三角網(wǎng)法在礦產(chǎn)資源儲量年度動態(tài)檢測中的應(yīng)用

王 軍，胡文華，郭帥辰，王若男，孔圣盛

（華東冶金地質(zhì)勘查局屯溪地質(zhì)調(diào)查所，安徽 黃山 245000）

傳統(tǒng)地質(zhì)工作方法是通過礦山年度測量、地質(zhì)勘查等方式以斷面法和塊段法等計算年度開采儲量，提交文字報告及二維平面附圖數(shù)據(jù)[1]。三角網(wǎng)法是新時代以來一種新型土石方計算方法，在固體礦產(chǎn)資源儲量動態(tài)檢測過程中可以根據(jù)野外測量、鉆孔數(shù)據(jù)等直接計算年度開采儲量、反應(yīng)開采位置等，并且可以形成三維礦體模型，直觀的反應(yīng)礦山年度儲量動用位置和下年度計劃開采位置等。

1 三角網(wǎng)法計算原理及計算公式

1.1 計算原理

通過軟件將計算對象生成不規(guī)則三角網(wǎng)，使整個計算對象形成了由三角錐組成的集合，三角錐分兩種情況：一種是全挖方或全填方，另一種是既有挖方又有填方，然后根據(jù)數(shù)學(xué)公式將每個不規(guī)則三角錐的體積計算出來，所有三角錐體積之和即為計算區(qū)的挖方體積和填方體積[2]。計算結(jié)果的精確性跟三角網(wǎng)的大小精密相關(guān)，三角網(wǎng)面積越小，計算精度越高，反之則計算精度越小，但實際操作應(yīng)用中需要根據(jù)地質(zhì)勘查精度確定網(wǎng)格大小，若地質(zhì)勘查精度與網(wǎng)格大小不一，則沒有實際意義。

1.2 計算公式

（1）全挖或全填的三棱柱形ABC-A1B1C1：將三棱柱分為C1-A1A2B2B1與A2B2C1-ABC兩部分進行計算獲得。

公式中：S1為三角形ABC的面積；

h1、h2、h3為開挖前地面與開挖后地面之間的高差。

（2）部分挖或部分填的三棱柱（圖1-3）：可分解為楔形體O1O2-B1C1CB和三棱錐A1-AO1O2兩部分，三棱錐A1-AO1O2體積計V1，楔形體O1O2-B1C1CB體積計V2。

公式中：S2為三角形BO1O2的面積；S3為三角形O2BC的面積；S4為三角形A1O1O2的面積；h1、h2、h3為開挖前地面與開挖后地面之間的高差。

2 三角網(wǎng)法計算結(jié)果轉(zhuǎn)換

三角網(wǎng)法計算結(jié)果有兩種，“-”表示挖方，“+”表示填方。當(dāng)計算方法應(yīng)用到礦產(chǎn)資源年度儲量檢測過程中后，“-”可以看作三角形年度動用資源量，“+”表示三角形內(nèi)礦石或廢渣堆積量，這樣“-”的體積總和就是計算區(qū)內(nèi)年度動用礦產(chǎn)資源總量，“+”表示本次勘查較上一次勘查測量后礦石或廢渣堆堆積變化情況，若想查看具體堆積位置可以生成三維模型后點擊著色進行查看。

3 三角網(wǎng)法應(yīng)用到儲量年度檢測中的計算過程（以FastTFT13.0軟件為例）

總過程分三步，①資料收集及整理。②數(shù)據(jù)處理。③結(jié)果計算。

3.1 資料收集及整理

收集上一年度與本年度年底地質(zhì)勘查資料，包括地形、地質(zhì)、工程勘查等資料。例如需要查看某礦山2018年度儲量動態(tài)變化情況，需要收集截止2017年年底礦山提交的礦區(qū)地形地質(zhì)圖和2018年年底礦山完成的礦區(qū)地形地質(zhì)圖等工程勘探資料。

3.2 數(shù)據(jù)處理

（1）確定計算范圍。選擇三角網(wǎng)法→確定計算范圍→繪制區(qū)域→區(qū)域編號（選擇1并確定）→確定區(qū)域邊界方式（根據(jù)提示選擇計算范圍）→所選實體是否正確（選擇Y并確定）→是否劃分多個區(qū)塊（選擇N）。

（2）三角網(wǎng)剖分。三角網(wǎng)等分間距根據(jù)工程勘查和測量精度進行確定，網(wǎng)格間距過大，則會導(dǎo)致計算結(jié)果誤差較大，反之則沒有實際意義。具體操作步驟如下：選擇三角網(wǎng)法→自動布置三角網(wǎng)→在區(qū)域內(nèi)任遠選一點（選擇指定區(qū)域，用鼠標點擊畫好的計算范圍）→確定等分間距（根據(jù)地質(zhì)調(diào)查精度確定）。

3.3 儲量計算

在所有數(shù)據(jù)采集結(jié)束后鼠標點擊計算土方量，計算結(jié)果將直接顯示，也可以點擊土石方量統(tǒng)計表查各個計算區(qū)域和區(qū)塊的儲量。注：計算結(jié)果單位為立方米。

4 三角網(wǎng)法在某石料礦儲量年度檢測報告中的應(yīng)用(以FastTFT13.0軟件為例)

4.1 項目概括

根據(jù)礦山2017年提交的儲量年度檢測報告：礦山累計查明花崗巖礦資源儲量65.86萬m3，保有資源儲量45.69萬m3，累計開采消耗資源儲量20萬m3。本次以已有的地形地質(zhì)圖為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計算截止2018年年底礦山保有資源量和2018年年度開采消耗資源儲量等。

4.2 數(shù)據(jù)處理

（1）確定計算范圍。根據(jù)野外調(diào)查和已有地質(zhì)勘查資料等可知該礦山無越界開采現(xiàn)象，礦體分布在整個礦區(qū)，礦體無夾石，礦區(qū)范圍與資源儲量估算范圍相同，因此本次以礦區(qū)范圍為計算范圍。

（2）三角網(wǎng)剖分。①利用軟件將收集的2017年年底地形地質(zhì)圖進行網(wǎng)格剖分，網(wǎng)格間距設(shè)置為5m×5m。②利用軟件將收集的2018年底的地形地質(zhì)圖進行網(wǎng)格剖分，網(wǎng)格間距設(shè)置為5m×5m。

（3）采集標高。選擇三角網(wǎng)法→采集自然標高（采集設(shè)計標高）→選擇區(qū)域（選擇全圖）→點取要采集標高的區(qū)塊（鼠標點擊已確定的計算區(qū)內(nèi)部任意一塊）。

（4）儲量估算。點擊三角網(wǎng)法土石方量統(tǒng)計表（結(jié)果見圖1），可知礦區(qū)2018年年度動用資源儲量17.00萬立方米，則截止2018年年底礦區(qū)保有資源儲量=2018年年初保有資源儲量-2018年年度動用資源儲量=45.69萬立方米-17.00萬立方米=28.69萬立方米，礦山歷年累計開采消耗資源儲量=礦山累計查明資源儲量-礦山截止2018年年底保有資源儲量=65.86萬立方米-28.69萬立方米=37.17萬立方米。

圖1 土石方量統(tǒng)計結(jié)果表

5 結(jié)論

本文通過對三角網(wǎng)法的計算原理、計算公式和計算過程介紹，闡述了其計算方法應(yīng)用到固體礦產(chǎn)資源儲量動態(tài)檢測中的優(yōu)點及其可行性，并以陜西省寶雞市隴縣狼牙山建筑用花崗巖石料礦為例進行了估算。該計算方法應(yīng)用到固體礦產(chǎn)資源儲量動態(tài)檢測中切實可行，計算結(jié)果與實際誤差小，但其估算方法要求地質(zhì)勘查工作程度高，在室內(nèi)資料整理時工作量大，若資料整理不仔細或野外調(diào)查精度不足將導(dǎo)致估算結(jié)果與實際結(jié)果將有一定誤差。