淺談露天礦山資源儲(chǔ)量的計(jì)算方法

【摘要】近年來隨著測(cè)繪技術(shù)及開采技術(shù)的不斷提高，在露天礦山開采中，礦山資源儲(chǔ)量的計(jì)算要求也越來越高，本文就露天礦的資源儲(chǔ)量各種計(jì)算方法進(jìn)行闡述和優(yōu)缺點(diǎn)分析。

【關(guān)鍵詞】露天礦;資源儲(chǔ)量;計(jì)算方法

露天礦和洞采礦在礦山資源量計(jì)算方法中有很大區(qū)別，相對(duì)來說露天礦的計(jì)算方法比較多，其中總結(jié)下來說有幾何法（包括算術(shù)平均法、地質(zhì)塊段法、開采塊段法、斷面法等），統(tǒng)計(jì)分析法（包括距離加權(quán)法、克里格法），以及SD法等等。 本文就露天礦中資源儲(chǔ)量的計(jì)算方法來做闡述及個(gè)人分析優(yōu)缺點(diǎn)。

1、幾何法

1.1算數(shù)平均法

算術(shù)平均法的原理就是通過高數(shù)原理將整個(gè)需要計(jì)算的區(qū)域中形狀不規(guī)則的礦體變?yōu)橐粋€(gè)或者分成幾個(gè)厚度和質(zhì)量一致的板狀體，即把區(qū)域內(nèi)全部勘探工程查明的礦體厚度、品位、礦石體重等數(shù)值進(jìn)行有效的平均，計(jì)算出其算術(shù)平均厚度平均哦、品位和平均體重，如果分成一個(gè)區(qū)域直接算出整個(gè)礦體體積和礦產(chǎn)的儲(chǔ)量，如果分成幾個(gè)區(qū)域，幾個(gè)區(qū)域再取平均數(shù)，計(jì)算出整個(gè)礦體體積和礦產(chǎn)的儲(chǔ)量。

優(yōu)點(diǎn)：算術(shù)平均法計(jì)算儲(chǔ)量，過程簡(jiǎn)單，計(jì)算簡(jiǎn)單，圖紙簡(jiǎn)單

缺點(diǎn)：由于是取平均數(shù)，它只能適用于礦體厚度變化較小、品味變化不大，勘探工程在礦體上的分布較為均勻、礦產(chǎn)質(zhì)量及開采條件比較簡(jiǎn)單的礦床。如果勘探工程分布得不均勻，品位變化很大，礦化又很不均勻時(shí)，計(jì)算誤差很大程度可能變大。對(duì)于勘探程度較低的礦床，常常應(yīng)用此方法。

1.2地質(zhì)塊段法

地質(zhì)塊段法的原理和算數(shù)平均法分段求平均再相加原理相近，不過計(jì)算的內(nèi)容主要包括地塊面積，平均厚度，地塊體積，礦石體重，礦石儲(chǔ)量，平均品位，成品儲(chǔ)量等。

優(yōu)點(diǎn)：通過分段來計(jì)算，適用性強(qiáng)。因?yàn)榈V山形狀，走向都不會(huì)相同，用分塊法很好的解決這問題，而且不需另作復(fù)雜圖件、計(jì)算方法簡(jiǎn)單并能根據(jù)需要?jiǎng)澐謮K段，所以廣泛使用。當(dāng)勘探工程分布不規(guī)則，或用斷面法不能正確反映剖面間礦體的體積變化時(shí)，或厚度、品位變化不大的層狀或脈狀礦體，一般均可用地質(zhì)塊段法計(jì)算資源量和儲(chǔ)量。

缺點(diǎn)：誤差也較大。當(dāng)勘察數(shù)量不足，數(shù)量少，無法對(duì)礦體產(chǎn)狀、形態(tài)、內(nèi)部構(gòu)造、礦石質(zhì)量等進(jìn)行有效控制時(shí)，其地質(zhì)塊段劃分的根據(jù)較少，計(jì)算結(jié)果也類同其他方法誤差較大。

1.3開采塊段法

開采塊段法主要是通過開采區(qū)域分塊來計(jì)算礦體儲(chǔ)量，主要是按探、采坑道工程的實(shí)際分布來有效劃分的。與地質(zhì)塊段法計(jì)算原理一致。

優(yōu)點(diǎn)：適用于露天及坑道觀察明顯的開采礦體，尤其是開采脈狀、薄層狀礦體的生產(chǎn)礦山使用最廣。優(yōu)點(diǎn)是制圖容易、計(jì)算簡(jiǎn)單，能按礦體的控制程度和采礦生產(chǎn)準(zhǔn)備程度分別圈定礦體，符合礦山生產(chǎn)設(shè)計(jì)及儲(chǔ)量管理的要求，能夠周期性計(jì)算，生產(chǎn)中礦山經(jīng)常采用。

1.4斷面法

勘探斷面相當(dāng)于把礦體分為若干個(gè)礦段或稱塊段，通過計(jì)算各斷面上礦體面積，各個(gè)礦段的體積和儲(chǔ)量，然后將各個(gè)斷面中的儲(chǔ)量相加即得礦體的總儲(chǔ)量，這種儲(chǔ)量計(jì)算方法稱為斷面法或剖面法。根據(jù)斷面間的空間位置關(guān)系分為水平和垂直兩種斷面法。

優(yōu)點(diǎn)：由于斷面法是通過計(jì)算各斷面上礦體面積，各個(gè)礦段的體積和儲(chǔ)量，所以能夠很好的保持礦體斷面的真實(shí)形狀和地質(zhì)構(gòu)造特點(diǎn)，能夠很好的體現(xiàn)礦體在三維立體地質(zhì)空間中沿走向及傾向的變化規(guī)律;很好的預(yù)估礦體分布情況，并可以再斷面上劃分礦石工業(yè)品級(jí)、類型和儲(chǔ)量類別塊段;不需再做多余圖件，計(jì)算相對(duì)簡(jiǎn)單;計(jì)算結(jié)果相對(duì)準(zhǔn)確。

缺點(diǎn)：剖面不足或礦體不夠厚，分布不均勻，地質(zhì)構(gòu)造變化復(fù)雜時(shí)，編制的斷面圖可靠性差，品位的預(yù)估也會(huì)造成一定誤差。

2、統(tǒng)計(jì)分析法

地質(zhì)統(tǒng)計(jì)分析法是以研究區(qū)域化變量為基礎(chǔ)的， 以變異函數(shù)為研究對(duì)象，針對(duì)礦體伴有隨機(jī)性和結(jié)構(gòu)性等特點(diǎn)的計(jì)算方法。其中主要有兩種方法。

2.1距離加權(quán)法

區(qū)域化中的變量是地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)理論體系的核心基礎(chǔ)， 也是必不可少的因素，在實(shí)踐中， 鉆孔的位置選取一般情況下不隨機(jī)的。因?yàn)榈刭|(zhì)結(jié)構(gòu)的形成是個(gè)漫長(zhǎng)的過程，所以短距離內(nèi)變化不會(huì)太大，也就是說當(dāng)兩個(gè)鉆孔距離很小時(shí)， 鉆孔得到的樣品存在較強(qiáng)的相似性， 而當(dāng)距離很大時(shí)， 相似性一般就會(huì)減弱或不存在。換句話說就是， 樣品之間存在著某種聯(lián)系， 這種聯(lián)系的強(qiáng)弱是與樣品的相對(duì)位置有關(guān)的， 樣品之間的聯(lián)系在空間上既具有隨機(jī)性又具有位置之間的聯(lián)系。所以通過樣品之間的距離遠(yuǎn)近配以一定變化的常數(shù)，就能很好的得出整個(gè)區(qū)域內(nèi)的平均值，進(jìn)而計(jì)算出整個(gè)區(qū)域內(nèi)的礦山儲(chǔ)量。

優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于地質(zhì)環(huán)境較好的地區(qū)比較適用，計(jì)算簡(jiǎn)單，圖件簡(jiǎn)單。

缺點(diǎn)：精度不高，對(duì)于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，鉆孔控制不好的地區(qū)不適用

2.2克里格法

最常用的地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法是普通克立格法（ Ordinary kriging） ， 它是一種求最優(yōu)、線性、無偏估計(jì)量的方法， 即任一待估塊段品位真值的估計(jì)量z* 是該待估塊段v影響范圍內(nèi)n 個(gè)有效觀測(cè)值z(mì)a（a=1，2，n ）的線性組合[ 3]， 其計(jì)算公式為：

式中， n 為信息點(diǎn)的個(gè)數(shù)。

優(yōu)點(diǎn)：快速估算品位

缺點(diǎn)：鉆孔數(shù)量及控制不好地區(qū)精度相對(duì)差

3、SD法

SD法是近十來年提出的新的計(jì)算方法，主要是數(shù)學(xué)儲(chǔ)量計(jì)算和儲(chǔ)量審定的簡(jiǎn)稱，主要由理論知識(shí)，原理來源，計(jì)算方法和軟件系統(tǒng)構(gòu)成。

礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量隨著開采、勘查工作量的不斷增加、工業(yè)指標(biāo)的改變、對(duì)礦區(qū)的地質(zhì)逐漸的認(rèn)識(shí)、所選用的儲(chǔ)量計(jì)算方法及軟件的不同而改變，永遠(yuǎn)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的相對(duì)值，每次變動(dòng)都會(huì)直接影響到礦業(yè)權(quán)人各方的經(jīng)濟(jì)利益。礦業(yè)權(quán)人希望有一種能指導(dǎo)他們以最少的工程來獲得準(zhǔn)確、可靠的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量;并確定其儲(chǔ)量的地質(zhì)可靠程度，在三級(jí)礦量（開拓、采準(zhǔn)、備采）管理中根據(jù)市場(chǎng)行情進(jìn)行動(dòng)態(tài)指標(biāo)管理，動(dòng)態(tài)圈定礦體范圍的方法和簡(jiǎn)便的操作程序，而恰恰SD礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量計(jì)算審定法（以下簡(jiǎn)稱SD法）及其軟件系統(tǒng)很好地解決了這一問題。

優(yōu)點(diǎn)：先進(jìn)性、廣泛性、適用性、高精度，持續(xù)應(yīng)用，根據(jù)不同階段的需求自動(dòng)生成所需數(shù)據(jù)材料，可以根據(jù)市場(chǎng)的需求，動(dòng)態(tài)的圈定礦體，動(dòng)態(tài)地提供不同部位，不同塊段的不同儲(chǔ)量。

缺點(diǎn)：計(jì)算復(fù)雜，數(shù)據(jù)量需求大，投入成本高

結(jié)語：

通過對(duì)各種礦山儲(chǔ)量計(jì)算方法的闡述，得出了每個(gè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，其實(shí)計(jì)算方法都是好的，只不過對(duì)于不同的礦山不同的需求不同的起算資料應(yīng)用的各種計(jì)算方法都可以不同，選對(duì)適合的就行，主要是選能滿足需求的情況下最經(jīng)濟(jì)的方法。

參考文獻(xiàn)：

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[2]孫玉建.以地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)為基礎(chǔ)的礦業(yè)軟件在中國(guó)的歷史和現(xiàn)狀[J].中國(guó)礦業(yè)，2007

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[4]中國(guó)有色工業(yè)金屬協(xié)會(huì).工程測(cè)量規(guī)范GB50026-2007[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

作者簡(jiǎn)介：

王文杰，男，1983年7月出生，貴州納雍人，本科學(xué)歷，納雍縣自然資源局工程師，研究方向：礦山測(cè)量、地質(zhì)環(huán)境、礦山生態(tài)修復(fù)、地質(zhì)勘查等。