Surpac軟件在寶山鐵礦的應用研究

魏文強

【摘 要】本文根據寶山鐵礦歷年地質資料，應用Surpac軟件建立礦山地質數據庫和三維模型，進行儲量計算。結果表明，采用Surpac軟件所建模型可靠，計算結果準確。通過對寶山鐵礦Surpac軟件應用研究，解決鐵礦三維建模中出現的一系列問題，在此基礎上，總結經驗，為今后在礦山應用打下理論和實踐基礎。

【關鍵詞】寶山鐵礦;地質數據庫;三維建模;應用

中圖分類號： F426.1文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）18-0189-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.18.089

0 前言

1）立項背景

礦床三維模型是“數字化礦山”的基礎，也是其核心內容之一。礦床的空間三維實體模型和塊體模型的建立，為寶山礦床的研究提供了一個新的平臺，它改變了傳統的平面思維方式，讓設計人員和管理人員在三維空間上研究和分析礦床的形態，從三維空間的角度，對礦床的內部空間特性進行精確的估算和評價，從而深入地研究礦體的各種特性，并可得到礦體的成礦規律。

同時三維數字模型實現了品位估算和儲量計算從傳統手工化到計算機化的轉變，使得估算結果客觀、估算速度快、精度高，大大提高了工作效率。

模型的建立，可提高企業決策的科學性和生產過程的可控性，實現現代礦山的科學化管理，為構建數字化礦山提供技術支撐平臺。

2）寶山礦基本情況簡述

（1）地理位置及交通條件

伊吾縣寶山鐵礦區位于新疆維吾爾自治區伊吾縣20°方向40km處，行政區劃隸屬新疆維吾爾自治區伊吾縣淖毛湖鎮管轄。礦區地理坐標：東經95°03′～95°05′，北緯44°02′～44°03′。礦區交通較方便，距礦區南35km的淖毛湖鎮至伊吾縣城有柏油路相通，伊吾縣城至哈密市有省道通過，交通方便（見圖1）。

3）研究內容及技術路線

主要研究思路和步驟如下：

（1）建模思路及原則的確立。分析國內外數字礦山的研究現狀，收集、分析和整理寶山鐵礦原始資料，確定寶山鐵礦數字化礦山三維空間模型建模思路及原則。

（2）寶山鐵礦鉆孔地質數據庫的建立。錄入并校驗寶山鐵礦鉆孔地質數據庫。建立完整的寶山鐵礦地質數據庫，能方便、快捷的對資料數據進行動態查詢、增刪、修改等。

（3）相應建模技術的確立。

建立寶山鐵礦地表模型、礦體模型和巷道模型。

（4）高效率、高精度、自動化的程序建模。針對菜單操作式復雜礦床地質建模速度慢、容易出錯的缺點，基于Surpac軟件，將各實體建模過程程序化，達到復雜礦床地質模型數字化全過程高效率、高精度、自動化操作的目的，避免了人為因素影響。

（5）方便實用的三維空間實體模型。建立好的復雜礦床地質模型可以真實形象的顯示地表、地層、構造、礦體和巷道之間的三維空間位置關系;并可以根據需要對三維模型進行任意剖切，得出相應的剖面圖;且可隨時對礦體的體積、儲量進行計算以及分析其品位，提高了礦山生產的自動化程度。

（6）以礦體模型為原料，用距離冪次反比法給塊模型空間賦值，將塊體模型與空間統計學相結合，建立礦體的資源品位分布模型，一方面可以在三維圖形界面中直觀地查看礦體的品位分布狀況，同時在資源/儲量估算中能準確報告出整個礦體或局部礦體的儲量和品級。因此，在實際應用中塊體模型不僅可以用于礦床的資源管理，還可以通過建立礦體待采區域的空間實體模型，對待采區域礦體快速準確的礦量估算和品位預測。

1 礦床資源模型建立

本次工作內容主要有地質數據庫、礦體模型、采空區模型、開拓系統模型、地表模型、塊體模型。礦體 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 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為保證數據坐標系統一性和精確性，本次工作使用的主要坐標系為西安80坐標系6度帶。為方便礦山數據應用，本次工作地質數據庫提供了北京54坐標系和西安80坐標系兩套數據庫。今后礦山生產可依據需求使用。

1.1 地質數據庫

為提高建庫工作效率、數據錄入的基本原則為：數據精確、簡潔、有效。在這個原則上，設定數據表格如下。

1.2 礦體模型

1.2.1 礦體解譯線處理

按照線文件處理方式，標準化分割線段，兩點間距最大設定為10米，最小點間距為0.05米。點間距小于0.05的，刪除多余點。

1.2.2 創建礦體（包括采空區）模型

使用實體模型創建工具，建立礦體、采空區實體模型。各模型各自體號、網號要統一。為方便區分，在本次工作中規定：實體編號為礦體編號。例如：40號礦體模型的實體編號為40。

同一礦體使用一個體號，同一編號的礦體中不同的小礦體使用不同的網號，網號默認為1號，有其他小礦體網號為2號、3號、4號往下推。

1.3 礦床模型

為更好研究礦體與礦床之間關系，進而對地質探礦有進一步指導意義，本次工作建立了40號系統、35號系統的礦床模型。

2 距離冪次反比法分析

儲量計算是礦山勘探和開采過程中必要和重要的一項工作。傳統的地質塊段法、垂直（平行）斷面法儲量計算結果精度低，計算繁瑣，不方便利用計算機技術。距離冪次反比法是一種幾何空間內插方法，屬于空間統計學的一種。它利用已知臨近值的距離指數冪次成反比的關系來推估網格點的值。反距離加權是最常用的空間內插方法之一。它認為與未采樣點距離最近的若干個點對未采樣點值的貢獻最大，其貢獻與距離成反比。

2.1 基礎數據統計分析

地質數據庫中一共包括1282個包含有TFe品位信息的樣品。該表是以TFe品位為參數做出統計。所有TFe品位均值為31.03%。方差為395.259，標準差19.881，變化系數0.641。最高品位為：69.4。

該表較為詳細的統計出樣品品位的各種參數。由此報告可以得出寶山鐵礦樣品品位高低分布特點?？梢酝ㄟ^該參數對礦體品位分布進行深入分析和研究。

2.2 塊體模型

Surpac塊體模型是數據庫的一種格式，意味著其結構不僅可以存儲和操作數據，還能修補來自于數據中的信息，這是和傳統的數據庫不同的地方，存儲數據的時候更像內插替換一個值，而不是度量一個值。另外一個主要的不同在于這個值具有空間參照性。第三個不同在于塊模型在打開的時候完全放在了內存中，實現了動態操作，如畫等值線等屬性。

例如在地質數據庫中，特征值都是和空間位置相聯系的。然而，空間位置卻不是和特征值有必要關系的。

2.3 儲量和品位估算

我們將對礦山待開發的40號礦體500以下部分進行資源儲量估算結果分類，建立的表格如下：

在本次工作中得出40號礦體儲量為205.69萬噸，平均品位49.18。

根據寶山鐵礦《2011年度儲量核實報告》中礦山資源儲量表中顯示，2006年提交寶山生產地質報告后新增加的礦體中，包括35號礦體儲量為73.51，平均品位47.71%。在本次工作中得出35號礦體儲量為77.23，平均品位43.98。兩儲量結果基本一致。平均品位不同在于surpac軟件中使用距離冪次反比法，進行樣品組合后，全部相關樣品參與到計算中。

我們通過實體模型的體積運算得出1號礦群的資源量結果表。得出1號礦群累計查明資源量為：331.38萬噸。通過寶山鐵礦《2013年度儲量核實報告》上顯示1號礦群累計查明資源量為：321.79萬噸。吻合程度97.1%。

3 結語

Surpac三維礦業軟件以其獨創的數據庫技術、功能強大的三維可視化圖形工具等功能為優勢，通過資源估算對比證明：采用Surpac軟件所建模型可靠，計算結果準確，效率高，可用于輔助礦山進行資源評估工作。

【參考文獻】

[1]周智勇，陳建宏.周科平.Surpac Vision軟件在礦床建模中的應用.礦業工程，第2卷，第四期，2004.8.

[2]Surpac vision軟件用戶使用手冊，GEMCOM國際軟件公司，北京石景山路22號長城大廈701室.100043.1995.