淺談儲量計算軟件KANTAN 3D在尾礦堆中的應(yīng)用

摘 要：近年來，隨著國家加大環(huán)保力度以及環(huán)保理念不斷深入人心，如何妥善處理礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中產(chǎn)生的尾礦、如何應(yīng)對礦山選礦工藝設(shè)備要求最低入選品位較低、回收率較高的現(xiàn)狀以及堆浸尾礦堆的二次開發(fā)利用迫在眉睫。KANTAN 3D是澳大利亞Micromine有限責(zé)任公司生產(chǎn)的三維礦產(chǎn)資源儲量計算軟件，該軟件設(shè)計有四種資源/儲量估算的方法。其中封閉多面體法具有能迅速建立礦堆模型、礦堆體積統(tǒng)計快速準(zhǔn)確、資源量估算便捷等優(yōu)點(diǎn)，非常適合尾礦堆資源量的計算。因此利用該軟件可對礦山尾礦堆二次開發(fā)作出快速評價。

關(guān)鍵詞：KANTAN 3D 封閉多面體法 尾礦堆

中圖分類號：P624 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（a）-0025-01

我國黃金尾礦的數(shù)量非常豐富，以前由于提煉技術(shù)難度比較大，低品位尾礦一直難以很好地利用。隨著預(yù)處理技術(shù)與尾礦堆浸技術(shù)的綜合應(yīng)用，我國有關(guān)部門即著手采用堆浸技術(shù)處理低品位尾礦資源，并進(jìn)行了成功的嘗試。超低品位堆浸技術(shù)以其投資少、成本低、易實(shí)施的特點(diǎn)，迅速在我國尾礦資源豐富的西部地區(qū)得到大力推廣，資源利用量可添補(bǔ)國內(nèi)需求，一個新的尾礦開發(fā)高潮悄然形成。筆者試圖通過本文介紹KANTAN 3D資源儲量計算軟件在青海省某金礦區(qū)尾礦堆二次開發(fā)利用評價中的應(yīng)用，以促進(jìn)KANTAN lzWmDaPyIAIczijEM3pO9g==3D資源儲量計算軟件在省內(nèi)的推廣和有效運(yùn)用。

1 軟件運(yùn)用前的準(zhǔn)備工作

本次利用軟件計算的對象為青海省某金礦礦山尾礦堆，目標(biāo)明確，目的物具體，就是針對以往堆浸尾礦堆的空間形態(tài)及其金品位、金資源量狀況進(jìn)行系統(tǒng)研究，作出二次開發(fā)的可行性評價。因此，取樣鉆探手段及工程測量、地形測量、取樣測試、尾礦堆的位置及其空間幾何形態(tài)、特征拐點(diǎn)三維空間坐標(biāo)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集齊全為完成本次軟件計算資源量提供保障。

2 軟件運(yùn)用中的主要過程

2.1 數(shù)據(jù)庫建立

鉆孔數(shù)據(jù)庫的建立：需要創(chuàng)建3個數(shù)據(jù)文件，即鉆孔采樣文件、鉆孔位置文件及鉆孔測斜文件。這3個文件是建立鉆孔數(shù)據(jù)庫必不可少的文件。通過這三個文件即可確定鉆探工程的位置、鉆孔樣品的位置及金品位等信息。

2.2 數(shù)據(jù)錄入及校對

數(shù)據(jù)庫建立時數(shù)據(jù)的錄入是最為關(guān)鍵的，必須確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和有效性。鉆孔數(shù)據(jù)庫是KANTAN 3D資源儲量計算軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)，是進(jìn)行資源儲量估算所需的基礎(chǔ)性信息。

2.3 資源模型的建立

2.3.1 礦堆模型的建立

利用測量人員對各堆浸尾礦堆實(shí)地測量、鉆孔孔位定測所獲坐標(biāo)數(shù)據(jù)，繪制出礦堆拐點(diǎn)平面圖。由實(shí)地測量的眾多測量（控制）點(diǎn)直接建立DTM模型。在各礦堆輪廓線建立的基礎(chǔ)上，對照礦堆拐點(diǎn)平面圖將數(shù)據(jù)庫中礦堆頂?shù)字鹨贿M(jìn)行篩選分類。實(shí)施于礦堆的鉆孔孔口坐標(biāo)列入礦堆頂部拐點(diǎn)坐標(biāo)中，確定礦堆頂部，由于所實(shí)施的鉆孔均為直孔，鉆孔孔口坐標(biāo)高程減去鉆孔控制的礦堆厚度即可得到礦堆底部坐標(biāo)，將其入礦堆底部拐點(diǎn)坐標(biāo)中，確定礦堆底部。值得注意的是在建立DTM模型時，必須給出邊界線范圍，即礦區(qū)的范圍或資源/儲量估算所需涉及到的礦堆分布范圍，否則不能生成準(zhǔn)確的模型。建立軟件礦堆的線框連接，通過各礦堆線框建立出礦堆的空間地質(zhì)模型。在礦堆空間地質(zhì)模型建立的過程中，對礦堆三維空間連接有明顯不合理的地方結(jié)合采用MAPGIS所提供的地形圖對礦堆形態(tài)進(jìn)行修正。確保礦堆空間模型的準(zhǔn)確性和有效性。

對應(yīng)封閉連接時，當(dāng)?shù)V堆由于形態(tài)特別復(fù)雜，無法自動擬合成完整的線框模型時，則需要進(jìn)行人為交互操作，即通過建立輔助線來引導(dǎo)系統(tǒng)完成模型的建立，使建立的模型更加精細(xì)、更接近實(shí)際情況。對封閉連接過程中存在的礦體模型在三維空間上其對應(yīng)性明顯存在問題的礦堆（疊加、穿插以及高出地表等現(xiàn)象），根據(jù)礦堆模型空間上的邏輯對應(yīng)關(guān)系，重新分析紙介質(zhì)圖件中礦堆的對應(yīng)性，從而使礦堆的空間展布和圈閉更加合理。

2.3.2 線框模型錯誤檢查

線框模型創(chuàng)建后，進(jìn)行錯誤檢查。一是利用線框的校驗(yàn)功能檢查自相交和閉合度。二是檢查模型疊合后產(chǎn)生的疊加、穿插等現(xiàn)象。主要采用礦堆模型-地表DTM間的布爾運(yùn)算，消除錯誤。

3 封閉多面體法資源量估算的原理

3.1 體積計算原理

封閉多面體估算法計算的步驟是，根據(jù)三角形來計算礦堆空間模型的體積，此計算過程簡單而精確。

（1）確定三角網(wǎng)的最小Z值即高程值，將該值作為所有參與體積計算的立體三角形的基準(zhǔn)平面。

（2）對于每個三角形，計算其與基準(zhǔn)平面之間的體積。

（3）確定三角形和基準(zhǔn)平面之間的體積是位于礦堆模型之內(nèi)還是礦堆模型之外，通常根據(jù)每個三角形的方向來進(jìn)行判斷。如果在模型以內(nèi)，就將其加到總體積中；如果在模型以外，就將其從總體積中減掉。

3.2 金屬量計算的原理

通過軟件中封閉多面體法的功能，僅需填寫礦堆礦石體重，即可求得礦堆金屬量。其原理很簡單，首先軟件會對所求礦堆的礦體模型內(nèi)的所有樣品使用樣長加權(quán)的方法得到礦堆平均品位。然后，用得到的礦堆模型的體積乘以礦石體重得到礦石量，再用礦石量乘以所求得的礦堆平均品位得到金屬量。

省內(nèi)金礦區(qū)經(jīng)多年的地表氧化礦堆浸生產(chǎn)及原生礦選冶實(shí)驗(yàn)研究，基本解決了難選礦石的提金工藝，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。根據(jù)堆浸尾礦堆入堆平均品位、入堆礦石量及實(shí)際回收金屬量估算尾礦品位理論值的要求，可對堆浸尾礦堆進(jìn)行評價和二次綜合利用。

4 結(jié)論

尾礦是放錯了地方的可利用資源，而我國是礦業(yè)大國，開發(fā)利用好長期累積的大量尾礦，既可變廢為寶，又可有效緩解資源和環(huán)境壓力。KANTAN 3D資源儲量計算軟件在使用過程中靈活、便捷，提供的計算方法較多?？梢愿鶕?jù)計算目標(biāo)物的自身特征及礦床地質(zhì)特征各異的礦區(qū)，采取合理有效的方法進(jìn)行資源量估算。本文通過介紹軟件對礦山尾礦堆資源量的計算，對尾礦堆綜合利用可行性評價提供了數(shù)據(jù)依據(jù)，著實(shí)有效的加快了二次開發(fā)評價的速度。限于篇幅筆者對該軟件使用過程中所討論的問題尚不夠深刻，所存在的不足或不對之處敬請閱者或有關(guān)專家批評指正。

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