河北承德黑山釩鈦磁鐵礦富礦床三維模型研究及儲(chǔ)量估算

付曉祎

摘? 要：RDS為天津大學(xué)聯(lián)合中核第四設(shè)計(jì)院尚在開發(fā)的三維模型軟件。該文以河北承德某鐵礦為研究對象，應(yīng)用RDS軟件，人機(jī)交互解譯地質(zhì)數(shù)據(jù)建立了三維動(dòng)態(tài)鉆孔數(shù)據(jù)庫;構(gòu)建了大廟鐵礦礦床的可視化三維礦床模型，并總結(jié)一套R(shí)DS建立鐵礦床的建模流程;在三維模型的基礎(chǔ)上，應(yīng)用塊段法對礦床進(jìn)行了儲(chǔ)量估算，并對其可靠性進(jìn)行了驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果表明，模型估算結(jié)果準(zhǔn)確可靠。為礦山的進(jìn)一步開發(fā)及綜合利用提供了科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：RDS? 三維模型? 承德大廟鐵礦床

中圖分類號(hào)：P618.2 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2020）01（a）-0063-02

近幾年我國的經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，基礎(chǔ)建設(shè)工程不斷加速，各個(gè)領(lǐng)域?qū)τ阼F礦資源的需求日益增長，因此對于鐵礦資源的開發(fā)與合理利用及儲(chǔ)量的探明具有十分重要的國防價(jià)值和經(jīng)濟(jì)意義[1]。然而傳統(tǒng)的二維地質(zhì)圖件，數(shù)據(jù)多人經(jīng)手，歷時(shí)較長，對于地下的礦體特征只能通過晦澀的想象來感知，嚴(yán)重阻礙了生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展[2]。隨著2016年“事改企”的行業(yè)浪潮，私人購買礦山力度加大，通過建立三維礦體模型，可以直觀透明地將礦體展現(xiàn)在非專業(yè)人士面前，甩掉以往缺乏立體感可視性差，難以向非專業(yè)人士展示設(shè)計(jì)成果的包袱。三維礦床模型的建立可以做到與時(shí)俱進(jìn)，減輕地質(zhì)工作強(qiáng)度，提高效率。對礦業(yè)的去產(chǎn)能轉(zhuǎn)型及經(jīng)濟(jì)發(fā)展都具有十分重要的意義[3]。

1? 三維礦床模型構(gòu)建

1.1 鉆孔數(shù)據(jù)庫建立

RDS軟件進(jìn)行三維地質(zhì)建模的數(shù)據(jù)庫是Microsoft Excel格式。數(shù)據(jù)庫由樣品表、坐標(biāo)表、測斜表、巖性表組成。RDS將這些原始數(shù)據(jù)格識(shí)別后，利用服務(wù)器將其整合關(guān)聯(lián)成地質(zhì)數(shù)據(jù)庫。通過數(shù)據(jù)歸納，對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。通過人機(jī)交互校驗(yàn)法對原始數(shù)據(jù)的合理性進(jìn)行校驗(yàn)，RDS自檢和人工解譯數(shù)據(jù)無誤后，生成鉆孔數(shù)據(jù)庫，并對生成的鉆孔進(jìn)行三維視角查看，檢查是否存在鉆孔彎折等明顯邏輯錯(cuò)誤，如圖1所示。

1.2 圈礦線圈定

根據(jù)鐵礦的圈定原則，嚴(yán)格按照工業(yè)指標(biāo)對整個(gè)礦體進(jìn)行圈定即TFe>15%為礦石，TFe<15%時(shí)為非礦。查看RDS鉆孔數(shù)據(jù)庫孔深情況，繪制勘探線并生成工作面。對鉆孔數(shù)據(jù)進(jìn)行測量圈定，通過三維視角測量和原始樣品表中的樣段距離進(jìn)行比對，確定符合圈定要求的樣段。人機(jī)交互對礦體邊界矢量化，利用RDS繪制圈礦線，捕捉鉆孔樣段的著色點(diǎn)，設(shè)定方位角和空間距離，對礦體樣段進(jìn)行圈定，如圖2所示。

1.3 實(shí)體連接

RDS塊體連接采用的是最小面積法和最小周長法，該過程是人機(jī)交互解譯地質(zhì)體的過程，要通過人工測量礦體的水平投影圖，確定礦體的連接順序。當(dāng)兩條位于不同勘探線上的圈礦線，基本處于同一高度且線邏輯簡單時(shí)，可以直接選中并點(diǎn)擊最小周長法口令，生成實(shí)體，并分配命名。實(shí)體生成后需要對塊體的有效性進(jìn)行檢查，實(shí)體有效性檢測的本質(zhì)就是對礦體三維語言及計(jì)算機(jī)邏輯的檢查，為下一步礦體體積計(jì)算及儲(chǔ)量估算打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，因此，有效性檢查是儲(chǔ)量估算是否準(zhǔn)確的第一步。RDS執(zhí)行有效性檢測后，當(dāng)出現(xiàn)自相交三角形，不封閉邊，開口線時(shí)，需要結(jié)合實(shí)際對實(shí)體進(jìn)行人工手動(dòng)修復(fù)，未通過驗(yàn)證的實(shí)體，不是有效的實(shí)體，需要優(yōu)化和編輯，直到其通過驗(yàn)證。只有通過有效性驗(yàn)證的礦體模型，才具有實(shí)體的含義和礦體模型屬性。

2? 基于RDS儲(chǔ)量估算

2.1 資源量估算結(jié)果

該研究使用塊段法估值的原理，利用RDS對黑山鐵礦東大洼礦段進(jìn)行了資源量估算，計(jì)算得到富鐵礦石資源/儲(chǔ)量（331+332+333）3122.088萬t，其中（331）262.114萬t，（332）2386.180萬t，（333）473.794萬t;伴生組分V2O5金屬量13331314.3t。礦石平均品位TFe+TiO257.67%，V2O50.427%。

2.2 資源量可靠性驗(yàn)證

現(xiàn)該文對品位賦值結(jié)果，進(jìn)行儲(chǔ)量估算，需按照不同礦體（塊段）計(jì)算資源量，并與原地質(zhì)報(bào)告提交資源量進(jìn)行對比，按照礦段計(jì)算資源儲(chǔ)量，與原地質(zhì)報(bào)告提交資源量進(jìn)行對比相差0.3559，結(jié)果相差0.0316%。

3? 結(jié)語

RDS相較于國外的軟件更符合我國礦山的實(shí)際情況及地質(zhì)工作者的工作習(xí)慣，與國內(nèi)3Dmine等國內(nèi)軟件相比其后臺(tái)管理采用了服務(wù)器的模式，改善了工作效率。該課題借助RDS軟件構(gòu)建了鉆孔數(shù)據(jù)庫和三維礦床實(shí)體模型，并按照勘察規(guī)范對實(shí)體模型根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行了賦值。應(yīng)用塊段法進(jìn)行了儲(chǔ)量估算，并與礦山實(shí)際勘察結(jié)果進(jìn)行了比對，結(jié)果表明，計(jì)算結(jié)果與勘察結(jié)果的偏差值為0.11%，估值結(jié)果準(zhǔn)確可靠。有利于輔助礦山的資源評估及開采設(shè)計(jì)等工作的開展。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳立新，余接情，胡青松，等.數(shù)字礦山與智能感控的統(tǒng)一空間框架與精確時(shí)間同步問題[J].煤炭學(xué)報(bào)，2014，39（8）：1584-1592.

[2] 吳立新，汪云甲，丁恩杰，等.三論數(shù)字礦山——借力物聯(lián)網(wǎng)保障礦山安全與智能采礦[J].煤炭學(xué)報(bào)，2012，37（3）：357-365.

[3] 盧新明，尹紅.數(shù)字礦山的定義、內(nèi)涵與進(jìn)展[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2010，38（1）：48-52.