孫浩展

（金誠信礦山工程設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100071）

針對(duì)傳統(tǒng)地質(zhì)塊段進(jìn)行礦區(qū)資源量估算非常重要，為了滿足這一要求，需要采用到DiMine 三維模型算法，運(yùn)用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)法與區(qū)域化變化理論進(jìn)行研究分析，了解礦體品位基本變化特征，確立最優(yōu)估值算法，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)礦區(qū)資源量的精確估算。

1 關(guān)于DiMine礦山數(shù)字化軟件系統(tǒng)

DiMine 是專業(yè)化的礦山數(shù)字化軟件系統(tǒng)，它采用到了八叉樹與硬盤虛擬內(nèi)存技術(shù)，支持超大塊段模型建立與顯示，它所采用的是先進(jìn)動(dòng)態(tài)次級(jí)分塊技術(shù)構(gòu)建礦體邊界最佳擬合技術(shù)體系。另外，它建立中長(zhǎng)期與短期采剝計(jì)劃，優(yōu)化快速編制，基于生產(chǎn)過程模擬技術(shù)內(nèi)容有效增加了礦山的地下礦生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃編制功能。另外，DiMine 軟件中也運(yùn)用到了AUTOCAD 繪圖技術(shù)和三維GIS 技術(shù)，可采用空間工作面方式提出真三維環(huán)境背景下的開采設(shè)計(jì)精度與效率評(píng)估方法，可支持單用戶、多用戶以及數(shù)據(jù)庫用戶3 種不同類型的用戶數(shù)據(jù)使用。在礦區(qū)資源量估算過程中，可采用到DiMine 軟件進(jìn)行計(jì)算，它可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的共享與同步，增強(qiáng)數(shù)據(jù)安全性，支持礦區(qū)鉆探、坑探、槽探等地質(zhì)數(shù)據(jù)快速導(dǎo)入與數(shù)據(jù)校驗(yàn)分析，它主要通過數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的添加、更新與刪除，優(yōu)化礦區(qū)資源量估算技術(shù)操作過程。總體來說，DiMine 工程軟件系統(tǒng)中是具有獨(dú)立功能的，它在參數(shù)化、可視化設(shè)計(jì)思想中融入了更多創(chuàng)新內(nèi)容，它的操作風(fēng)格類似于AUTOCAD 軟件，在設(shè)計(jì)完成后可自動(dòng)標(biāo)注、計(jì)算、生成相關(guān)內(nèi)容，針對(duì)控制點(diǎn)表與工程量表進(jìn)行最終的施工圖設(shè)計(jì)[1]。

2 基于DiMine軟件的B礦區(qū)鈾資源量估算應(yīng)用案例

2.1 B 礦區(qū)資源量估算概況

B 礦區(qū)主要開采鈾資源，但實(shí)際上我國(guó)鈾資源并不豐富，對(duì)外依賴程度相對(duì)較高（超過75%），存在資源供需嚴(yán)重矛盾。作為B 礦區(qū)礦山建設(shè)生產(chǎn)重要依據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鈾資源量的高效、精準(zhǔn)估算與控制非常重要。

B 礦區(qū)之前采用了傳統(tǒng)地質(zhì)塊段法，其所獲得的資源量穩(wěn)定且可靠，但難以滿足鈾資源開采需求。目前B 礦區(qū)改用DiMine 三維模型方法，配合區(qū)域化變量理論研究礦區(qū)內(nèi)礦體品位的變化特征，最終確定最優(yōu)估值算法，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)資源量的精確估算。

2.2 B 礦區(qū)資源量估算思路

B 礦區(qū)目前采用到了DiMine 三維模型算法，主要基于礦區(qū)內(nèi)不同塊段的資源量進(jìn)行分別估算，最終明確不同塊段資源量之和。利用DiMine 模型估算過程中首先在投影圖上劃分具體塊段，求解不同塊段的不同計(jì)算面積、平均品位、平均體重以及平均厚度，再參考不同塊段的平均體重與平均品位對(duì)礦山內(nèi)的礦石金屬量進(jìn)行估算分析，它的估算公式應(yīng)該如下：

在上述估算公式中，P 代表塊段中鈾資源的金屬量（t），c 代表了塊段平均品位（%），S、m、d 分別代表了塊段面積（m2）、塊段厚度（m）和礦石密度（t/m3）。結(jié)合上述估算思路可明確B 礦區(qū)對(duì)于鈾資源的估算參數(shù)，它其中就包含了鈾資源礦塊厚度、面積、密度、品位、礦體圈定原則以及方法[2]。

結(jié)合上述內(nèi)容明確B 礦區(qū)的鈾資源估算結(jié)果，其估算結(jié)果主要根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造、厚度、品位等等指標(biāo)進(jìn)行劃分計(jì)算，它將工業(yè)礦體劃分為數(shù)十個(gè)塊段，并對(duì)塊段資源量進(jìn)行計(jì)算，最終隨機(jī)選取塊段，配合平行斷面法驗(yàn)證獲得結(jié)果，其結(jié)果偏差在5%以內(nèi)。這就說明了該估算方法是比較可靠的，估算資源量也具有較高的可信度。

2.3 B 礦區(qū)資源量估算策略

B 礦區(qū)在鈾資源估算過程中采用到了DiMine 三維算法，它主要對(duì)礦山資源量進(jìn)行估算，構(gòu)建了符合B 礦區(qū)實(shí)際的地質(zhì)模型，建立了可視化、信息化、智能化技術(shù)體系，為后期B 礦區(qū)礦山設(shè)計(jì)與礦區(qū)現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)態(tài)化監(jiān)管管理提供有價(jià)值參考依據(jù)。

就目前來看，B 礦區(qū)主要對(duì)工業(yè)鈾資源礦體資源量進(jìn)行分析，例如鈾探明資源量的塊段數(shù)為10，其礦石量達(dá)到308082×103t，品位為0.172%，資源量達(dá)到500t，它占到B 礦區(qū)總量比例大約27.9%。另外還有控制資源量及推斷資源量。在此次鈾資源估算過程中就采用到了DiMine 軟件建立全新的礦體三維模型，并對(duì)所創(chuàng)建的模型實(shí)施資源量估算分析，在估算前按照一定的估算原則與方法進(jìn)行分析，建立礦體品位以及礦體圈定原則，結(jié)合原則方法對(duì)B 礦區(qū)的礦體品位、密度以及圈定原則進(jìn)行分析確定，完成資源量估算過程，相比于傳統(tǒng)地質(zhì)塊段法來說其資源量估算結(jié)果更加精準(zhǔn)到位[3]。

2.3.1 建立礦體模型

在建立礦體模型之前需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫。在這一數(shù)據(jù)庫中，鉆孔數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)庫重要基礎(chǔ)，它創(chuàng)建了基于DiMine 軟件的數(shù)據(jù)庫讀取機(jī)制，同時(shí)將數(shù)據(jù)庫中相關(guān)關(guān)聯(lián)信息內(nèi)容匯總分類存儲(chǔ)于大數(shù)據(jù)庫中。在B 礦區(qū)中，主要針對(duì)鉆孔的多類型信息進(jìn)行信息錄入，爭(zhēng)取做到第一手建立地質(zhì)鉆孔信息整理體系，滿足軟件圖標(biāo)設(shè)計(jì)內(nèi)容對(duì)資源內(nèi)容進(jìn)行校驗(yàn)，校驗(yàn)后的數(shù)據(jù)可用來映射鉆孔軌跡，深度分析鈾資源品位以及巖性空間分布信息內(nèi)容，最終生成鉆孔地質(zhì)數(shù)據(jù)庫內(nèi)容。

在建立礦體模型基礎(chǔ)之上，還要建立一個(gè)礦體三維模型，它主要用于錄入數(shù)據(jù)庫，基于一定指標(biāo)與編碼解譯原則來建立基于三維環(huán)境下的B 礦區(qū)礦體線圈體系，并將該體系融入到地質(zhì)數(shù)據(jù)庫中，再建立礦體平面共同約束模型。整個(gè)過程中就完全參考勘網(wǎng)度建立具有相同間距的平面圖，滿足礦體資源量估算控制，建立一線一面的礦體數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)關(guān)系體系，優(yōu)化資源量輪廓點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系體系。在礦體模型基礎(chǔ)建立與數(shù)據(jù)應(yīng)用方面，需要結(jié)合垂直縱投影圖對(duì)相應(yīng)資源量進(jìn)行分析，明確工程間距內(nèi)容。在礦體模型基礎(chǔ)建立完善后，需要基于單個(gè)礦體的三維模型創(chuàng)建礦體模型集，對(duì)創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫中所生成的礦體三維空間形態(tài)內(nèi)容進(jìn)行分析，對(duì)礦體模型集中的有效性進(jìn)行全面深度檢測(cè)[4]。

2.3.2 處理檢測(cè)樣品

要對(duì)檢測(cè)樣品內(nèi)容進(jìn)行處理，該過程中要規(guī)避無效樣品對(duì)資源量估算值等重要數(shù)據(jù)指標(biāo)產(chǎn)生負(fù)面影響。在B 礦區(qū)內(nèi)對(duì)其高品位樣品數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾處理。為此必須明確樣品數(shù)據(jù)參數(shù)，建立DiMine 塊段模型，對(duì)其中的參數(shù)估值進(jìn)行分析，保證不同參數(shù)的無偏估計(jì)量設(shè)計(jì)到位。在該過程中，也要確保樣品數(shù)據(jù)落入到相同載體上，對(duì)同一類參數(shù)中的地質(zhì)樣品品段長(zhǎng)度進(jìn)行分析。

2.3.3 創(chuàng)建鈾資源模型

B 礦區(qū)專門創(chuàng)建了鈾資源模型，展現(xiàn)礦體空間形態(tài)，分析其巖性分布內(nèi)容，建立礦體塊段模型計(jì)算分析體系，按照一定尺寸對(duì)礦體中的若干微小塊段進(jìn)行分析。在該過程中，根據(jù)估值方法以及參數(shù)操作內(nèi)容，對(duì)B 礦區(qū)所有礦段的礦塊鈾資源量進(jìn)行細(xì)致劃分與估算。其塊段模型內(nèi)部尺寸可設(shè)置為0.8m×0.8m×0.8m，構(gòu)建三維地質(zhì)體模型。考慮到鉆礦數(shù)據(jù)相對(duì)較少，需要利用距離冪次反比法進(jìn)行估值，設(shè)置礦體主軸與次軸，且保證兩軸之間比例為0.5，如此可創(chuàng)建鈾資源模型。

2.3.4 估算鈾資源量

B 礦區(qū)最后對(duì)鈾資源進(jìn)行了科學(xué)估算，主要是圍繞礦體模型分析礦體中的空間形態(tài)內(nèi)容，實(shí)施資源量估算過程。在該過程中，B 礦區(qū)首先利用DiMine 軟件中填充大量小塊體，配合距離冪次反比法對(duì)礦體模型中的空間品位插值內(nèi)容進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)B 礦區(qū)資源量的有效估算。在資源量估算過后，需要對(duì)傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)估算塊段模型實(shí)施資源量分級(jí)分類計(jì)算。這一算法相比于傳統(tǒng)地質(zhì)塊段方法更直觀，估算結(jié)果也更加理想。就以探明資源量級(jí)別鈾資源為例，采用DiMine 對(duì)體積為12000m3的鈾資源進(jìn)行估算，其U 品位為0.174%，U 金屬量為520t，計(jì)算誤差控制在3.72%范圍內(nèi)，U 品位誤差為-2.27%，U 金屬量誤差為12.87%，品位區(qū)間被控制在0.05%以內(nèi)，其礦體塊段模型為548001。在優(yōu)化礦體品位資源，實(shí)施資源估算過程中要建立動(dòng)態(tài)檢查體系，最大限度降低人為計(jì)算誤差[5]。

3 總結(jié)

在B 礦區(qū)采用DiMine 三維模型估算方法可有效提高針對(duì)該礦區(qū)中鈾資源量估算效率，使得估算量更加準(zhǔn)確。而且由于DiMine 適用范圍較廣，基于這一三維模型法可建立相對(duì)復(fù)雜的鈾資源礦體形態(tài)，確保B 礦區(qū)開采工程控制程度到位。建立地質(zhì)研究與分析體系，保證三維模型法所建立的DiMine 模型更加生動(dòng)直觀，最大限度客觀反映礦體的最真實(shí)、最佳空間形態(tài)。同時(shí)，它也能提高數(shù)據(jù)的二次利用效率，有利于成果交流解讀，為未來B 礦區(qū)乃至其它礦區(qū)資源量動(dòng)態(tài)監(jiān)管與科學(xué)化估算提供有價(jià)值參考依據(jù)。在未來的礦區(qū)開采工作中，還需要結(jié)合市場(chǎng)波動(dòng)對(duì)DiMine 軟件技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，快速確定滿足開采條件的資源分布情況。確保在采礦階段建立動(dòng)態(tài)監(jiān)管與最優(yōu)開采體系，保證B 礦區(qū)生產(chǎn)效益達(dá)到最大化。