礦業軟件在礦產儲量評價中的應用

云南省地質技術信息中心 云南省昆明市 650051

摘要：礦產儲量評價是礦產資源合理開發和使用的基礎。隨著科技的發展，目前在礦產儲量評價方面出現了一些礦業軟件。本文從礦床地質建模、品位估計、儲量估算、儲量分級等幾個方面探討了礦業軟件在礦產儲量評價中的應用。

關鍵詞：礦業軟件；礦產儲量評價；應用

隨著科技的發展和計算機技術的進步，目前，在礦產儲量評價中逐漸出現了一種礦業軟件，并且在國外的礦產儲量評價中應用廣泛。我國礦業軟件的應用開始的時間比較晚，但是通過引進國外的先進礦業軟件應用在礦產儲量評價中，對礦產資源的合理評估，對適應市場經濟的發展具有重要的意義。

一、礦床建模

礦床建模是礦業軟件的基本應用之一，通常情況下，在礦床建模方面主要有以下幾種方法。

第一，地段構模法。地段構模法是一種比較傳統的地學構模法，就是將整個建立模型的立方空間進行分割，將其分割成三維立方網格，這個三維立方網格的形狀是不規則的，分割之后的空間就會成為塊段。計算機中存儲有每個塊段的地址，并且計算機中的地址和實際中的位置相對應。地段構模法的優點是在地質建模的過程中可以使用隱含定位技術，隱含定位技術的使用可以有效的節省存儲空間，有效的提高運算速度，但是在控制模擬地質邊界精確性和分割粒度之間存在一些矛盾。為了解決這些矛盾，可以通過使用VULCAN等軟件通過“細分塊”技術提高地質邊界的精確性[1]。

第二，實體構模法。實體構模法就是通過使用多邊形網格對地質體的邊界進行描述，同時使用傳統的地質模型對形體內部的質量分部和品位進行描述。

第三，線框構模法。線框構模法就是一種表面構模技術，就是將表面上的點通過直線將其連接起來，從而構成一系列的多邊形，然后將這些多邊形通過一定的形式進行拼接，以此來形成一個多邊形的網格，從而完成對地質邊界的模擬。線框構模法的特點是它對對象的表示能力在很大程度上取決于表示的復雜度。這這種方法的缺點是沒有辦法對地質體的內部進行描述。目前，線框構模法在巖石和礦體的建模方面的應用比較廣泛。

第四，斷面構模法。斷面構模法就是通過一系列的剖面圖或者平面圖對礦床進行描述，并且記錄描述信息。斷面構模法的特點就是將三維問題轉變為二維問題來解決，在地質描述方面具有很大的優勢。這種方法的缺點就是對礦床的表達不完整，在使用的過程中需要其他構模方法的配合。

第五，表面構模法。表面構模法就是根據礦床地質條件與礦化規律的差異性，在建模的時候使用不同的差值限制手段進行構模的方法。

二、品位估計，儲量估算

（一）傳統加權方法分析

礦塊品位估計數值的精度決定了儲量估算方法的好壞，決定品位估計精度的因素就是加權方法。傳統的估算地質儲量的加權方法有以下幾種，分別是：影像多邊法、距離冪次方反比法、距離反比法和最小二乘法，這些方法的共性就是把部分鉆孔品位當做一個塊段品位來進行研究。所以這些加權方法有一定的使用范圍，在礦體形狀簡單、品位變化小的礦床的研究中是適用的，但是在礦體形狀復雜、礦體品位分部不均的礦床的研究中是不適用的，會導致品位估計的偏差較大。在傳統的儲量估算方法中，有一個不足之處就是樣品加權方法的選擇不當。一般情況下，當選擇的樣品組的屏蔽效應顯著的時候，可以使用多邊形法來進行加權處理；當選擇的樣品組的屏蔽效應微弱的時候，可以使用距離反比法來進行加權處理；當選擇的樣品組不平穩的時候，可以使用最小二乘法來進行加權處理。所以，當礦床的分部特征不明確之前，很難對加權方法進行決定[2]。

（二）地質統計學的應用分析

地質統計學加權因子的計算基礎上是各個方向的變異函數的參數。地質統計學在使用的過程中對礦體形態空間的變化和品位空間變化進行了充分的考慮，使用偏差最小的統計方法對塊段品位和加權因子進行計算。目前，礦業軟件的品位估算方法除了上述一些估算方法之外，還有簡單克里格法、對數克里格法、泛克里格法等。但是，國內提交的礦床儲量一般都是使用傳統的方法進行估算的，所以在使用地質統計學對礦床儲量進行分析的時候，要和傳統的方法進行對比。如下表所示就是克里格法測量結果和其他測量方法測量結果的對比情況。如圖所示，使用礦業軟件進行測量的結果和傳統的測量結果相比，差異比較小。

同時，使用礦業軟件對礦產儲量進行測量，可以同時生成多個不同邊界品位的儲量結果，如圖所示：

使用傳統測量手法對礦產儲量進行測量的時候，對單一元素和多元素的邊界品位進行對比時的難度是比較大的，但是礦業軟件的使用很好的解決了這個問題。比如使用礦業軟件對某鉭鈮礦床進行品位估值，在進行三維建模之后發現，在200米以上的深度范圍內，含量0.01%的鉭克立格的邊界品位殼和含量是0.025%的邊界品位殼幾乎重疊。在200米以下的深度范圍內，0.025%的鉭克立格邊界品位殼要高于0.01%的邊界品位殼。

三、儲量分級

儲量分級是以地質的可靠性和經濟的可行性為基本準則的，在進行儲量分級的過程中，地質統計學是偏差最小的一種方法，不僅能估計出塊段的平均噸位和品位，同時還可以計算出克里格方差。使用地質統計學進行儲量分級，最關鍵的就是研究克里格方差。克里格方差可以通過以下公式來進行表示：

對克里格方差影響最大的因素主要有以下幾種，分別是：第一，礦化結構的變異性；第二，待估的塊段和樣品信息間的相對幾何關系；第三，待估塊段形狀、大小、樣品信息構型、樣品間排列和距離等[3]。估計的方差要有以下幾個方面的性質：

第一，信息樣品越多，待估塊段和信息樣品間的距離越小，或者待估塊段中有信息樣存在的時候，估計方差的值也就越小，所以根據估計方差能夠有效的對儲量分級的地質可靠程度進行區分。第二，待估塊段越大，估計方差越小，反之亦然。所以在進行地質統計學儲量分級的時候要對塊段的大小進行考慮。第三，勘測網的密度越大，估計方差的精度越高。第四，邊界品位越高，估計方差越大。

使用礦業軟件構建塊段模型，評估克里格法品位的時候，可以直接使用估計方差來進行儲量分級，或者將品位作為儲量分級的參數，將品位的相對方差作為分級依據，公式：R.V.=δ/（Z*）2.在這個公式中，R.V.是估計品位相對方差；Z*是克里格估計品位；δ是克里格估計方差。在這個評價方法中，R.V.和待估塊段大小、信息密度有關。對于體積相同的礦塊來說，如果信息的密度越大，獲取滿意估計誤差的可能性也就越大，所以使用R.V.對礦塊的可靠度進行評估是最常用的方式，R.V.取值的主要依據就是礦石的類型、勘測程度和地質特征。

比如利用礦業軟件對礦區的鉆孔網進行檢測的時候，可以刪除15%的鉆孔，然后可以使用完全相同的邊界、參數、鄰域來進行克里格品位估計，可以獲取整個區域322級別以上的資源儲量結果，然后將其和鉆孔前的數據進行對比，以此來對鉆孔網進行檢測和控制，從而獲取精確的礦產儲量數值。

結語：

礦產儲量的勘探對礦產資源的合理開發和使用具有重要的作用。隨著科技的發展，目前在礦產儲量勘探方面出現了一些礦業軟件。礦業軟件在礦產儲量勘探方面的使用可以從礦床地質建模、品位估計、儲量估算、儲量分級幾個方面來進行。礦業軟件在礦產儲量勘探中的應用可以提高礦產資源勘探的精確度，對礦產資源的開發和市場化具有重要的作用。

參考文獻：

[1]劉藝，黃德鏞.淺談我國礦業軟件的發展[J].礦冶，2012，（1）：77-79.

[2]國產三地曼礦業軟件通過國土資源儲量評審認證[J].中國礦業，2014，（5）：157-158.

[3]郭新珂.淺談礦業軟件在資源核查中的應用[J].銅業工程，2014，（2）：66-68.