基于Micromine軟件的某銅礦床資源量估算

李　朋　鄒小偉　李　志

(廣東省地球物理探礦大隊(duì))

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基于Micromine軟件的某銅礦床資源量估算

李朋鄒小偉李志

(廣東省地球物理探礦大隊(duì))

摘要以某銅礦床為例，通過(guò)Micromine軟件對(duì)該銅礦段進(jìn)行了三維建模，采用距離反比法對(duì)銅礦體進(jìn)行了資源量估算，并與傳統(tǒng)塊段法進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明：距離反比法的資源量估算結(jié)果與傳統(tǒng)塊段法基本一致，可供類(lèi)似研究參考。

關(guān)鍵詞Micromine軟件三維建模距離反比法傳統(tǒng)塊段法資源量估算

國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)資源量估算方法有地質(zhì)塊段法、斷面法等，具有計(jì)算(修改)復(fù)雜、效率低等不足。Micromine軟件是由澳大利亞Micromine國(guó)際礦業(yè)軟件有限公司開(kāi)發(fā)，已在全球主要礦產(chǎn)生產(chǎn)國(guó)的數(shù)千個(gè)礦山得以應(yīng)用，并于2003年得到我國(guó)國(guó)土資源部礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量司對(duì)其資源儲(chǔ)量估算部分的技術(shù)認(rèn)定[1]。利用Micromine軟件可簡(jiǎn)單快捷地進(jìn)行地質(zhì)數(shù)據(jù)解疑和資源評(píng)估，其資源儲(chǔ)量估算方法包括地質(zhì)統(tǒng)計(jì)克里格法、距離反比法、封閉多邊形法等，其中距離反比法為國(guó)外資源評(píng)估最常用的方法之一[2-3]。本研究以某銅礦體為例，應(yīng)用Micromine軟件進(jìn)行礦區(qū)三維建模，采用距離反比法進(jìn)行資源量估算，并與傳統(tǒng)塊段法進(jìn)行對(duì)比分析。

1　礦體特征

某銅礦體呈脈狀、透鏡狀展布，走向NNW320°～360°，平均340°，長(zhǎng)680m，礦體傾向NEE，傾角45°～65°，平均56°，控制延深49～535m，礦體厚1.00～15.41m，平均3.04m，厚度變化系數(shù)93.92%，較穩(wěn)定。礦體單樣品w(Cu)0.201%～10.99%，單工程w(Cu) 0.34%～3.00%，礦體 w(Cu)平均1.39%，變化系數(shù)88.37%，屬較穩(wěn)定型礦體。

2　資源量估算

2.1工業(yè)指標(biāo)確定

依據(jù)《固體礦產(chǎn)資源/儲(chǔ)量分類(lèi)》(GB/T17766—1999)、《銅、鉛、鋅、銀、鎳、鉬礦地質(zhì)勘查規(guī)范》(DZ/T0214—2002)，本研究資源量估算所用的相關(guān)參數(shù)為：礦石邊界品位Cu0.2%，最低工業(yè)品位Cu0.5%，最小可采厚度1m，夾石剔除厚度2m，礦石密度2.92g/cm3。 單工程礦體圈定應(yīng)嚴(yán)格按照工業(yè)指標(biāo)執(zhí)行，凡大于或等于邊界品位的、真厚度大于或等于最低可采厚度的礦石均應(yīng)圈入礦體。礦體外推包括有限外推和無(wú)限外推兩種方式，有限外推為一工程見(jiàn)礦，其相鄰工程未見(jiàn)礦，在工程間距大于或等于相應(yīng)類(lèi)別的工程間距時(shí)，平推該類(lèi)型工程間距的1/4為礦體資源量估算邊界；無(wú)限外推為當(dāng)?shù)V體沿走向或傾向方向在見(jiàn)礦工程外無(wú)工程控制時(shí)，按相應(yīng)工程網(wǎng)度的1/4進(jìn)行等厚外推。

2.2三維建模和資源量估算

本研究Micromine軟件礦體三維建模與儲(chǔ)量估算的基本流程見(jiàn)圖1。

圖1　Micromine軟件資源量估算流程

2.2.1建立數(shù)據(jù)庫(kù)

利用Micromine軟件進(jìn)行礦體三維建模時(shí)，需提供工程編號(hào)、坐標(biāo)、鉆孔孔深、測(cè)斜、分層信息以及樣品分析結(jié)果等基本信息。地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的井口文件、測(cè)斜文件、樣品分析文件中匯集了上述各類(lèi)數(shù)據(jù)。礦區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)共錄入86個(gè)鉆孔的相關(guān)文件，1 438個(gè)樣品文件。

2.2.2地質(zhì)解疑

地質(zhì)解疑主要通過(guò)切割剖面并在剖面上圈連礦體實(shí)現(xiàn)。礦體的圈連主要根據(jù)地質(zhì)規(guī)律，嚴(yán)格按照確定的品位、厚度等指標(biāo)進(jìn)行，形成的剖面形態(tài)與傳統(tǒng)方法繪制的勘探線剖面基本一致(圖2)，因此也可直接將CAD或MapGIS軟件繪制的勘探線剖面文件直接導(dǎo)入Micromine軟件中，用于地質(zhì)解疑。

圖2　10#勘探線剖面示意

2.2.3建立線框形成礦體三維模型

將各解疑剖面上所圈連的礦體線條相互串連，便構(gòu)成了整個(gè)礦體的立體三維模型(圖3)。

圖3　礦體三維模型

2.2.4生成空塊模型

空塊模型構(gòu)建的目的是精確估算整個(gè)礦體的平均品位。空塊模型的構(gòu)建是將礦體三維模型劃分成若干個(gè)尺寸相同的小方塊，各塊都有代表其空間位置的三維坐標(biāo)。礦體三維模型劃分的依據(jù)主要為礦體在空間的分布范圍，走向、傾向的變化及開(kāi)采段高等。劃分的模型塊并非越小，品位、礦量計(jì)算結(jié)果越精確，一般來(lái)說(shuō)，單元模型塊的間距為勘探線間距的1/5～1/10[4]，本研究單元模型塊尺寸確定為8m×6m×2m(長(zhǎng)×寬×高)。

2.2.5空塊插值

距離反比法作為一種權(quán)重平均插值法[5]，其原理是將落入影響范圍內(nèi)的樣品參與單元模型塊的品位估值，由于各樣品與單元模型塊中心的距離不同，其品位對(duì)單元體的影響程度也不同，距單元模型塊越近的樣品，其品位對(duì)單元體品位的影響越大，單元塊的品位(x)計(jì)算公式為

式中，n為樣品數(shù)量；xi為落入影響范圍的第i個(gè)樣品的品位；di為第i個(gè)樣品與單元塊中心的距離；N為計(jì)算系數(shù)，一般取1～5。

上式中，N越大，距估值點(diǎn)越近的樣品的權(quán)重越大，即對(duì)于品位變化小的礦床，N較??；對(duì)于品位變化大的礦床，N較大。本研究N取2[5]。

2.2.6資源量分類(lèi)

《固體礦產(chǎn)資源/儲(chǔ)量分類(lèi)》(GB/T17766—1999)按照地質(zhì)可靠程度、經(jīng)濟(jì)意義及可行性評(píng)價(jià)程度將礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量，共分為3大類(lèi)16種類(lèi)型。Micromine軟件可通過(guò)設(shè)定橢球體的搜索半徑、最小工程數(shù)等參數(shù)劃分地質(zhì)可靠程度。Micromine軟件對(duì)于地質(zhì)可靠程度的劃分主要通過(guò)設(shè)置搜索橢球半徑和最小工程數(shù)實(shí)現(xiàn)，橢球搜索半徑應(yīng)為勘探線間距的1.25倍[6]，礦區(qū)采用 100m×100m的網(wǎng)度估算控制資源量，采用200m×200m的網(wǎng)度估算推斷資源量。為此，設(shè)置橢球半徑為125m，最小工程數(shù)3個(gè)，對(duì)控制的資源量塊段進(jìn)行品位插值；設(shè)置橢球半徑為250m，最小工程數(shù)2個(gè)，對(duì)推斷資源量塊段進(jìn)行品位插值。礦區(qū)銅礦體資源量主要為332、333兩類(lèi)別，Micromine軟件參數(shù)設(shè)定與資源量類(lèi)別對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表1。

表1　Micromine軟件資源量類(lèi)別判定參數(shù)

通過(guò)Micromine軟件距離反比法估算的銅礦體總資源量結(jié)果為：銅金屬總量19 252.91t、Cu平均品位1.24 %，其中332銅金屬資源量12 282.16t，333銅金屬資源量6 970.75t。采用封閉多邊形法進(jìn)行了驗(yàn)證，所估算的銅資源總量為20 276.37t，相對(duì)誤差為5.18%，可見(jiàn)本研究資源量的估算結(jié)果較可靠。

3　與傳統(tǒng)塊段法對(duì)比分析

3.1估算圖件

將Micromine軟件生成的礦體三維模型視角調(diào)整至傳統(tǒng)資源量估算縱投影圖相對(duì)應(yīng)的方位，即可得到Micromine軟件中的礦體垂直縱投影圖。由上述2類(lèi)垂直縱投影圖(圖4)對(duì)比可知，盡管各類(lèi)別資源量分布范圍大致對(duì)應(yīng)，但細(xì)節(jié)出入較大，是由傳統(tǒng)塊段法將工程直線相連形成矩形方塊，而Micromine軟件采用橢球搜索形成不規(guī)則邊界所致[7]。

3.2資源量估算

傳統(tǒng)塊段法與距離反比法對(duì)銅礦床資源量的估算結(jié)果見(jiàn)表2。

圖4　礦體垂直縱投影示意表2　2種資源量估算結(jié)果對(duì)比

項(xiàng)目金屬量/t傳統(tǒng)塊段法距離反比法誤差相對(duì)誤差/%資源量類(lèi)別33211409.1312282.16873.03007.373337603.326970.75-632.57008.68總量19012.4519252.91240.46021.26

由表2可知：2種方法估算出的資源量總量基本一致，誤差僅為1.26%，但各類(lèi)別資源量之間相對(duì)誤差略有偏大，332資源量相對(duì)誤差為7.37%，333相對(duì)誤差為8.68%，原因?yàn)椋孩賯鹘y(tǒng)塊段法劃分探明和控制的資源/儲(chǔ)量須在工程網(wǎng)度內(nèi)，而Micromine軟件可將滿(mǎn)足相應(yīng)搜索半徑和最小工程數(shù)的礦塊劃為相應(yīng)資源/儲(chǔ)量類(lèi)別，導(dǎo)致少量探明和控制的資源量并不完全在工程網(wǎng)度內(nèi)，若控制的工程網(wǎng)度為100m×100m，設(shè)置搜索半徑為125m，則導(dǎo)致實(shí)際工程網(wǎng)度外圍少量的礦塊被劃為控制的資源量，即傳統(tǒng)塊段法判定為332資源量的外推部分塊段被Micromine軟件同樣判定為332類(lèi)別資源量；②對(duì)于稍大于工程網(wǎng)度的工程，傳統(tǒng)塊段法可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)修改，而Micromine軟件在計(jì)算中固定了網(wǎng)度參數(shù)，相對(duì)嚴(yán)謹(jǐn)，因而在傳統(tǒng)塊段法判定為332資源量的塊段內(nèi)部出現(xiàn)了小面積的333資源量。

3.3品位估算

通過(guò)鉆孔實(shí)際樣品品位與小礦塊品位進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，Micromine軟件可較準(zhǔn)確地對(duì)小礦塊進(jìn)行賦值，空塊插值與鉆孔實(shí)際樣品品位值的大小、分布范圍基本一致。通過(guò)Micromine軟件賦值，可更為詳細(xì)地了解礦體內(nèi)部的品位分布特征，而傳統(tǒng)塊段法僅能反映單個(gè)塊段的平均品位，塊段內(nèi)部品位變化特征無(wú)法得知。Micromine軟件距離反比法計(jì)算的礦體平均品位為1.24%，傳統(tǒng)塊段法計(jì)算的礦體平均品位為1.39%，相對(duì)誤差為11%，基本滿(mǎn)足要求。

3.4品位噸位

為進(jìn)一步研究不同估算方法對(duì)品位噸位的影響，將品位劃分為4個(gè)區(qū)間，并計(jì)算出各區(qū)間的資源量，通過(guò)品位噸位對(duì)比分析(表3)發(fā)現(xiàn)，2種方法在各品位區(qū)間所計(jì)算的資源量大致一致，除了極少量低品位礦體資源量估算結(jié)果出入較大外，其余工業(yè)礦體的資源量估算誤差率為5.98%～15.03%。Micromine軟件采用距離反比法估算的資源量、品位等數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)塊段法基本一致，但由于該2種方法對(duì)各類(lèi)別資源量塊段的圈連、判定的方法有所差別，使得各類(lèi)別資源量塊段分布范圍也存在一定的差別，因而兩者估算的各類(lèi)別資源量不適合作為精確驗(yàn)證數(shù)據(jù)。

表3　2種方法品位噸位計(jì)算結(jié)果對(duì)比

4　結(jié)　論

(1)Micromine軟件對(duì)礦體進(jìn)行三維建模直觀性強(qiáng)，資源量估算快捷、準(zhǔn)確，修改方便，相對(duì)于傳統(tǒng)方法優(yōu)勢(shì)較明顯。

(2)通過(guò)與傳統(tǒng)塊段法對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，Micromine軟件采用距離反比法估算的資源量、品位等數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)塊段法基本一致，相對(duì)誤差較小，可滿(mǎn)足相應(yīng)要求。

(3)采用Micromine軟件可對(duì)劃分的小礦塊進(jìn)行品位賦值，礦體內(nèi)部品位變化特征表現(xiàn)更為詳細(xì)，品位噸位參數(shù)也更易掌握。

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(收稿日期2016-04-19)

李朋(1984—)， 男，工程師，510800 廣東省廣州市花都區(qū)秀全大道59號(hào)。