來(lái)建立平行的坐標(biāo)系和坐標(biāo)軸，然后，通過(guò)單元格所呈現(xiàn)的大小以及相對(duì)應(yīng)的作用方向來(lái)作出設(shè)置，再計(jì)算出對(duì)應(yīng)的距離和數(shù)值即可。所以，先計(jì)算平行軸的三維有限距離，如式(3)所示：

(3)

其中，K為平行軸的三維有限距離；δ為均勻范圍；μ為線性差值。

通過(guò)以上計(jì)算，最終可以得出實(shí)際的平行軸三維有限距離。將數(shù)值添加在所創(chuàng)建的有限差分析網(wǎng)格之中，如圖1所示。

根據(jù)圖1可以了解到有限差的分析網(wǎng)格構(gòu)造。在此基礎(chǔ)上，依據(jù)二維的單元基礎(chǔ)，創(chuàng)建三維的分析計(jì)算網(wǎng)格，并增加差值的實(shí)際計(jì)算時(shí)間，同時(shí)在分析的過(guò)程中，有限差分析由于網(wǎng)格的密集，所以出現(xiàn)誤差的幾率也相對(duì)較少，這對(duì)于最終建模分析結(jié)果的精準(zhǔn)度也是一種保障。

1.3 創(chuàng)建EVS三維重疊測(cè)算分析模型

在完成有限差儲(chǔ)量分析網(wǎng)格的設(shè)計(jì)之后，接下來(lái)，需要?jiǎng)?chuàng)建EVS重疊測(cè)算分析模型，以此來(lái)對(duì)大理巖礦的實(shí)際儲(chǔ)備量作出分析計(jì)算。在上述的基礎(chǔ)之上，創(chuàng)建一種統(tǒng)一的分析預(yù)估模式，對(duì)儲(chǔ)備量先作出簡(jiǎn)略地描述。根據(jù)多源異構(gòu)的特征，再加之收集的鉆孔地層信息，利用專業(yè)的設(shè)備，獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，隨后，建立EVS分層重疊測(cè)算矩陣，并計(jì)算重疊測(cè)算范圍，如式(4)所示：

(4)

其中，Y為重疊測(cè)算范圍;χ為多源范圍值;c為重疊轉(zhuǎn)換誤差。通過(guò)以上計(jì)算，最終可以得出實(shí)際的重疊測(cè)算范圍。之后，將該范圍作為模型分析的范圍，再加之地層建模以及巖性建模的輔助，進(jìn)一步完善整個(gè)EVS重疊測(cè)算模型的分析精準(zhǔn)度。之后，建立分析作用矩陣，具體如式(5)～式(7)所示：

T=λ+0.5a-2θ

(5)

F=2λ+0.5a-4θ

(6)

V=3λ+0.5a-6θ

(7)

其中，T,F,V均為重疊的分析系數(shù)；λ為套用距離；a為混合百分比；θ為剖面距離。通過(guò)以上計(jì)算，最終可以得出實(shí)際的重疊的分析系數(shù)。將其添加在EVS重疊測(cè)算分析模型之中，并依據(jù)測(cè)算的情況，設(shè)立對(duì)應(yīng)的約束條件，再加之可視化技術(shù)的輔助，最終完成對(duì)EVS重疊測(cè)算分析模型的創(chuàng)建。

1.4 形成EVS重疊模型中的資源協(xié)調(diào)管理機(jī)制

在完成EVS重疊測(cè)算分析模型的創(chuàng)建之后，接下來(lái)，需要在形成的模型之中進(jìn)行資源協(xié)調(diào)管理機(jī)制的創(chuàng)建。通常情況下，資源協(xié)調(diào)管理機(jī)制都需要建立在實(shí)際的應(yīng)用中，并且具有一定的關(guān)聯(lián)性，在協(xié)調(diào)的過(guò)程中不斷完善拓展，當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，需要作出更改和完善，以確保其正確性和可靠性。首先，對(duì)開(kāi)采的資源，它的存放、使用、屬性分析以及后續(xù)處理都需要進(jìn)行管理規(guī)劃?？梢猿闪⒙?lián)合檢查小組，對(duì)于日常的工作作出核查、檢驗(yàn)。同時(shí)促使各個(gè)部門之間加強(qiáng)資源開(kāi)發(fā)與管理的交流與協(xié)作，聘請(qǐng)專業(yè)人員進(jìn)行指導(dǎo)、檢查，將其中存在的問(wèn)題以及缺陷進(jìn)行更改和彌補(bǔ)，進(jìn)一步完善審查監(jiān)督以及協(xié)調(diào)管理的相關(guān)機(jī)制，全面優(yōu)化礦山地質(zhì)資源管理的相關(guān)措施，加強(qiáng)資源的利用效率，統(tǒng)一各個(gè)監(jiān)察與管理的環(huán)節(jié)，增強(qiáng)薄弱環(huán)節(jié)的重視，有針對(duì)性地不斷完善礦山資源的協(xié)調(diào)管理機(jī)制。

1.5 數(shù)字化監(jiān)管完成地質(zhì)儲(chǔ)量建模分析與資源管理

在完成資源協(xié)調(diào)管理機(jī)制的創(chuàng)建之后，接下來(lái)，通過(guò)數(shù)字化的監(jiān)管來(lái)完成地質(zhì)儲(chǔ)量建模分析與資源管理。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，數(shù)字化處理模式逐漸被應(yīng)用在礦山資源的管理之中?？梢岳脭?shù)字化的掃描功能對(duì)資源的數(shù)量、體積、屬性等數(shù)據(jù)信息作出處理和收集，并將其匯總在平臺(tái)之中，借助于CAD電子處理整合工具，將資源數(shù)據(jù)匯總，以三維可視化的形式呈現(xiàn)出來(lái)，利用定位監(jiān)測(cè)裝備對(duì)資源的應(yīng)用處理進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)查，并建立礦床的三維模型，依據(jù)模型為基礎(chǔ)，作出資源管理，在數(shù)字化技術(shù)的輔助下，形成一整套的數(shù)字化監(jiān)管框架，完成最終的資源管理。

2 實(shí)例分析

2.1 P大理巖礦區(qū)儲(chǔ)量分析現(xiàn)狀簡(jiǎn)述

本次主要是對(duì)P大理巖礦區(qū)儲(chǔ)量進(jìn)行分析研究，P礦區(qū)位于湖北省孝昌縣小河鎮(zhèn)花山的一個(gè)沖礦場(chǎng)之中，位置偏東25°的方向，處于兩個(gè)縣的交界處，并且附近有大量的水源。礦區(qū)周邊的道路環(huán)境以及開(kāi)采條件相對(duì)較好，并且交通十分便利。具體的位置圖如圖2所示。

根據(jù)圖2可以得知P礦區(qū)的實(shí)際地理位置。此礦區(qū)的地理位置雖然較好，但是外部環(huán)境、溫度環(huán)境卻存在一定的差異。礦區(qū)周圍的山脈呈現(xiàn)出南東高、北西低的特征，海拔也相對(duì)較高，大約為286.13 m。區(qū)內(nèi)地形切割較深，山體多呈現(xiàn)出渾圓的狀態(tài)，多為U型谷。所以，這樣的地形也給礦產(chǎn)資源的開(kāi)采以及儲(chǔ)備量的估算造成了較大的難度，并且一定程度上還會(huì)影響最終的開(kāi)采結(jié)果。不僅如此，P大理巖礦區(qū)坡地較多，對(duì)于礦產(chǎn)資源的管理也是十分困難，分析管理?xiàng)l件差異加大，極容易產(chǎn)生小誤差，并且相關(guān)測(cè)量設(shè)備的使用也會(huì)受到影響，產(chǎn)生信號(hào)混亂以及傳輸錯(cuò)誤問(wèn)題的發(fā)生，所以，P礦場(chǎng)儲(chǔ)備量以及資源的管理現(xiàn)狀較為糟糕，需要進(jìn)行及時(shí)處理解決，以確保開(kāi)采的順利實(shí)施。

2.2 P大理巖礦區(qū)實(shí)例分析

根據(jù)上述對(duì)P礦區(qū)現(xiàn)狀的分析，接下來(lái)，對(duì)其進(jìn)行實(shí)際的分析與處理，具體的分析管理流程如圖3所示。

根據(jù)圖3中的數(shù)據(jù)信息，最終可以得出相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，對(duì)其作出分析，結(jié)果如表1所示。

根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)信息，最終可以得出實(shí)例分析的結(jié)果：在相同的分析條件下，運(yùn)用本文所設(shè)計(jì)的儲(chǔ)量建模對(duì)P礦區(qū)的礦產(chǎn)自然資源的儲(chǔ)備量作出估算，最終得出的誤差對(duì)比于為應(yīng)用建模分析和資源管理的測(cè)試組相對(duì)較小，這表明分析與管理的結(jié)果相對(duì)較好，具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

3 結(jié)語(yǔ)

建筑用大理巖礦地質(zhì)儲(chǔ)量建模分析與資源管理，對(duì)比于傳統(tǒng)的二維建模，三維建模的分析過(guò)程更加精細(xì)，在估算預(yù)測(cè)時(shí)，對(duì)于數(shù)據(jù)信息精準(zhǔn)度的要求也相對(duì)較高，最終得出的分析結(jié)果的呈現(xiàn)也更加清晰、直觀和準(zhǔn)確，再加上計(jì)算機(jī)技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)的輔助，更加優(yōu)化完善了對(duì)應(yīng)的結(jié)果。另外，在完成儲(chǔ)備量的預(yù)測(cè)后，還需要?jiǎng)?chuàng)新相關(guān)的資源管理制度規(guī)范，高效地解決資源應(yīng)用和存儲(chǔ)等問(wèn)題，以此來(lái)提升整體大理巖礦開(kāi)采額定質(zhì)量和效率，同時(shí)對(duì)于我國(guó)礦產(chǎn)資源技術(shù)也是一種提升。