礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量估算中工程控制程度劃分的探究

趙 鵬，鄒建林

（湖北省核工業(yè)地質(zhì)局，湖北 孝感 432100）

隨著更多國(guó)際礦業(yè)公司進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)礦業(yè)企業(yè)和相關(guān)機(jī)構(gòu)在礦產(chǎn)資源開(kāi)采過(guò)程中，要適當(dāng)引進(jìn)先進(jìn)礦產(chǎn)資源存儲(chǔ)量估算方法，以及相應(yīng)軟件，完成相應(yīng)礦產(chǎn)資源開(kāi)采工作。在我國(guó)礦產(chǎn)市場(chǎng)適當(dāng)引入先進(jìn)礦業(yè)軟件和方法，對(duì)其進(jìn)行合理應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)我國(guó)礦業(yè)信息化實(shí)現(xiàn)的促進(jìn)。但是，從實(shí)際情況來(lái)看，引進(jìn)的礦業(yè)軟件和方法與國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)工具和方法進(jìn)行融合避免不了會(huì)存在一定問(wèn)題，對(duì)這些礦業(yè)軟件完成對(duì)礦產(chǎn)資源存儲(chǔ)量的估算，如何對(duì)資源存儲(chǔ)量工程控制程度進(jìn)行確定，是一項(xiàng)需要人們深入探討的問(wèn)題[1-3]。

1 礦產(chǎn)開(kāi)采情況

湖北省隨州市柳林礦區(qū)是上世紀(jì)七十年代末以及八十年代初發(fā)現(xiàn)并且評(píng)價(jià)的大型礦床，位于隨州市的南部，西起柳林鎮(zhèn)的王家灣，向東拓展至洛陽(yáng)店一帶，長(zhǎng)大約20多千米。自西向東包括古木樹(shù)灣-六合灣、田家沖-謝家店、鑫橋嶺三個(gè)礦段。而重晶石礦分六合灣、王家灣和古木樹(shù)灣礦段。

六合灣礦段重晶石礦于1977年建礦投入生產(chǎn)，1990年以前以露采為主，210m標(biāo)高以上的礦石基本采空。1990年后經(jīng)有資質(zhì)專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，生產(chǎn)能力3萬(wàn)t/年，采用地下斜井開(kāi)拓，以淺孔房柱法為基本采礦方法。開(kāi)采深度已至標(biāo)高70m，原露天采場(chǎng)已廢棄。

王家灣、古木樹(shù)灣礦段一直處于待建狀態(tài)，本次檢測(cè)證實(shí)礦山未開(kāi)采。礦山企業(yè)現(xiàn)屬股份制企業(yè)，由采礦和礦粉加工兩部分組成；自2007年年生產(chǎn)規(guī)模為2萬(wàn)t，生產(chǎn)325目礦粉一萬(wàn)噸，現(xiàn)有固定資產(chǎn)200萬(wàn)元。全礦職工62人，經(jīng)濟(jì)效益較好。

2004年檢測(cè)后至2009年底開(kāi)采范圍為六合灣礦段W99線(xiàn)～W104線(xiàn)，開(kāi)采標(biāo)高+100m～+50m，開(kāi)采（消耗）礦石量約5萬(wàn)t。

根據(jù)礦山生產(chǎn)資料統(tǒng)計(jì)，礦山已累計(jì)采出礦石約231萬(wàn)t，2004年以前礦山回采率較低，為60%～70%；2004年以后礦山回采率提高到86.7%。

2 工程控制程度劃分的常用方法

2.1 依據(jù)估值方差進(jìn)行適當(dāng)分級(jí)

估值方差分級(jí)方法在具體應(yīng)用過(guò)程中優(yōu)點(diǎn)就是，能夠提升估值結(jié)果在應(yīng)用過(guò)程中的可靠度，提升估值結(jié)果明確性。但是，從實(shí)踐情況來(lái)看，針對(duì)不同類(lèi)型礦種、不同勘查期間，甚至在同一礦種在不同類(lèi)型的礦區(qū)中可以獲取到克里格方差也會(huì)存在一定不同，因此，難以完成相應(yīng)對(duì)比分析，相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)也難以得到統(tǒng)一。同時(shí)，從我國(guó)礦產(chǎn)資源行業(yè)的實(shí)際發(fā)展情況來(lái)看，國(guó)內(nèi)缺少大量經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)積累，這也就難以針對(duì)不同類(lèi)型礦產(chǎn)類(lèi)型建立相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，這對(duì)該方法應(yīng)用造成了一定限制。

2.2 根據(jù)工程密度進(jìn)行分級(jí)

將剖面法或地質(zhì)塊段法作為基礎(chǔ)，依據(jù)工程的實(shí)際密度情況，對(duì)礦體進(jìn)行適當(dāng)分割，合理分割成多個(gè)塊體，同時(shí)，在該基礎(chǔ)上完成對(duì)平均品位后體積的計(jì)算；也可以依據(jù)不同工程密度情況，構(gòu)建出多個(gè)封閉，標(biāo)識(shí)不同礦產(chǎn)工程控制程度的三維范圍，進(jìn)而對(duì)在范圍內(nèi)的塊進(jìn)行適當(dāng)限定，同時(shí)，完成對(duì)資源量和品位的準(zhǔn)確估算。該方法在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中的一項(xiàng)重要優(yōu)點(diǎn)就是理解起來(lái)相對(duì)比較容易，其實(shí)際上就是在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)幾何計(jì)算方法，并且能夠與我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范保持一致。需要注意的是，這種做法在具體應(yīng)用過(guò)程中也存在一定問(wèn)題，其中最重要的一項(xiàng)問(wèn)題就是會(huì)對(duì)礦體完整性造成破壞。從實(shí)際情況來(lái)看，隨著勘查程度不斷提升，勘查工程布置，即使礦體形態(tài)未發(fā)生顯著改變，但是，因?yàn)榫植抗こ堂芏劝l(fā)生了顯著變化，這將會(huì)造成塊段需要進(jìn)行重新劃分，礦體三維模型為了適應(yīng)這一改變，勢(shì)必會(huì)耗費(fèi)地質(zhì)人員大量精力，實(shí)現(xiàn)對(duì)三維地質(zhì)模型的重新構(gòu)建，這也就難以使礦業(yè)軟件先進(jìn)性在應(yīng)用過(guò)程中的高效率得到體現(xiàn)。

2.3 以地質(zhì)研究為基礎(chǔ)的存儲(chǔ)量分類(lèi)

以地質(zhì)研究作為基礎(chǔ)對(duì)礦產(chǎn)資源存儲(chǔ)量進(jìn)行適當(dāng)分類(lèi)，在該過(guò)程中不能僅依賴(lài)工程密度或統(tǒng)計(jì)學(xué)完成相應(yīng)分類(lèi)工作，還要在進(jìn)行地質(zhì)研究基礎(chǔ)上，驗(yàn)證與調(diào)整分類(lèi)結(jié)果。實(shí)際問(wèn)題分析期間，一方面要對(duì)工程控制分類(lèi)結(jié)果可靠性進(jìn)行適當(dāng)驗(yàn)證，另一方面要依據(jù)樣品品位對(duì)插值品位具體可靠性進(jìn)行驗(yàn)證。但是，實(shí)踐中，人們經(jīng)常將更多時(shí)間用于構(gòu)建模型和品位插值中，很少驗(yàn)證結(jié)果可靠性。若插值品位與對(duì)樣品品位差距過(guò)大，表明不合適采用橢球參數(shù)在資源估量估算中應(yīng)用。若插值品位與對(duì)應(yīng)樣品品位兩者的相差較小，但是，工程控制程度分類(lèi)結(jié)果可靠程度偏低時(shí)，要通過(guò)人工方式對(duì)分類(lèi)結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，確保最終分類(lèi)的合理性。

3 礦產(chǎn)資源量估算方法選擇

六合灣礦段礦層上部（100標(biāo)高以上）至地表呈厚度大、品位高的層狀礦體，分布穩(wěn)定，而中、下部呈厚度小、品位低、構(gòu)造復(fù)雜，分布不穩(wěn)定的透鏡體。根據(jù)其工程間距、產(chǎn)狀、形態(tài)特征的不同，對(duì)上部至地表的緩傾斜部分和W96－W98線(xiàn)深部“平臺(tái)”部分的Ⅰ1號(hào)礦體以及W102線(xiàn)深部“平臺(tái)”部分的Ⅰ2號(hào)礦體，用水平投影地質(zhì)塊段法計(jì)算資源儲(chǔ)量，以水平投影圖為基本圖件，計(jì)算公式為Q＝S′/Cosα·h·d，式中Q為礦石量，S′為礦體投影面積，α為礦體平均傾角，h為礦體平均厚度，d為礦石體積質(zhì)量（體重）[4]。

對(duì)中部礦層產(chǎn)狀陡直部分，且傾角大于45°，褶曲發(fā)育地段，用垂直縱投影地質(zhì)塊段法計(jì)算資源儲(chǔ)量，以垂直縱投影圖為基本圖件，計(jì)算公式為Q＝S′/Sinα·h·d，式中Q為礦石量，S′為礦體投影面積，α為礦體平均傾角，h為礦體平均厚度，d為礦石體積質(zhì)量（體重）。

對(duì)王家灣、古木樹(shù)灣兩礦段礦體規(guī)模小、產(chǎn)狀穩(wěn)定，傾角小于45°，用水平投影法地質(zhì)塊段法計(jì)算資源儲(chǔ)量；由于礦體未進(jìn)行開(kāi)采，仍沿用2004年度檢測(cè)報(bào)告的資源儲(chǔ)量及相關(guān)數(shù)據(jù)。

4 礦體資源量估算參數(shù)的選擇

4.1 平均品位的確定

單工程礦石的平均品位為單個(gè)樣品品位與厚度加權(quán)之平均值。

塊段礦石的平均品位為組成塊段各工程（包括插點(diǎn)）礦石平均品位與厚度的加權(quán)平均值[5]。

4.2 平均厚度

單工程礦體厚度為各個(gè)單樣厚度之和。塊段平均厚度為塊段內(nèi)各單工程（包括插點(diǎn)、本次檢測(cè)點(diǎn)）礦體厚度的算術(shù)平均值。礦體平均厚度為各塊段礦體厚度的算術(shù)平均值。

4.3 平均傾角

六合灣礦段礦層上部、下部塊段傾角利用原報(bào)告控制塊段礦層傾角的算術(shù)平均值。中部礦層產(chǎn)狀陡直、褶曲發(fā)育地段的塊段傾角，根據(jù)礦層產(chǎn)狀變化求出控制塊段傾角的算術(shù)平均值；2005年～2009年動(dòng)用部分根據(jù)本次檢測(cè)實(shí)測(cè)礦層傾角求出平均傾角。

王家灣、古木樹(shù)灣兩礦段平均傾角沿用2004年檢測(cè)報(bào)告數(shù)據(jù)。

4.4 塊段斜面積

水平投影地質(zhì)塊段法：在礦體資源儲(chǔ)量估算水平投影圖上用計(jì)算機(jī)求得塊段投影面積，除以礦段礦層平均傾角的余弦值而求得塊段的斜面積。

垂直縱投影地質(zhì)塊段法：垂直縱投影面積上用計(jì)算機(jī)求得塊段投影面積，除以礦層平均傾角的正弦值而求得塊段的斜面積。

垂直縱投影地質(zhì)塊段法求得的塊度體積數(shù)據(jù)直接表示在垂直縱投影塊度中，若檢測(cè)中組成該塊段的工程數(shù)據(jù)無(wú)變化，則直接參與資源儲(chǔ)量估算；若該塊段在檢測(cè)工作中工程點(diǎn)增加且數(shù)據(jù)有變化者，或該塊段在檢測(cè)工作中有分割子塊段者，則在投影圖上用計(jì)算機(jī)測(cè)量塊段投影面積，用面積分割法求出新的子塊段面積，參與資源儲(chǔ)量估算。

4.5 體積

塊段體積為塊段斜面積（S），乘以塊段平均厚度（L）求得。

4.6 礦石平均體重

六合灣礦段沿用2004年檢測(cè)報(bào)告數(shù)據(jù)4.12t/m3，作為資源儲(chǔ)量計(jì)算的平均體重值。王家灣、古木樹(shù)灣礦段采用六合灣礦段礦石體重值計(jì)算。

5 結(jié)語(yǔ)

礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量估算中控制程度劃分難度較大，在實(shí)際控制程度劃分過(guò)程中，要依據(jù)礦產(chǎn)資源具體情況，選擇具有針對(duì)性措施開(kāi)展工作，從而為礦產(chǎn)資源開(kāi)采工作的順利進(jìn)行提供支持，促進(jìn)我國(guó)礦產(chǎn)行業(yè)健康發(fā)展[6]。