3dmine軟件在石碌鐵礦南礦掛幫礦體儲量估算中的應(yīng)用

符碧

（海南礦業(yè)股份有限公司，海南 昌江 572725）

摘要：石碌鐵礦南礦掛幫礦于2016年進(jìn)行基建勘探工程，并運用3dmine軟件估算資源儲量。介紹了軟件三維地質(zhì)建模技術(shù)處理過程，儲量估算應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：掛幫礦；地質(zhì)數(shù)據(jù)庫；實體模型；塊體模型；儲量估算

一.前言

海南石碌鐵礦擁有亞洲“第一富鐵礦”美譽(yù)，目前北一露天采區(qū)鐵礦資源日漸枯竭，為保持礦山生產(chǎn)穩(wěn)定，海南礦業(yè)公司自2008年開始啟動深部礦體地下開采工程。南礦掛幫礦作為地采資源綜合回收利用的一部分，于2016年7月開始進(jìn)行基建勘探工程。該勘探工作歷經(jīng)大致3個月時間，室內(nèi)資料采取邊勘探邊整理方式，繪制圖件工作并運用3dmine塊體模型估算資源儲量。3dmine礦業(yè)工程軟件是一款廣泛應(yīng)用于地質(zhì)、測量、采礦和生產(chǎn)管理等諸多方面，符合國內(nèi)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的三維礦業(yè)工程軟件。我們運用基建勘探中獲取綜合數(shù)據(jù)建立地質(zhì)數(shù)據(jù)庫，然后運用數(shù)據(jù)庫中鉆孔、巷道空間軌跡進(jìn)行圈定礦體，隨后建立實體模型并采用距離次冪反比法對礦體金屬屬性TFe、S等元素進(jìn)行估值，估值結(jié)果進(jìn)行資源儲量估算，最后將最新結(jié)果與原傳統(tǒng)地質(zhì)斷面法估算資源儲量進(jìn)行對比，誤差在1%左右，符合國家要求規(guī)范。

二.礦床地質(zhì)概況

石碌鐵礦南礦位于主礦體北一礦體西南端，為獨立小礦床，具有礦石品位高、含硫底等特點。礦床地質(zhì)特征類型為熱液接觸交代-沉積變質(zhì)型礦床。礦體主要賦存于青白口系石碌群的中段含鐵巖系，下段為白云巖、含鐵的紋層狀透輝石透閃石巖及白云巖質(zhì)透輝石透閃石巖，上段為白云巖夾厚薄不一的碳質(zhì)千枚巖及含鐵千枚巖 。礦體整體呈層狀、似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，總體走向約為135°，傾向北東，傾角在45°～68°，礦體軸由西向東傾伏，傾伏角約-28°，主要賦礦標(biāo)高+204m～+132m。

三.三維地質(zhì)建模的應(yīng)用

3.1地質(zhì)綜合數(shù)據(jù)庫

南礦掛幫礦基建勘探共實際施工28個鉆孔，總鉆進(jìn)進(jìn)尺3165.43m，采樣455個；巷道地質(zhì)編錄累計45.01m，采樣12個；分別分析化驗TFe、S兩元素合計934項。石碌鐵礦礦石質(zhì)量分為五個品級（H1、H2、H3、H4、H5），主要以TFe、S兩元素為區(qū)域變量確定礦石品級。我們將基建勘探收集到的鉆孔、巷道數(shù)據(jù)資料整理錄入Excel表格，分別制作“定位表”、“化驗表”、測斜表”及“巖性表”四個信息表格，根據(jù)信息表格都有不同的字段，對應(yīng)輸入不同的數(shù)據(jù)，最后依次導(dǎo)入3dimine軟件創(chuàng)建創(chuàng)建地質(zhì)綜合數(shù)據(jù)庫。

3.2礦體線提取

南礦掛幫礦由9條勘探線（25ab～32a線）工程控制，工程網(wǎng)度間距約為20～27m×20～25m。石碌鐵礦體連接礦體方式與以往傳統(tǒng)圈定方法不一致，根據(jù)3dimine軟件實際估值需要，結(jié)合公司生產(chǎn)工業(yè)品級劃分需求，我們開始先在原需要利用到的平面圖數(shù)據(jù)、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換剖面圖鉆孔數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上圈定礦體線，然后將各個剖面礦體線單獨提取保存成3dmine線文件，后續(xù)補(bǔ)充鉆孔數(shù)據(jù)庫逐漸導(dǎo)入，卻可以利用鉆孔空間軌跡圖修整新礦體線，直到勘探工程結(jié)束，礦體線也根據(jù)最新成果圈定完畢，可以進(jìn)行三角網(wǎng)連接形成實體。

3.3實體模型

將各個剖面的礦體線提取保存后，利用最新地質(zhì)數(shù)據(jù)庫空間軌跡修整礦體，整理找好剖面礦體線對應(yīng)關(guān)系后，然后在閉合線之間連接三角網(wǎng)，形成實體模型。在閉合線連接三角網(wǎng)時難度最大的尋找各剖面礦體線對應(yīng)性，南礦殘余掛幫礦體原南六、南四礦體下部延伸區(qū)域形態(tài)變化大，分枝分叉，所以我們連接三角網(wǎng)經(jīng)常需要處理的幾種情況：1.兩剖面對應(yīng)礦體線連接三角網(wǎng)需增加控制線，盡可能使三角網(wǎng)片分布均勻、視覺光滑美觀；2. 對于兩個剖面礦體線界線的變化較大及出現(xiàn)分枝復(fù)合現(xiàn)象，在剖面間連接三角網(wǎng)時往往需要人工干預(yù)，增加分區(qū)線或控制線，從而保證礦體模型的合理性。3. 在處理礦體內(nèi)部大的夾石往往需要在空間上輔助增加多邊形，與原夾石線成對應(yīng)性，有利于礦巖形態(tài)變化規(guī)律性，夾石厚度小，做尖滅到點或線處理。

3.4樣品組合

實體模型形成后，由于圈定礦體線樣品值在3dimine軟件中不能直接參與品位估值和計算，通常需要通過組合功能將這些樣品位置保存在線文件屬性中，再進(jìn)行估值計算。本次樣品組合我們根據(jù)實際情況選用根據(jù)地質(zhì)帶組合模式，參考本次基建勘探鉆孔取樣（2m/個）及巷道取樣（2～3m/個）規(guī)范，組合條件采用樣長度為2m，最小有效長度0.5m，缺失樣以平均值替代；組合方式采用已經(jīng)建好的實體約束，主要組合內(nèi)容為化驗表中TFe、S兩個元素屬性。

3.5塊體模型

實體模型與樣品組合準(zhǔn)備好以后就可以創(chuàng)建塊體模型，礦塊尺寸參數(shù)與礦床類型、礦體規(guī)模、礦體的賦存特征、空間分布規(guī)律、開采方式、勘探線網(wǎng)度等有關(guān)，一般為勘探線網(wǎng)度的1/4-1/5，原則上礦塊越小，估值越準(zhǔn)確。鑒于南礦掛幫礦規(guī)模較小，本次塊體尺寸設(shè)定為（1：1：1），次級模塊的尺寸與礦體的形態(tài)和厚度有關(guān)，一般為標(biāo)準(zhǔn)塊尺寸的1/2n，該參數(shù)也符合本次儲量估算要求。根據(jù)需要將塊體模型中礦塊質(zhì)心點賦予五種屬性（礦巖屬性、TFe、S、比重、品級）。與其他礦山不同，石碌鐵礦主要將礦石質(zhì)量分為不同品級（地質(zhì)數(shù)據(jù)庫錄入化驗表自動劃分礦石品級）。依據(jù)TFe、S的含量圈定出不同的礦石品級（表內(nèi)礦H1～H4，表外礦H5，F(xiàn)eS2），塊體模型需將不同品級著上不同的顏色，以便劃分，增加觀賞性。

3.6創(chuàng)建搜索橢球體

礦塊模型建立后，我們需要將礦塊模型中的塊體屬性進(jìn)行賦值，主要是對TFe、S元素進(jìn)行賦值。3dimine軟件估值計算結(jié)合地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)理論，我們選擇運用距離次冪反比法進(jìn)行TFe、S賦值，由于南礦掛幫礦形態(tài)及產(chǎn)狀變化大，實體模型分為三個小礦體組成，分別為1#、2#、3號#礦體，各個礦體搜索橢球體參數(shù)設(shè)定（需了解礦體空間產(chǎn)狀-礦體走向、側(cè)伏角、傾角、傾向、礦帶長度、延深和厚度規(guī)模等參數(shù)）都不一致如表：

四.儲量估算應(yīng)用

在礦塊模型進(jìn)行屬性賦值后，我們可以進(jìn)行資源儲量估算，礦塊模型一共讀取了646010個塊體，石碌鐵礦礦石品位較高，以露天成品塊礦不經(jīng)選礦直接銷售著稱，也是主要經(jīng)濟(jì)效益來源，因此資源儲量估算主要以品級區(qū)分貧富礦石。我們將最終估算結(jié)果與傳統(tǒng)地質(zhì)斷面法法結(jié)果進(jìn)行對比，誤差為1.01%左右，表明計算結(jié)果符合要求如表。

結(jié)束語：3dmine礦山軟件三維地質(zhì)建模估算地質(zhì)儲量過程方便、快捷，軟件研發(fā)從根本上立足解決用戶需求，不斷針對礦山實際情況調(diào)整完善自身。地質(zhì)資源儲量不僅估算準(zhǔn)確，而且很大程度地提高了礦山地質(zhì)工作效率。礦山工程地質(zhì)技術(shù)人員可以避免傳統(tǒng)地質(zhì)斷面法帶來的繁瑣計算過程，也可以直觀清楚解譯礦體空間埋藏特征及產(chǎn)狀、地質(zhì)構(gòu)造等信息。我們將兩種估算結(jié)果進(jìn)行對比驗證，雙管齊下可以充分保證資源可靠性，為今后礦山生產(chǎn)運營具有重大的指導(dǎo)意義。

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