李海泉

(北京中礦智信科技有限公司,北京 100043)

現(xiàn)階段,用傳統(tǒng)幾何法編制礦山儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告和地質(zhì)勘查報(bào)告還占據(jù)主導(dǎo)地位。經(jīng)過簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì),目前國(guó)內(nèi)通過評(píng)審、備案的礦山儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告、地質(zhì)勘查報(bào)告中用三維軟件提交的報(bào)告數(shù)量不足5%,其余95%以上是采用傳統(tǒng)幾何法編制的。地質(zhì)塊段法是傳統(tǒng)幾何法中常用的資源量估算方法,該方法通過在MapGIS或AutoCAD格式的地質(zhì)剖面圖、中段圖和礦體投影圖上手工量測(cè)所有取樣線產(chǎn)狀、礦體產(chǎn)狀、地質(zhì)塊段的面積,將這些參數(shù)填入Excel表格中,結(jié)合礦體的單工程與樣品的對(duì)應(yīng)關(guān)系、地質(zhì)塊段與單工程的對(duì)應(yīng)關(guān)系,編輯計(jì)算公式,完成資源量的計(jì)算。整個(gè)過程操作繁瑣、效率低、易出錯(cuò),檢查修改困難,對(duì)操作人員要求高,在一定程度上制約了該方法的應(yīng)用。

隨著 MapGIS、AutoCAD、Excel軟件在礦業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用以及三維礦業(yè)軟件逐漸推廣,從用計(jì)算器計(jì)算資源量的方式發(fā)展到現(xiàn)在用軟件計(jì)算資源量,業(yè)內(nèi)圍繞幾何法及其與軟件技術(shù)相結(jié)合開展了深入研究及應(yīng)用。具體表現(xiàn)在:①樣品和礦體厚度理論計(jì)算,從早期將探槽樣品、坑道樣品、鉆孔樣品用3個(gè)不同的公式計(jì)算,發(fā)展到現(xiàn)在用一個(gè)萬能公式計(jì)算這3種類型的樣品厚度,為程序化處理提供了便利[1-3],在Excel軟件中編制了一些VBA或計(jì)算公式簡(jiǎn)化了計(jì)算過程[4-5];②地質(zhì)塊段法的礦體外推和計(jì)算方法,研究討論了不同地質(zhì)條件的礦體外推和計(jì)算方法的實(shí)現(xiàn)過程[6-7],同時(shí)將地質(zhì)塊段法和地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)法從計(jì)算過程和結(jié)果上做了對(duì)比分析[8];③ 三維地質(zhì)建模軟件應(yīng)用,隨著國(guó)外 Surpac、MicroMine、Vulcan和國(guó)內(nèi)3Dmine、Dimine等三維礦業(yè)軟件的應(yīng)用,按照三維建模技術(shù)準(zhǔn)則,將礦體的空間實(shí)體位置劃分為小的塊體,用距離冪次反比法、普通克立格法、多重指示克里格法估算每個(gè)小塊體的品位、體積質(zhì)量等信息,根據(jù)小塊體的三維尺寸,計(jì)算礦石量、金屬量并進(jìn)行累計(jì)匯總得到礦體的資源量,建立了一些礦床的三維模型[9-14];④幾何法與三維軟件相結(jié)合,針對(duì)地質(zhì)斷面法,結(jié)合Surpac軟件的高精度三維環(huán)境和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),建立了一套較為完整的估算流程和相關(guān)程序,在Surpac軟件中實(shí)現(xiàn)了垂直斷面法的資源儲(chǔ)量估算[15],估算成果與傳統(tǒng)斷面法資源量計(jì)算表不完全一致。綜上所述,現(xiàn)階段針對(duì)礦體厚度計(jì)算、礦體外推等方面研究較深入,但參與地質(zhì)塊段法計(jì)算的礦體產(chǎn)狀、取樣線產(chǎn)狀、塊段面積等參數(shù)仍以人工交互式查詢計(jì)算為主,在獲取方法和途徑創(chuàng)新等方面存在一定的不足;三維礦業(yè)軟件的應(yīng)用雖然提高了計(jì)算速度,由于三維軟件與傳統(tǒng)幾何法估算原理有所區(qū)別,三維軟件的資源量估算無需計(jì)算礦體的真厚度,從而無法直接給出地質(zhì)塊段法的計(jì)算參數(shù)。盡管有學(xué)者通過相關(guān)三維軟件實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)斷面法的資源量估算,但是估算成果與相關(guān)規(guī)范規(guī)定的資源量估算成果要素不完全一致,缺少樣品和礦體真厚度等重要參數(shù),沒有形成符合規(guī)范要求的成套的資源量計(jì)算表?？梢?目前地質(zhì)塊段法資源量估算涉及的礦體產(chǎn)狀、取樣線產(chǎn)狀、塊段面積等參數(shù)的查詢?nèi)砸匀藱C(jī)交互為主,利用Excel表完成資源量估算,尚無法完全擺脫人工查詢參數(shù)的復(fù)雜工作。

Surpac軟件是法國(guó)GEOVIA三維國(guó)際礦業(yè)軟件公司的產(chǎn)品,被用于三維地質(zhì)建模、測(cè)量驗(yàn)收、采礦設(shè)計(jì)。本研究提出了利用Surpac軟件及其開發(fā)技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)地質(zhì)塊段法資源量自動(dòng)估算的技術(shù)方案,在Surpac軟件三維地質(zhì)建模成果的基礎(chǔ)上,僅增加礦體中心線解譯和地質(zhì)塊段圈定等極少量的工作,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)算盲礦體的產(chǎn)狀,自動(dòng)查詢?nèi)泳€產(chǎn)狀、地質(zhì)塊段的投影面積,用Surpac軟件的二次開發(fā)工具TCL/SCL調(diào)用TCOM接口,根據(jù)地質(zhì)塊段法的計(jì)算原理,將上述參數(shù)寫入Excel表中,同時(shí)寫入表單之間單元格相互引用的計(jì)算公式,完成所有資源量表格的自動(dòng)估算,從而大幅提升工作效率,提高成果準(zhǔn)確度和標(biāo)準(zhǔn)化程度。研究成果與傳統(tǒng)手工編制的地質(zhì)塊段法成果完全一致,與三維軟件沒有任何關(guān)聯(lián),可用于向資源量管理門提交報(bào)告、指導(dǎo)地質(zhì)找礦和采礦生產(chǎn)、驗(yàn)證Surapc軟件三維資源量估算成果等。

1 利用Surpac軟件自動(dòng)估算地質(zhì)塊段法資源量

1.1 三維地質(zhì)模型數(shù)據(jù)成果及成果數(shù)據(jù)

(1)成果簡(jiǎn)述。利用Surpac軟件建立三維地質(zhì)模型,成果主要為:①通過導(dǎo)入井口定位、測(cè)斜、樣品和巖性等探礦數(shù)據(jù)建立地質(zhì)數(shù)據(jù)庫;② 根據(jù)數(shù)據(jù)庫的信息在剖面或中段上圈連礦體、地層、巖體、斷層等地質(zhì)界線,形成三維空間實(shí)體;③通過工程軌跡與礦體實(shí)體相交運(yùn)算標(biāo)識(shí)探礦工程的見礦部位,將相交結(jié)果(相當(dāng)于地質(zhì)塊段法中的單工程)保存于數(shù)據(jù)庫中;④對(duì)照見礦部位將礦體內(nèi)的樣品提取出形成線串文件,用于基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)、特高品位處理、樣品組合等;⑤在礦體的空間分布位置創(chuàng)建塊體模型,添加屬性,根據(jù)樣品組數(shù)據(jù)用距離冪次反比法或普通克立格法估算品位、體積質(zhì)量等信息;⑥ 按礦體勘查類型和控制礦體的工程網(wǎng)度,對(duì)礦體進(jìn)行資源量分類后,報(bào)告礦體的資源量,得到估算結(jié)果文件。

(2)成果數(shù)據(jù)分析。地質(zhì)塊段法的資源量計(jì)算過程中需要獲取地質(zhì)塊段的面積、厚度、體積質(zhì)量、品位等參數(shù),而Surpac等三維軟件是根據(jù)礦體表面圍成的封閉空間計(jì)算礦體的體積,無法直接提供地質(zhì)塊段法估算所需的相關(guān)參數(shù)。分析Surpac軟件的三維模型成果可知:①地質(zhì)數(shù)據(jù)庫信息包含了所有的取樣線空間位置信息,可以查詢得到每個(gè)樣品的長(zhǎng)度、品位、取樣線中點(diǎn)處的方位角和傾角;② 通過礦體的空間實(shí)體和地質(zhì)數(shù)據(jù)庫的空間分析運(yùn)算得到了探礦工程中各礦體的見礦部位,即地質(zhì)塊段法資源量估算中的單工程;③在Surpac軟件中沒有提供單工程處礦體產(chǎn)狀的查詢功能,導(dǎo)致無法直接計(jì)算樣品真厚度、投影厚度等關(guān)鍵參數(shù);④三維軟件將所有相鄰的相同資源量類別的塊體模型圈定為一個(gè)獨(dú)立的空間,不按地質(zhì)塊段法的思路劃分地質(zhì)塊段。

1.2 地質(zhì)塊段法資源量自動(dòng)估算方案

為盡可能將技術(shù)人員從手工交互查詢資源量計(jì)算參數(shù)的繁雜工作中解脫出來、提高資源量估算效率和成果準(zhǔn)確度,本研究充分利用Surpac軟件三維模型成果數(shù)據(jù)及其二次開發(fā)技術(shù),通過編制宏命令實(shí)現(xiàn)地質(zhì)塊段法的自動(dòng)估算,具體思路如下。

(1)單工程礦體產(chǎn)狀查詢。參照手工交互方式在地質(zhì)圖上查詢計(jì)算礦體產(chǎn)狀的方法,在Surpac軟件中將所有單工程礦體的中心線繪制出來,根據(jù)探礦工程的控礦中心點(diǎn)坐標(biāo),查詢計(jì)算兩側(cè)相鄰勘探線相同標(biāo)高礦體中心線的位置,連接成線,查詢連線的方位角并計(jì)算平均值得到該探礦中心點(diǎn)處的礦體走向;在剖面位置將控礦中心點(diǎn)與前、后排孔的控礦中心點(diǎn)連線,查詢控礦中心點(diǎn)連線的方位角與視傾角,結(jié)合礦體走向,計(jì)算單工程礦體真傾角。

(2)取樣線產(chǎn)狀查詢。利用Surpac軟件從數(shù)據(jù)庫提取礦體內(nèi)各樣品的中心點(diǎn)坐標(biāo),根據(jù)該中心點(diǎn)的坐標(biāo),利用Surpac軟件的二次開發(fā)功能查詢各樣品取樣線的方位角和傾角。

(3)地質(zhì)塊段圈定。利用Surpac軟件提取各礦體在見礦工程中的見礦中心點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)和工程編號(hào)信息,形成數(shù)據(jù)文件,在Surpac軟件三維圖形編輯環(huán)境中,根據(jù)礦體的見礦中心點(diǎn)、礦體勘查類型和礦體中心點(diǎn)間距,按不同礦石類型圈連不同資源量類別的地質(zhì)塊段。

(4)地質(zhì)塊段面積查詢。①水平投影的地質(zhì)塊段,用Surpac軟件直接查詢即可得到地質(zhì)塊段的水平投影面積;②垂直縱投影的地質(zhì)塊段,首先通過坐標(biāo)變換,將地質(zhì)塊段變換成水平投影方式,再用Surpac軟件查詢可得投影面積。

(5)樣品、單工程厚度計(jì)算。通過調(diào)用TCOM接口開發(fā)程序處理Excel表,寫入上述計(jì)算查詢得到的參數(shù)和相關(guān)的計(jì)算公式,完成樣品、單工程厚度計(jì)算。

(6)礦石密度。直接將礦石小體重的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,寫入地質(zhì)塊段和礦體資源量計(jì)算表中的對(duì)應(yīng)位置。

(7)地質(zhì)塊段、礦體資源量估算。按地質(zhì)塊段法的資源量計(jì)算表格式,引用地質(zhì)塊段面積表和樣品、單工程厚度計(jì)算結(jié)果表中的單元格,輸入相應(yīng)的計(jì)算公式,完成資源量計(jì)算,得到礦體的礦石量、金屬量及平均品位。

(8)特高品位處理。遇到需要處理特高品位的礦種,可根據(jù)三維模型中各礦體的品位變化系數(shù)確定礦體品位的變化均勻程度,進(jìn)而確定特高品位下限的倍數(shù),得到礦體的特高品位下限,將品位高于特高品位下限的樣品品位值在樣品計(jì)算表中直接用特高品位所在的單工程的平均品位替換,由于計(jì)算公式是互相關(guān)聯(lián)的,所有資源量計(jì)算表格會(huì)自動(dòng)更新計(jì)算。

1.3 地質(zhì)塊段法自動(dòng)估算實(shí)現(xiàn)過程

1.3.1 礦體中心線解譯

如圖1所示,在Surpac軟件中,調(diào)入并顯示地質(zhì)數(shù)據(jù)庫,按勘探線切制剖面,調(diào)入三維資源量估算時(shí)解譯形成的礦體輪廓線,并以此為參照,在每個(gè)工程中找到見礦中心點(diǎn),順次連接得到解譯礦體的中心線。為了在投影圖上控制礦體的外推,在解譯礦體中心線時(shí),將礦體中心線向兩端按趨勢(shì)延長(zhǎng),與相鄰探礦工程軌跡線相交,如圖中虛線所示,虛線與工程軌跡的交點(diǎn)用于該礦體繪制投影圖時(shí)周邊不見礦工程的控制位置。沿礦體走向方向,在礦體兩端的相鄰剖面如果存在控礦工程,也需要解譯出按礦體中心面的趨勢(shì)與控礦工程軌跡的交點(diǎn),用于繪制礦體投影圖。

圖1 礦體輪廓線和礦體中心線剖面解譯示意Fig.1 Interpretation schematic of orebody boundary and orebody centerline profile

1.3.2 地質(zhì)塊段劃分

三維軟件在資源量估算過程中,所有連片的相同資源量類別劃分為一個(gè)大的范圍,用于為塊體模型賦予資源量類別,不劃分與地質(zhì)塊段法估算相對(duì)應(yīng)的塊段。地質(zhì)塊段法需要以礦體為單位,在Surpac軟件中提取保存在地質(zhì)數(shù)據(jù)庫中的鉆孔與礦體實(shí)體相交運(yùn)算結(jié)果的中心點(diǎn),即為礦體的見礦中心點(diǎn),在三維軟件環(huán)境中,根據(jù)見礦中心點(diǎn)位置和塊段劃分原則,捕捉見礦中心點(diǎn),劃分地質(zhì)塊段;按照礦體的勘查類型、見礦中心點(diǎn)的距離,將塊段劃分為相應(yīng)的資源量類別(圖2)。

圖2 地質(zhì)塊段劃分示意Fig.2 Schematic of the division of geological block

1.3.3 單工程礦體產(chǎn)狀查詢計(jì)算

在地質(zhì)塊段法中,各控礦工程控制礦體處的礦體產(chǎn)狀是計(jì)算樣品和單工程礦體真厚度的必要參數(shù),在槽、井、坑探等探礦工程中,可以直接測(cè)量得到該類參數(shù);對(duì)于深部鉆孔控制的礦體部位產(chǎn)狀,需要根據(jù)該部位周邊的鉆孔的控制情況,通過相關(guān)查詢、解析計(jì)算得到。

圖 3中,點(diǎn) A、B、C、D、E、F、G、H、K 是分布在某礦體3條相鄰勘探線上的鉆孔控礦中心點(diǎn),每條勘探線上有 3個(gè)相鄰鉆孔;線段 AB、BC、DE、EF、GH 和HK是剖面上相鄰2個(gè)鉆孔控礦中心點(diǎn)連線,表示礦體在剖面上的礦體中心線。本研究以中間勘探線的中間點(diǎn)E點(diǎn)為例,分析利用Surpac軟件及二次開發(fā)宏命令查詢計(jì)算盲礦體的單工程產(chǎn)狀的技術(shù)思路。

圖3 盲礦體產(chǎn)狀查詢計(jì)算示意Fig.3 Schematic of blind orebody occurrence query calculation

1.3.3.1 礦體傾向計(jì)算

平面HP是過E點(diǎn)的水平面,利用Surpac軟件的線段與平面的相交點(diǎn)功能,計(jì)算HP水平面與BC段礦體中心線的交點(diǎn)M、HP水平面與GH段礦體中心線的交點(diǎn)N的三維空間坐標(biāo);利用Surpac軟件查詢兩點(diǎn)方位角功能,查詢M點(diǎn)和E點(diǎn)方位角θ2,E點(diǎn)和N點(diǎn)的方位角θ1;兩個(gè)方位角θ1和θ2的平均值即為E點(diǎn)處礦體走向θ。過E點(diǎn),繪制方位角為θ的直線PQ表示礦體走向線。礦體的傾向φ為φ=θ±90°(根據(jù)傾角方向判斷取“+”號(hào)或“-”號(hào))。

1.3.3.2 礦體傾角計(jì)算

鉛直面VP是過E點(diǎn)與礦體走向線PQ垂直的鉛垂面。線段UE是DE段礦體中心線在水平面上的投影,由 D、E、U 三點(diǎn)構(gòu)成的角 δ1是礦體在過 D、E、U三點(diǎn)鉛直面的視傾角。由V、E、U三點(diǎn)構(gòu)成的角λ1是礦體視傾向和礦體傾向之間夾角,根據(jù)線段DE所表示的礦體中心線計(jì)算礦體的傾角α1,公式為

同理,根據(jù)線段EF所表示的礦體中心線計(jì)算的礦體傾角α2為

則礦體在E點(diǎn)的傾角α為

1.3.4 樣品、單工程、地質(zhì)塊段真厚度和投影厚度計(jì)算

(1)樣品真厚度。計(jì)算公式為[3]

式中,m為樣品真厚度,m;l為巖、礦芯樣長(zhǎng),m;α為礦層傾角,(°);β為工程樣槽(或鉆孔巖芯)的傾角,(°);γ為工程樣槽(或鉆孔)傾向方位角與礦體傾向方位角間的夾角,(°)。

(2)樣品水平厚度。計(jì)算公式為

式中,mh為樣品的水平厚度,m;m為樣品真厚度,m;α為礦體傾角,(°)。

(3)樣品水平投影厚度。計(jì)算公式為

式中,mhp為樣品水平投影厚度,m;mh為樣品的水平厚度,m;γ為工程樣槽(或鉆孔)傾向方位角與礦體傾向方位角間的夾角,(°)。

(4)樣品鉛直厚度。計(jì)算公式為

式中,mv為樣品鉛直厚度,m;m為樣品真厚度,m;α為礦體傾角,(°)。

(5)單工程厚度。計(jì)算公式為

式中,md為單工程礦體真厚度,m;m1,m2,…,mn1為單工程內(nèi)各樣品的真厚度,m;n1為單工程內(nèi)樣品數(shù),件。

(6)地質(zhì)塊段厚度。地質(zhì)塊段平均厚度用塊段內(nèi)單工程的厚度采用算術(shù)平均法計(jì)算,公式為

式中,mb為塊段的平均厚度,m;m1,m2,…,mn2為塊段內(nèi)各單工程內(nèi)的真厚度,m;n2為地質(zhì)塊段的工程數(shù)目,個(gè)。

1.3.5 單工程、地質(zhì)塊段平均品位計(jì)算

(1)單工程平均品位。通過單工程內(nèi)各樣品的品位與樣品真厚度加權(quán)平均求得,公式為

式中,cd為單工程平均品位,g/t;c1,c2,…,cn3為各個(gè)樣品的品位,g/t;m1,m2,…,mn3為單工程內(nèi)各樣品的真厚度,m;n3為單工程內(nèi)樣品數(shù),件。

(2)地質(zhì)塊段平均品位。采用塊段內(nèi)單工程平均品位與真厚度加權(quán)平均進(jìn)行計(jì)算:

式中,cb為塊段平均品位,g/t;c1,c2,…,cn4為塊段內(nèi)各單工程平均品位,g/t;l1,l2,…,ln4為塊段內(nèi)各單工程的真厚度,m;n4為地質(zhì)塊段的單工程數(shù)量,個(gè)。

1.3.6 塊段面積查詢計(jì)算

1.3.6.1 水平投影

如圖4所示,四邊形ABCD是由A、B、C、D控礦中心點(diǎn)連接而成的地質(zhì)塊段,四邊形 A′B′C′D′是該塊段在水平面上的水平投影,利用Surpac軟件的線段查詢功能,可直接得到地質(zhì)塊段的水平投影面積。

圖4 水平投影塊段面積查詢示意Fig.4 Query schematic of horizontal projection block segment area

1.3.6.2 垂直縱投影

Surpac軟件無法直接查詢礦體垂直縱投影的地質(zhì)塊段面積,需要將垂直縱投影的地質(zhì)塊段進(jìn)行坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)和互換等操作,將垂直縱投影的地質(zhì)塊段變換為水平投影的形式,再通過軟件的查詢功能方可獲得地質(zhì)塊段的縱投影面積。

垂直縱投影塊段的面積查詢過程如圖5所示。圖5(a)中鉛直面1234是礦體的垂直縱投影面,方位角為,四邊形ABCD是由A、B、C、D控礦中心點(diǎn)連接而成的地質(zhì)塊段,四邊形 A′B′C′D′是該塊段的垂直縱投影;圖5(b)中鉛直面12′3′4是東西向的鉛直面,方位角為90°,用Surpac軟件的線文件2D轉(zhuǎn)換功能,將地質(zhì)塊段數(shù)據(jù)繞鉛直面1234上的鉛直線段12順時(shí)針旋轉(zhuǎn)(90-μ)°,如圖5(b)所示。再用Surpac軟件的線串運(yùn)算功能,將旋轉(zhuǎn)后的地質(zhì)塊段數(shù)據(jù)的Y坐標(biāo)和Z坐標(biāo)互換,結(jié)果如圖5(c)所示。地質(zhì)塊段經(jīng)過上述變換后,在Surpac軟件中可按水平投影查詢塊段面積的方式,獲取地質(zhì)塊段的投影面積。

圖5 垂直縱投影塊段面積查詢示意Fig.5 Query schematic of vertical projection block segment area

1.3.7 資源量計(jì)算

(1)地質(zhì)塊段資源量計(jì)算。塊段礦石量等于塊段體積乘以塊段體積質(zhì)量,塊段金屬量等于塊段礦石量乘以塊段平均品位。

(2)礦體資源量計(jì)算。礦體內(nèi)各塊段的礦石量和金屬量累計(jì)求和,用礦體的金屬量除以礦體的礦石量得到礦體的平均品位。

(3)全區(qū)資源量匯總。全區(qū)所有礦體的礦石量和金屬量累計(jì)求和,用全區(qū)礦體的金屬量除以全區(qū)礦體的礦石量得到全區(qū)礦體的平均品位。

1.3.8 特高品位處理

在前述資源量計(jì)算表完成后,礦體的單工程、地質(zhì)塊段、礦體的平均品位數(shù)據(jù)即可計(jì)算出。對(duì)需要處理特高品位的礦種,查詢Surpac軟件對(duì)于礦體品位變化系數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,根據(jù)礦體品位變化的均勻程度確定礦體平均品位的6、7或8倍為礦體的特高品位下限,判定礦體的特高品位,并在“槽、坑、鉆探工程中礦體平均品位、厚度計(jì)算表”中用樣品所在單工程的平均品位代替特高品位。由于整個(gè)資源量計(jì)算表是由公式聯(lián)動(dòng)的,特高品位被代替后,便自動(dòng)完成了整個(gè)資源量計(jì)算流程。

1.4 宏命令開發(fā)

根據(jù)本研究資源量估算過程,在Surpac軟件中編制宏命令:①按照礦體次序,根據(jù)礦體在剖面上控礦中心點(diǎn)連線,計(jì)算各礦體的所有控礦中心點(diǎn)處的傾向和傾角;②從數(shù)據(jù)庫中讀取每個(gè)礦體的所有見礦工程的見礦部位,通過Surpac軟件查詢出各見礦部位對(duì)應(yīng)位置的樣品取樣長(zhǎng)度、中心點(diǎn)坐標(biāo)、取樣線方位角和傾角,并計(jì)算取樣線和礦體傾向之間的夾角;③查詢各地質(zhì)塊段的投影面積;④ 調(diào)用TCOM接口,創(chuàng)建Excel工作簿,在工作簿中按照地質(zhì)塊段法規(guī)范要求的格式創(chuàng)建樣品厚度計(jì)算表、面積表、地質(zhì)塊段計(jì)算表、礦體資源量計(jì)算表、全區(qū)礦體資源量匯總表等表單,將前述查詢計(jì)算結(jié)果寫入到對(duì)應(yīng)表單中;⑤通過TCOM接口用宏命令在Excel表寫入公式,建立表單之間的公式關(guān)聯(lián)關(guān)系,自動(dòng)計(jì)算樣品的真厚度、投影厚度,單工程真厚度、投影厚度,地質(zhì)塊段和礦體的體積、礦石量、金屬量和平均品位,匯總?cè)康V體資源量。

2 應(yīng)用實(shí)例

內(nèi)蒙古自治區(qū)阿魯科爾沁旗巴彥包勒格礦區(qū)銀多金屬礦勘探報(bào)告通過三維距離冪次反比法用Surpac軟件完成了資源量估算,通過了自然資源管理部門的評(píng)審、備案[16]。該報(bào)告用Surpac軟件估算了全區(qū)數(shù)十條礦體的資源量,其中1號(hào)銀主礦體呈陡傾、脈狀產(chǎn)出,品位變化較均勻,厚度變化較穩(wěn)定,滿足選用傳統(tǒng)地質(zhì)塊段法估算條件。采用本研究方法進(jìn)行了地質(zhì)塊段法資源量估算,并與三維軟件估算成果進(jìn)行對(duì)比。在Surpac軟件三維估算成果的基礎(chǔ)上,解譯了礦體中心線并按礦體勘查類型和工程控制間距劃分地質(zhì)塊段,自動(dòng)完成了礦體產(chǎn)狀、取樣線產(chǎn)狀、塊段投影面積查詢計(jì)算,在Excel表中完成了地質(zhì)塊段法的自動(dòng)估算。1號(hào)銀主礦體地質(zhì)塊段法、距離冪次反比法資源量估算結(jié)果分別見表1、表2。

表1 巴彥包勒格礦區(qū)1號(hào)銀礦體地質(zhì)塊段法估算結(jié)果Table 1 Estimation results with geological block method for No.1 silver orebody in Bayanbaolege Mine

表2 巴彥包勒格礦區(qū)1號(hào)銀礦體距離冪次反比法估算結(jié)果Table 2 Estimation results with inverse distance weighted method for No.1 silver orebody in Bayanbaolege Mine

對(duì)比兩種估算方法的結(jié)果(表1和表2)可知:相對(duì)于距離冪次反比法估算結(jié)果,地質(zhì)塊段法礦石量多11.4×104t(6.52%)、品位高0.79 g/t(0.53%)、金屬量多18 t(6.90%),兩種估算方法相對(duì)偏差在合理范圍內(nèi),說明該區(qū)應(yīng)用兩種估算方法進(jìn)行資源量估算的結(jié)果都是可靠的。

3 結(jié) 論

結(jié)合Surpac軟件三維資源量估算成果和二次開發(fā)技術(shù),提出了用Surpac軟件完成傳統(tǒng)地質(zhì)塊段法資源量自動(dòng)估算的技術(shù)方案,詳細(xì)論述了實(shí)現(xiàn)過程,并結(jié)合實(shí)例分析了其估算效果。主要結(jié)論如下:

(1)該技術(shù)在Surpac軟件三維地質(zhì)建模成果的基礎(chǔ)上,僅增加繪制剖面礦體中心線和圈連地質(zhì)塊段這2項(xiàng)簡(jiǎn)單的圖形編輯操作,通過開發(fā)Surpac軟件宏命令,完成取樣線產(chǎn)狀、礦體產(chǎn)狀和塊段投影面積的自動(dòng)查詢計(jì)算,調(diào)用TCOM接口創(chuàng)建Excel表和地質(zhì)塊段法的所有表單,將樣品、單工程、地質(zhì)塊段計(jì)算查詢結(jié)果寫入表單,以公式關(guān)聯(lián)的方式寫入計(jì)算公式,便可實(shí)現(xiàn)地質(zhì)塊段法的自動(dòng)估算。該方法估算成果與傳統(tǒng)手工編制的塊段法結(jié)果完全一致,節(jié)省了人工交互式查詢資源量估算參數(shù)的繁雜工作;估算成果和三維軟件沒有關(guān)聯(lián),可用于三維軟件估算結(jié)果相互驗(yàn)證,能夠用于提交礦山資源儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告和地質(zhì)勘查報(bào)告,指導(dǎo)礦山采礦和地質(zhì)找礦生產(chǎn)工作。

(2)《固體礦產(chǎn)資源量估算規(guī)程》(DZ/T 0338.1—2020)規(guī)定了傳統(tǒng)幾何法有地質(zhì)塊段法、斷面法、多邊形法等7種,這些方法都需要手工交互式量測(cè)取樣線產(chǎn)狀、礦體產(chǎn)狀、地質(zhì)塊段面積等參數(shù)。本研究方法利用三維軟件技術(shù)實(shí)現(xiàn)了該類參數(shù)的自動(dòng)查詢計(jì)算,按地質(zhì)塊段法的要求實(shí)現(xiàn)了資源量自動(dòng)估算。未來需加強(qiáng)對(duì)其余6種方法的自動(dòng)估算技術(shù)方法的研究,實(shí)現(xiàn)二維傳統(tǒng)資源量估算技術(shù)與三維現(xiàn)代資源量估算技術(shù)相融合,提升資源量估算的自動(dòng)化水平。