武山铜矿Dimine三维地质矿体模型的构建与应用

（江西铜业集团武山铜矿，江西 瑞昌 332204）

1 武山铜矿简介

DIMINE数字采矿软件平台在江铜集团下属各个矿山已进行了全面推广，武山铜矿2018年引入DIMINE软件，通过软件来辅助工作，开展了建模、储量计算、生产设计等一系列工作。在地质建模过程中。

武山矿区属大型铜、硫矿床，伴生有益组份有金、银、硒、碲、镓、钼、铅、锌、铊等。铜金属量137万吨，硫量1226万吨，由南、北两个矿带124个矿体组成，其中主矿体有8个，占全区资源储量的96%，全区铜平均品位为1.17%。

据矿体控制因素及空间展布特征，将该矿床以栖霞组地层上限为界划分南、北两个矿带。北矿带位于矿区北部，受层间断裂带控制的一组矿体；南矿带位于矿区南部，受岩体与围岩接触带及岩体内围岩残留体控制的一组矿体。矿体构成复杂，北部矿体矿岩类型主要为含铜矽卡岩、含铜白云岩、含铜大理岩、单硫等类型。南部为环火山口环形矿带，主要为含铜矽卡岩。矿体依次按矿体编号、工业-低品级、矿岩类型进行了多次内部区域划分，且不同品位、矿石类型对应不同的体重值，在地质储量计算、地质成图工作中使用传统方法较复杂。本文就DIMINE软件在建模工作中遇到的重难点部分进行论述和分析。

2 钻孔数据库

2.1 数据来源及导入

地勘钻孔数据库数据来源分为三部分：①ACCESS地勘数据库，已形成表格，可直接复制使用；②MapGis格式的深部勘探、详查钻孔柱状图，需要从图中提取钻孔开口位置、勘探线号、样品、岩性等数据；③巷道编录取样数据，此部分数据只在地勘剖面图中存在，无具体详细信息，需用DIMINE软件提供的“单孔录入”功能识别提取。

将数据来源①、②中的数据按照开口、测斜、样品、岩性四个表格录入，导入DIMINE软件。

表1 钻孔数据库表

其中①开口表添加的勘探线号、矿区为后期特意添加，方便进行数据库的查找过滤；②“工程类型”列为DIMINE软件“单孔录入”功能录入线条轨迹识别标识，必须提前添加。

2.2 钻孔数据逻辑校验与创建

钻孔数据库经过DIMINE逻辑校验，提示113个错误。其中99个为钻孔缺少样品或岩性信息，此类情况因资料丢失或未取样等原因，确定无法补充；14个为测斜信息缺失或样品超过孔深提示，依据剖面图或逻辑关系进行了修正。修改后再次校验无错误提示，形成钻孔数据库。

2.3 钻孔数据库与剖面图的校验

建立的钻孔数据库在DIMINE中同时打开钻孔数据库和剖面图进行对比检查，核实。

（1）钻孔数据库位置、方位角、倾角与剖面图是否有差异。

（2）剖面图或钻孔数据库是否有缺失。经过检查后，存在①很多钻孔原始数据测斜和剖面图不一致；②部分巷道编录数据未形成钻孔的情况；③开口位置错动距离较大等问题，逐一按剖面图修改。

2.4 单孔录入

地勘剖面图中有编录信息参与矿体圈定，但此类样品信息并未形成表格，需通过“单孔录入”补充入钻孔数据库。

“单孔录入”功能是通过拾取平剖面图线位置信息录入形成三维钻孔，在下部窗口中手动输入样品及岩性信息，此功能方便快捷，如图1。

图1 单孔录入

2.5 钻孔投影

在做地勘剖面矿体边界三维解译时，CK357、ZK1159、ZK1515、ZK2014、ZK2015、ZK4042、CK4040、ZK10511、CK1055九个钻孔底部偏离本勘探线距离过大，影响剖面三维解译，需将这些钻孔进行投影到勘探线处理，投影后进行替换。

图2 钻孔偏斜过大

图3 钻孔投影前后图

3 矿体模型

3.1 剖面三维解译

地勘矿体模型是依据剖面矿体边界建立，后期涉及到使用实体过滤钻孔估值，但矿体边界位于投影剖面，钻孔受测斜控制大部分偏离剖面，为保证钻孔过滤的准确性，需将剖面上的矿体边界线顶点挪动到钻孔对应空间位置，使得建立的实体准确包含钻孔见矿段。另外，根据矿体模型分编号、分矿石类型建模要求，从地质勘探剖面图中根据矿体编号、矿石类型重新圈定矿体边界，同时此矿体边界线顶点必须搭接到钻孔数据库对应样段顶点上，形成新边界作为矿体建模的基础线数据。

图4 剖面依据钻孔分矿岩类型解译图

3.2 共面型矿床的建模

此部分建模与传统的剖面连线框建模不同，建模难度更加复杂。同编号矿体根据岩性和品位分成了不同的矿石类型、高低品位矿体区域，在圈连相邻剖面矿体时，应从整体考虑出发连成一连续的矿体，即模型的连接考虑不同矿石类型的共面情况。

将各个剖面的各矿石类型矿体最大外围轮廓线，用软件的常用建模方法，剖面线框法建立面，面合并后形成实体，单工程矿体或独立小矿体可用线圈连线框及线框外推等建模。

图5 共面型矿床的两剖面矿体模型

3.3 南北矿区交叉部分模型修整

南、北矿地质勘探剖面图由南北钻孔分别圈矿，在剖面中钻孔参与圈矿只属于一个区，做实体模型时也是按照南北勘探线分区建模。但在三维空间中，地质勘探剖面矿体边界相互间存在着交叉、偏离、重复区域，南北矿体相互矛盾的情况，需对南北矿体重合区域进行修改。

3.3.1 南、北剖面线矛盾修改

矿体模型的合并修改一般是将钻孔数据库进行风格显示后，依据显示结果来重新圈定、修改剖面，以达到通过改变的边界来修改模型。

南北矿区同一钻孔圈定的边界不一致的情况下，以矿体所在区域的边界为准，调整另一区域边界。如下图中的南部矿体，红色为北部剖面圈定的边界，黑色为南部边界，考虑此矿体为南部矿体，将调整红色线搭接到黑色线上。

图6 南北边界矛盾位置修改前

图7 南北边界矛盾位置修改后

3.3.2 参考组合矿段修改

当遇到钻孔多而杂乱无法进行区分，影响视觉时，可通过提取某一剖面的钻孔进行矿段组合以达到参考矿段顶点来修改实体顶点或实体边的目的。

如矿体1Cu1主体属于北区，以北区矿体为基础，对修改区域的南部钻孔进行“矿段提取”，依据提取的线修改矿体模型。此方法可通过调节主矿体实体顶点位置、增加实体面顶点套入次要圈矿位置等方法来实现模型的修改。建立好的武山铜矿矿体模型如图9所示。

图8 剖面1Cu1矿段提取

图9 地勘矿体模型

4 储量计算

4.1 估值参数

依据DIMINE软件估值流程，对钻孔数据库进行过滤后进行统计分析，因元素不符合正态分布，确定其不适用普通克里格，选用距离幂估值的方法。样品的样长平均值为1.57m，组合样长取1.5m对钻孔数据库进行样长组合。

单元块尺寸根据勘探线间距、开采段高及矿体形态的复杂程度来确定，通常应使勘探线距、开采段高为块大小的整数倍。武山铜矿地勘模型北部勘探线间距50m，块段模型基础块尺寸都定义为10＊10＊5m。

地勘南部矿区为环火山口圆形矿体走向，根据矿体基本走向和矿体连接情况，建立了包括北部在内的6个方向的椭球体分别参与估值。

图10 南部分区域估值

4.2 模型块段赋值

DIMINE软件提供了其独有的“块段赋值”功能，根据建模要求已建立分矿石类型图层，先将矿体模型文件通过要素类管理添加体重、矿体编号、矿石类型等属性，框选矿体，在实体属性内写入体重值，选中所有已赋体重矿体模型，通过“模型块段赋值”将体重属性值转移复制到块段模型内。对于内夹不同矿石类型、夹石，此部分模型需进行二次选择进行赋值覆盖更新。

以块段模型为基础，矿体为约束条件，对铜矿模型的铜、硫、铅锌储量进行了统计，将统计结果与地质勘探报告进行了对比。从对比结果中可以看到，通过地质统计学计算的量和传统几何算法在储量上相差不大，品位存在有一定差距，但总体上吻合。这些误差主要存在于：①相邻剖面两矿体高程相差高度达百米，传统地质只要符合勘探网度即计算成连接矿体，但三维模型不能这样做，需做成不连接矿体；②南、北相交区域三维模型进行了修改；③传统手工做表输入数据错误。

5 结论

依托DIMINE三维数字采矿软件系统平台整合各类型的基础数据建立了钻孔数据库、分类型矿体模型、品位块段模型，通过建模检查出了原来工作中存在的一些问题，加深了对地勘矿体的理解、认识，弥补了传统储量计算的不足。后期以模型为基础，将深入地质日常技术工作中进行应用，开展出图、储量管理、出矿品位预测等工作，并在测量、采矿中推广应用，通过软件的使用辅助技术人员进行技术管理，以达到科学设计、降本增效的目的。