等高线断面法在露天矿床储量计算中的应用

罗玉林 石建喜

摘要：本文通过一个实例对勘探线平行断面法和等高线断面法的储量计算结果进行了对比：①等高线断面法储量计算结果的唯一性。②在实例中，等高线断面法储量计算精度相对与勘探线平行断面法高16%左右。露天矿床在我国矿业开采中占比极高，一种精确储量计算方法对矿权出让、交易及国土资源部门对矿产资源监管有着重大意义。

关键词：等高线断面法；露天矿床；储量计算方法

一、 引言

在露天矿床储量计算中一般都采用勘探线平行断面法，其次水平投影法。在勘探线平行断面法中勘探间距是确定的，而勘探线的位置不同，矿床储量计算结果则不同。至于哪个结果更接近实际储量？恐怕就得n个储量计算结果平均一下了。

利用水平投影法计算储量，块段厚度是几个控制工程厚度的平均值。块段厚度统计个数的多少对储量计算结果影响极大，而增加块段厚度统计个数即意味着增加勘探工程。

上述两种方法均要求勘探工程足够多，人为因素能够左右储量计算结果。而等高线断面法能够避免上述两种储量计算方法的缺陷。由于《矿产勘查学（第三版）》（地质出版社）及《矿产勘查理论与方法》（中国地质大学出版社）两种教材都没有论及，因此这种方法很少用于储量计算，下面是这种方法的介绍和计算实例，供同行们参考。

二、 方法

等高线断面法多用于尾矿库库容及剥土、填方土方的计算。这种方法首先计算各等高线范围内的面积，面积的计算方法很多，有图解法、解析法、球积仪求面积法等，而在CAD程序或MAPGIS程序上圈算面积最为简便。求出面积后，再以等高距相乘求出每一等高线层的体积，将各层体积相加，即得总的体积。如图1。

图1

在矿体储量计算中，设S0、S1、S2、S3为各等高线范围内的面积，h为等高距，V01、V12、V23为各等高线层的体积，Vk为上层等高线以上部分的体积，hk为上层等高线至山顶的高度，则：

将上式相加则为总体积V：

三、 实例

下面为××县××镇××大理岩矿等高线断面法和勘探线平行断面法储量计算对比实例。

图2 矿区地形地质图

矿区开采范围1402m―1220m，利用等高线断面法估算矿区（332）类矿石量计算如下：

V =V1 +V2+…+V18

= h/3[（S1+S2+ ）+ （S2+S3+ ）+（S3+S4+ ）]+h/2[S4+2（S5+S6+S7+S8+S9+S10+S11+S12+S13+S14+S15+S16+S17+S18）+S19]

=6903912.93（m3）

公式中断面面积为各等高线与同水平矿体边界所圈面积。其中S1 、S2 、S3 、S4面积差相对大于40%，用V=h*（S1+S2+ ）/3；其余面积差小于40%，用V=h*（S1+S2）/2。h为等高距，取10m，共估算（332）类矿石量690.39万m3。

勘探线平行断面法是用V=h*（S1+S2）/2公式进行计算，公式中的面积为3条勘探线剖面上矿体面积，共估算（332）类矿石量798.13万m3。

四、 讨论

1. 由于地表地形地貌是不变的，用等高线断面法进行储量计算，结果是唯一的。计算结果的唯一性，对矿权出让、交易及资源税征收可以做到公平合理。实例章节中对等高线断面法和勘探线平行断面法两种储量计算方法的结果进行了对比，两种储量计算方法结果相差107.74万m3。在××縣××镇××大理岩矿储量计算中，使用等高线断面法可以把计算精度提高16%左右。不过，等高线断面法储量计算是以地形地质图为基础图件的，精准的地形、地质测量是非常必要的。

2. 在上述实例中储量计算似乎与勘探网度、勘探线无关，其实不然，××县××镇××大理岩矿体是由三个探槽及下部民采区控制的厚大矿体，储量类别均为（332），不需要分类别计算。矿体如需分类别进行计算，可利用等高线与同水平的勘探线、矿体边界、推测矿体边界、采空区边界等相关线段的连接，可进行（111b）、（332）、（333）等储量类别地计算。

3. 等高距的选择决定储量计算的精度。勘查实施方案阶段，等高距取20～25m，所估算的预获储量，足以对矿床作出概略经济评价。编制资源储量报告时，等高距取10m，一方面各等高线所圈面积相对差基本上可以小于40%，精度较高。二是能与采矿10m左右台阶高度相结合，便于储量动态监测。当然，视情况需要，等高距可以取2m，储量计算精度更高。

4. 等高线断面储量计算法对矿体宽度、长度（均大于50m）要求较高，适用于中、大型露天矿。我国露天矿床在矿业开采中占比极高，石材、石料、煤、铝土、铁等矿床均可应用高线断面法进行储量计算，等高线断面法适用面较广。

作者简介：罗玉林，1969年9月出生，工程师，从事地质工作。