摘要:按切割面為直面和折面對(duì)平行斷面法計(jì)算儲(chǔ)量中塊段分割時(shí)可能出現(xiàn)的情況進(jìn)行分類及討論,將棱柱體和截椎體塊段各劃分出7種情況討論,并分析總體積變化情況,為以后利用平行斷面法計(jì)算儲(chǔ)量時(shí)塊段分割提供一種新的思路。
關(guān)鍵詞:平行斷面法;儲(chǔ)量;分割
用平行斷面法計(jì)算儲(chǔ)量時(shí)有時(shí)需要進(jìn)行塊段的分割,但分割處面積未知。以往地質(zhì)工作者僅依據(jù)分割位置與兩勘探線的距離,簡(jiǎn)單根據(jù)距離比例關(guān)系推出分割處面積;還有做輔助剖面。前人的思路清晰,但是分割前后體積變化較大,致使資源量變化較大。尋找一種合理的算法使分割前后體積變化較小是我們每位地質(zhì)工作者所關(guān)心的問(wèn)題。
一、體積計(jì)算公式
(1)當(dāng)兩勘探線剖面中礦體形狀相似,面積差不超過(guò)40%時(shí)采用棱柱體公式[1]:
(2)兩個(gè)截面形狀大致相似,兩者的面積差大于40%時(shí)采用截椎體公式計(jì)算[1]:
V為礦體體積,S1、S2為礦體兩側(cè)面積,L為礦體間距。
二、棱柱體的分割
切割面平行勘探線剖面時(shí):
式中:V為被分割礦體的體積,S1為Ⅰ礦體一側(cè)面積,S2為Ⅱ礦體一側(cè)面積,S為輔助面面積,L1為Ⅰ礦體間距;L2為Ⅱ礦體間距。
(1)切割面為垂直水平面的直面:a、水平左右切割(圖1(a)),輔助剖面與切割面重合,在平面圖上量取L1和L2,計(jì)算出輔助面面積、Ⅰ和Ⅱ礦體的體積,總體積沒(méi)有變化。b、左右斜向切割(圖1(b)),過(guò)礦體與分割面的交線做平行剖面的兩個(gè)輔助面,兩輔助面分別將Ⅰ和Ⅱ礦體分割成一個(gè)棱柱體和楔形,代入公式求得Ⅰ和Ⅱ礦體體積,總體積未變化。c、斜向切割一角(圖1(c)),過(guò)交線做平行剖面的輔助剖面,Ⅰ礦體的體積為棱柱體和棱柱體(或截椎體)的體積和,Ⅱ礦體的體積為楔形的體積,代入公式求得Ⅰ和Ⅱ礦體體積。如果Ⅰ礦體被分割成棱柱體和截椎體,由于計(jì)算公式變化使總體積變小,否則不變。d、上下切割(圖1(d)),量取勘探線剖面上分割后礦體的面積按公式計(jì)算即可,如若切割后出現(xiàn)截椎體,則總體積變小,否則不變。
(2)切割面為垂直水平面的折面:a、左右切割(圖1(e)),過(guò)礦體與分割面的兩個(gè)交線及折面轉(zhuǎn)折端分別做三個(gè)輔助面,輔助剖面被分割時(shí)水平面上線段長(zhǎng)度比即為面積比,求Ⅰ和Ⅱ礦體的體積。其中Ⅰ礦體被分割成一個(gè)棱柱體和兩個(gè)楔形,體積未變化,Ⅱ礦體被分割成兩個(gè)棱柱體和一個(gè)楔形或一個(gè)棱柱體、一個(gè)截椎體和一個(gè)楔形,如果Ⅱ礦體中出現(xiàn)截椎體,則總體積變小,否則不變。b、切割一角(圖1(f)),過(guò)交線及轉(zhuǎn)折端做平行勘探線剖面的輔助剖面,求對(duì)應(yīng)輔助面面積,若Ⅰ和Ⅱ礦體分割后出現(xiàn)截椎體,則總體積變小,否則不變。c、上下切割(圖1(g)),過(guò)轉(zhuǎn)折端做平行勘探線剖面的輔助剖面,求對(duì)應(yīng)子輔助面面積、Ⅰ和Ⅱ礦體體積。若Ⅰ和Ⅱ礦體分割后出現(xiàn)截椎體,總體積變小,否則不變。
三、截椎體的分割
切割面平行勘探線剖面分割成兩個(gè)截椎體時(shí)有:
兩個(gè)棱柱體時(shí)有:
一個(gè)截椎體和一個(gè)棱柱體時(shí)有:
或
采用何種計(jì)算公式可以在excel設(shè)置條件確定,進(jìn)而計(jì)算輔助剖面面積。(1)切割面為垂直水平面的直面:a、水平左右切割(圖2(a)),輔助面與切割面重合,此時(shí)分割后可能存在兩個(gè)截椎體、兩個(gè)棱柱體、一個(gè)截椎體和一個(gè)棱柱體三中情況。利用計(jì)算公式求輔助面面積、Ⅰ和Ⅱ礦體的體積,總體積未變化。b、左右斜向切割(圖2(b)),做兩個(gè)輔助面,求得Ⅰ和Ⅱ礦體內(nèi)部輔助面的面積、Ⅰ和Ⅱ礦體的體積。當(dāng)兩個(gè)輔助面間為棱柱體時(shí)總體積不變,否則總體積變大。c、斜向切割一角(圖2(c)),求輔助面面積、Ⅰ和Ⅱ礦體的體積,由于楔形出現(xiàn)總體積變大。d、上下切割(圖2(d)),量取勘探線上分割后礦體的面積,計(jì)算Ⅰ和Ⅱ礦體的體積。分割后可能存在一個(gè)棱柱體和一個(gè)截椎體,或者兩個(gè)截椎體的情況,若出現(xiàn)棱柱體總體積變大,否則不變。(2)切割面為垂直水平面的折面:a、左右切割(圖2(e)),逐次求得三個(gè)輔助面面積、子輔助面的面積、Ⅰ和Ⅱ礦體的體積。其中Ⅰ礦體被分割成一個(gè)棱柱體(或截椎體)和兩個(gè)楔形,Ⅱ礦體被分割出楔形,總體積變大。b、切割一角(圖2(f)),求得兩輔助面面積、Ⅰ和Ⅱ礦體的體積。Ⅱ礦體分割后出現(xiàn)楔形,總體積變大。c、上下切割(圖2(g)),求得對(duì)應(yīng)子輔助面面積、Ⅰ和Ⅱ礦體體積。若Ⅰ和Ⅱ礦體分割后出現(xiàn)棱柱體,總體積變大,否則不變。
四、結(jié)論
本文按照切割面為直面和折面對(duì)傳統(tǒng)平行斷面法計(jì)算儲(chǔ)量中棱柱體和截椎體塊段切割過(guò)程中可能出現(xiàn)的7種情況進(jìn)行討論,并分析計(jì)算過(guò)程中總體積變化情況,雖然由于計(jì)算公式的變化分割前后總體積存在一定的變化,但實(shí)際中發(fā)現(xiàn)體積變化很小。
(作者單位:黑龍江省第六地質(zhì)勘察院)
作者簡(jiǎn)介:師曉林(1990~),男,碩士研究生,地質(zhì)助理工程師,研究方向?yàn)榈V產(chǎn)勘查。
參考文獻(xiàn)
[1]侯德義.找礦勘探地質(zhì)學(xué)[M].北京:地質(zhì)出版社.1984.