孙浩展
(金诚信矿山工程设计院有限公司,北京 100071)
针对传统地质块段进行矿区资源量估算非常重要,为了满足这一要求,需要采用到DiMine 三维模型算法,运用地质统计学法与区域化变化理论进行研究分析,了解矿体品位基本变化特征,确立最优估值算法,最终实现对矿区资源量的精确估算。
DiMine 是专业化的矿山数字化软件系统,它采用到了八叉树与硬盘虚拟内存技术,支持超大块段模型建立与显示,它所采用的是先进动态次级分块技术构建矿体边界最佳拟合技术体系。另外,它建立中长期与短期采剥计划,优化快速编制,基于生产过程模拟技术内容有效增加了矿山的地下矿生产进度计划编制功能。另外,DiMine 软件中也运用到了AUTOCAD 绘图技术和三维GIS 技术,可采用空间工作面方式提出真三维环境背景下的开采设计精度与效率评估方法,可支持单用户、多用户以及数据库用户3 种不同类型的用户数据使用。在矿区资源量估算过程中,可采用到DiMine 软件进行计算,它可实现对数据的共享与同步,增强数据安全性,支持矿区钻探、坑探、槽探等地质数据快速导入与数据校验分析,它主要通过数据库实现对数据的添加、更新与删除,优化矿区资源量估算技术操作过程。总体来说,DiMine 工程软件系统中是具有独立功能的,它在参数化、可视化设计思想中融入了更多创新内容,它的操作风格类似于AUTOCAD 软件,在设计完成后可自动标注、计算、生成相关内容,针对控制点表与工程量表进行最终的施工图设计[1]。
B 矿区主要开采铀资源,但实际上我国铀资源并不丰富,对外依赖程度相对较高(超过75%),存在资源供需严重矛盾。作为B 矿区矿山建设生产重要依据,实现对铀资源量的高效、精准估算与控制非常重要。
B 矿区之前采用了传统地质块段法,其所获得的资源量稳定且可靠,但难以满足铀资源开采需求。目前B 矿区改用DiMine 三维模型方法,配合区域化变量理论研究矿区内矿体品位的变化特征,最终确定最优估值算法,进而实现对资源量的精确估算。
B 矿区目前采用到了DiMine 三维模型算法,主要基于矿区内不同块段的资源量进行分别估算,最终明确不同块段资源量之和。利用DiMine 模型估算过程中首先在投影图上划分具体块段,求解不同块段的不同计算面积、平均品位、平均体重以及平均厚度,再参考不同块段的平均体重与平均品位对矿山内的矿石金属量进行估算分析,它的估算公式应该如下:
在上述估算公式中,P 代表块段中铀资源的金属量(t),c 代表了块段平均品位(%),S、m、d 分别代表了块段面积(m2)、块段厚度(m)和矿石密度(t/m³)。结合上述估算思路可明确B 矿区对于铀资源的估算参数,它其中就包含了铀资源矿块厚度、面积、密度、品位、矿体圈定原则以及方法[2]。
结合上述内容明确B 矿区的铀资源估算结果,其估算结果主要根据地质构造、厚度、品位等等指标进行划分计算,它将工业矿体划分为数十个块段,并对块段资源量进行计算,最终随机选取块段,配合平行断面法验证获得结果,其结果偏差在5%以内。这就说明了该估算方法是比较可靠的,估算资源量也具有较高的可信度。
B 矿区在铀资源估算过程中采用到了DiMine 三维算法,它主要对矿山资源量进行估算,构建了符合B 矿区实际的地质模型,建立了可视化、信息化、智能化技术体系,为后期B 矿区矿山设计与矿区现场的动态化监管管理提供有价值参考依据。
就目前来看,B 矿区主要对工业铀资源矿体资源量进行分析,例如铀探明资源量的块段数为10,其矿石量达到308082×103t,品位为0.172%,资源量达到500t,它占到B 矿区总量比例大约27.9%。另外还有控制资源量及推断资源量。在此次铀资源估算过程中就采用到了DiMine 软件建立全新的矿体三维模型,并对所创建的模型实施资源量估算分析,在估算前按照一定的估算原则与方法进行分析,建立矿体品位以及矿体圈定原则,结合原则方法对B 矿区的矿体品位、密度以及圈定原则进行分析确定,完成资源量估算过程,相比于传统地质块段法来说其资源量估算结果更加精准到位[3]。
2.3.1 建立矿体模型
在建立矿体模型之前需要创建一个基于大数据技术的地质数据库。在这一数据库中,钻孔数据是数据库重要基础,它创建了基于DiMine 软件的数据库读取机制,同时将数据库中相关关联信息内容汇总分类存储于大数据库中。在B 矿区中,主要针对钻孔的多类型信息进行信息录入,争取做到第一手建立地质钻孔信息整理体系,满足软件图标设计内容对资源内容进行校验,校验后的数据可用来映射钻孔轨迹,深度分析铀资源品位以及岩性空间分布信息内容,最终生成钻孔地质数据库内容。
在建立矿体模型基础之上,还要建立一个矿体三维模型,它主要用于录入数据库,基于一定指标与编码解译原则来建立基于三维环境下的B 矿区矿体线圈体系,并将该体系融入到地质数据库中,再建立矿体平面共同约束模型。整个过程中就完全参考勘网度建立具有相同间距的平面图,满足矿体资源量估算控制,建立一线一面的矿体数据与对应关系体系,优化资源量轮廓点对应关系体系。在矿体模型基础建立与数据应用方面,需要结合垂直纵投影图对相应资源量进行分析,明确工程间距内容。在矿体模型基础建立完善后,需要基于单个矿体的三维模型创建矿体模型集,对创建数据库中所生成的矿体三维空间形态内容进行分析,对矿体模型集中的有效性进行全面深度检测[4]。
2.3.2 处理检测样品
要对检测样品内容进行处理,该过程中要规避无效样品对资源量估算值等重要数据指标产生负面影响。在B 矿区内对其高品位样品数据进行过滤处理。为此必须明确样品数据参数,建立DiMine 块段模型,对其中的参数估值进行分析,保证不同参数的无偏估计量设计到位。在该过程中,也要确保样品数据落入到相同载体上,对同一类参数中的地质样品品段长度进行分析。
2.3.3 创建铀资源模型
B 矿区专门创建了铀资源模型,展现矿体空间形态,分析其岩性分布内容,建立矿体块段模型计算分析体系,按照一定尺寸对矿体中的若干微小块段进行分析。在该过程中,根据估值方法以及参数操作内容,对B 矿区所有矿段的矿块铀资源量进行细致划分与估算。其块段模型内部尺寸可设置为0.8m×0.8m×0.8m,构建三维地质体模型。考虑到钻矿数据相对较少,需要利用距离幂次反比法进行估值,设置矿体主轴与次轴,且保证两轴之间比例为0.5,如此可创建铀资源模型。
2.3.4 估算铀资源量
B 矿区最后对铀资源进行了科学估算,主要是围绕矿体模型分析矿体中的空间形态内容,实施资源量估算过程。在该过程中,B 矿区首先利用DiMine 软件中填充大量小块体,配合距离幂次反比法对矿体模型中的空间品位插值内容进行分析,实现对B 矿区资源量的有效估算。在资源量估算过后,需要对传统统计估算块段模型实施资源量分级分类计算。这一算法相比于传统地质块段方法更直观,估算结果也更加理想。就以探明资源量级别铀资源为例,采用DiMine 对体积为12000m³的铀资源进行估算,其U 品位为0.174%,U 金属量为520t,计算误差控制在3.72%范围内,U 品位误差为-2.27%,U 金属量误差为12.87%,品位区间被控制在0.05%以内,其矿体块段模型为548001。在优化矿体品位资源,实施资源估算过程中要建立动态检查体系,最大限度降低人为计算误差[5]。
在B 矿区采用DiMine 三维模型估算方法可有效提高针对该矿区中铀资源量估算效率,使得估算量更加准确。而且由于DiMine 适用范围较广,基于这一三维模型法可建立相对复杂的铀资源矿体形态,确保B 矿区开采工程控制程度到位。建立地质研究与分析体系,保证三维模型法所建立的DiMine 模型更加生动直观,最大限度客观反映矿体的最真实、最佳空间形态。同时,它也能提高数据的二次利用效率,有利于成果交流解读,为未来B 矿区乃至其它矿区资源量动态监管与科学化估算提供有价值参考依据。在未来的矿区开采工作中,还需要结合市场波动对DiMine 软件技术内容进行调整,快速确定满足开采条件的资源分布情况。确保在采矿阶段建立动态监管与最优开采体系,保证B 矿区生产效益达到最大化。