三角網法在礦產資源儲量年度動態檢測中的應用

王 軍，胡文華，郭帥辰，王若男，孔圣盛

（華東冶金地質勘查局屯溪地質調查所，安徽 黃山 245000）

傳統地質工作方法是通過礦山年度測量、地質勘查等方式以斷面法和塊段法等計算年度開采儲量，提交文字報告及二維平面附圖數據[1]。三角網法是新時代以來一種新型土石方計算方法，在固體礦產資源儲量動態檢測過程中可以根據野外測量、鉆孔數據等直接計算年度開采儲量、反應開采位置等，并且可以形成三維礦體模型，直觀的反應礦山年度儲量動用位置和下年度計劃開采位置等。

1 三角網法計算原理及計算公式

1.1 計算原理

通過軟件將計算對象生成不規則三角網，使整個計算對象形成了由三角錐組成的集合，三角錐分兩種情況：一種是全挖方或全填方，另一種是既有挖方又有填方，然后根據數學公式將每個不規則三角錐的體積計算出來，所有三角錐體積之和即為計算區的挖方體積和填方體積[2]。計算結果的精確性跟三角網的大小精密相關，三角網面積越小，計算精度越高，反之則計算精度越小，但實際操作應用中需要根據地質勘查精度確定網格大小，若地質勘查精度與網格大小不一，則沒有實際意義。

1.2 計算公式

（1）全挖或全填的三棱柱形ABC-A1B1C1：將三棱柱分為C1-A1A2B2B1與A2B2C1-ABC兩部分進行計算獲得。

公式中：S1為三角形ABC的面積；

h1、h2、h3為開挖前地面與開挖后地面之間的高差。

（2）部分挖或部分填的三棱柱（圖1-3）：可分解為楔形體O1O2-B1C1CB和三棱錐A1-AO1O2兩部分，三棱錐A1-AO1O2體積計V1，楔形體O1O2-B1C1CB體積計V2。

公式中：S2為三角形BO1O2的面積；S3為三角形O2BC的面積；S4為三角形A1O1O2的面積；h1、h2、h3為開挖前地面與開挖后地面之間的高差。

2 三角網法計算結果轉換

三角網法計算結果有兩種，“-”表示挖方，“+”表示填方。當計算方法應用到礦產資源年度儲量檢測過程中后，“-”可以看作三角形年度動用資源量，“+”表示三角形內礦石或廢渣堆積量，這樣“-”的體積總和就是計算區內年度動用礦產資源總量，“+”表示本次勘查較上一次勘查測量后礦石或廢渣堆堆積變化情況，若想查看具體堆積位置可以生成三維模型后點擊著色進行查看。

3 三角網法應用到儲量年度檢測中的計算過程（以FastTFT13.0軟件為例）

總過程分三步，①資料收集及整理。②數據處理。③結果計算。

3.1 資料收集及整理

收集上一年度與本年度年底地質勘查資料，包括地形、地質、工程勘查等資料。例如需要查看某礦山2018年度儲量動態變化情況，需要收集截止2017年年底礦山提交的礦區地形地質圖和2018年年底礦山完成的礦區地形地質圖等工程勘探資料。

3.2 數據處理

（1）確定計算范圍。選擇三角網法→確定計算范圍→繪制區域→區域編號（選擇1并確定）→確定區域邊界方式（根據提示選擇計算范圍）→所選實體是否正確（選擇Y并確定）→是否劃分多個區塊（選擇N）。

（2）三角網剖分。三角網等分間距根據工程勘查和測量精度進行確定，網格間距過大，則會導致計算結果誤差較大，反之則沒有實際意義。具體操作步驟如下：選擇三角網法→自動布置三角網→在區域內任遠選一點（選擇指定區域，用鼠標點擊畫好的計算范圍）→確定等分間距（根據地質調查精度確定）。

3.3 儲量計算

在所有數據采集結束后鼠標點擊計算土方量，計算結果將直接顯示，也可以點擊土石方量統計表查各個計算區域和區塊的儲量。注：計算結果單位為立方米。

4 三角網法在某石料礦儲量年度檢測報告中的應用(以FastTFT13.0軟件為例)

4.1 項目概括

根據礦山2017年提交的儲量年度檢測報告：礦山累計查明花崗巖礦資源儲量65.86萬m3，保有資源儲量45.69萬m3，累計開采消耗資源儲量20萬m3。本次以已有的地形地質圖為基礎數據計算截止2018年年底礦山保有資源量和2018年年度開采消耗資源儲量等。

4.2 數據處理

（1）確定計算范圍。根據野外調查和已有地質勘查資料等可知該礦山無越界開采現象，礦體分布在整個礦區，礦體無夾石，礦區范圍與資源儲量估算范圍相同，因此本次以礦區范圍為計算范圍。

（2）三角網剖分。①利用軟件將收集的2017年年底地形地質圖進行網格剖分，網格間距設置為5m×5m。②利用軟件將收集的2018年底的地形地質圖進行網格剖分，網格間距設置為5m×5m。

（3）采集標高。選擇三角網法→采集自然標高（采集設計標高）→選擇區域（選擇全圖）→點取要采集標高的區塊（鼠標點擊已確定的計算區內部任意一塊）。

（4）儲量估算。點擊三角網法土石方量統計表（結果見圖1），可知礦區2018年年度動用資源儲量17.00萬立方米，則截止2018年年底礦區保有資源儲量=2018年年初保有資源儲量-2018年年度動用資源儲量=45.69萬立方米-17.00萬立方米=28.69萬立方米，礦山歷年累計開采消耗資源儲量=礦山累計查明資源儲量-礦山截止2018年年底保有資源儲量=65.86萬立方米-28.69萬立方米=37.17萬立方米。

圖1 土石方量統計結果表

5 結論

本文通過對三角網法的計算原理、計算公式和計算過程介紹，闡述了其計算方法應用到固體礦產資源儲量動態檢測中的優點及其可行性，并以陜西省寶雞市隴縣狼牙山建筑用花崗巖石料礦為例進行了估算。該計算方法應用到固體礦產資源儲量動態檢測中切實可行，計算結果與實際誤差小，但其估算方法要求地質勘查工作程度高，在室內資料整理時工作量大，若資料整理不仔細或野外調查精度不足將導致估算結果與實際結果將有一定誤差。