甘肅碧口地區礦產資源儲量預測

高曼麗

（甘肅煤田地質局一四九隊，甘肅 蘭州 730020）

可持續發展是當今社會亟待實行的發展戰略，其關系到人們未來的生活質量，可以解決社會生產力與資源相矛盾的問題。而礦產資源作為人們生產力發展的不可或缺的產物，其是人類實行可持續發展的重要資源。現如今，礦產資源的開發水平較高，但是利用程度較低，礦產資源浪費的現象比比皆是[1]。為了警示礦產資源浪費，本文設計了礦產資源儲量預測方法，以甘肅碧口地區礦產資源為例，通過神經網絡，對未來幾年的礦產資源儲量進行預測。首先，識別影響礦產資源儲量的因子，分析該地區的礦產資源；其次，通過神經網絡確定礦產資源儲量預測拓撲結構，找出隱含層；最后，完成神經網絡預測訓練，實現礦區資源儲量的預測。利用上述預測方法，可以基本預測出未來幾年的礦產資源儲量形勢，為相關勘查、開采和利用礦產資源的部門提供警示依據，為我國可持續發展提供可靠數據。

1 甘肅碧口地區礦產資源儲量預測方法設計

1.1 識別礦產資源儲量影響因子

礦產資源勘查是一個非常復雜的模式，由礦產資源、經濟和社會共同構成，與之相互連接、共同促進礦產資源勘查的效果。其中經濟條件為礦產資源的外部條件，社會環境是勘查的關鍵環節，其難易程度將直接影響礦產資源儲量的預測能力。因此，本文設計的方法中，首要條件為識別礦產資源儲量的影響因子。一般情況下，礦產資源儲量預測與礦產資源原有數量和質量、礦區勘查人員、成本和項目等有關，此四項因素分別代表礦產資源、經濟和社會等三個方向，是對礦區預測的先決條件[2]。由于礦產資源的數量、質量條件是根據地球遠古時代，經過長久的時代更迭，而流傳下來的資源，因此，需要利用科技的力量，對礦產資源進行預測，保證預測效果與質量。對于礦山勘查人員來說，礦產資源仍處于較多的程度，不能對礦產資源進行有效的利用，本文就此問題，通過神經網絡為礦產資源的預測提供理論依據。

1.2 基于神經網絡確定礦產資源儲量預測拓撲結構

拓撲結構可以將礦區礦產資源的儲量進行預測，利用神經網絡提高預測礦產資源的精準度。在神經網絡中，拓撲結構可以描述出礦區中礦產資源的概況、配置，包括各個節點的相互聯系。通過神經網絡，可以將近幾年的礦區職工總數、礦區勘查項目數、礦區勘查成本、實際礦產資源存儲量等數據作出清晰的判定，進而繪制出相關儲量曲線，如下圖1所示。

圖1 礦產資源儲量曲線

如圖1所示，近年來，礦區礦產資源存儲量逐漸減少，由于其不可再生性，如果開發與利用再不加節制的浪費，過不了多久，礦產資源會被消耗殆盡。因此，本文基于神經網絡，對未來幾年的礦產資源進行預測。首要條件即為對礦產資源的隱含層作出研究。隱含層的確定公式如下：

1.3 進行神經網絡預測訓練

由于礦產資源預測時，輸入輸出數據的含義不同，因此，預測前，本文將其進行歸一化處理，歸一法則如下：

式（2）中，xi為礦產資源儲量預測值；xmin為儲量最小值；xmax為儲量最大值；x為網絡預測輸出結果。本文考慮到神經網絡的收斂性能，對訓練預測數據有著較為真實的結果，真實誤差較小，因此，利用神經網絡對甘肅碧口地區的礦產資源進行預測。根據xmin與xmax的近幾年礦產資源儲量最小、最大值判斷，礦產資源儲量預測成果。此外，由于xmin與xmax值均屬于真實數據，根據上文中對礦產資源隱含層的確定，不僅使預測效果更佳以及誤差值更小，還符合泛化效果。

2 實例分析

2.1 礦區概況

甘肅碧口礦區地層屬于晚古生代早期基性巖體，是碧口群白果樹組，由于火山巖漿活動與沉積作用，使該地區富集成銅礦，礦體中存在綠色火山巖向淺紅色正常沉積巖過渡區域。其構造為陽壩復式走滑斷裂帶，礦石類型以銅磁鐵石英巖型、黃鐵黃銅礦型、含銅綠片巖型3種類型為主，多含Cu、Zn、Pb等金屬物質，在硅化強烈的作用下，形成次生石英巖型的銅礦。其內礦物組合為磁鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、鋅礦、輝銅礦等，礦產資源含碧玉、石英、綠泥石等，以其特殊的性質，主要產出鎳黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦等以銅礦為主的礦產。由于銅礦普遍伴生周圍巖體蝕變，因此，圍巖以綠泥石化巖、硅化巖為主，漸顯清晰，礦體延伸長度遠大于延展程度。以上巖性特點均可以成為甘肅碧口礦區的找礦標志。

2.2 應用結果

利用本文設計的預測方法，得出近幾年甘肅碧口礦區礦產資源預測訓練數據如下表1所示。

表1 訓練樣本數據

由表1可知，2015-2020年間，礦區勘查人數不斷增加，資金上下幅度較大，礦產資源儲量并不會隨著勘查資金的增加而增加，因此，需要通過式（2），計算隱含層數，預測甘肅碧口地區礦產資源的儲量，根據歸一化指標，繪制出神經網絡預測礦產資源的圖像，如下圖2所示。

圖2 礦產資源儲量預測圖示

如圖2所示，對未來5年的礦產資源儲量進行預測，得出的預測數據如下表2所示。

表2 預測數據

結合圖2與表2可知，未來5年內，礦區勘查人數只增不減，但是勘查資金和項目，以及礦產資源的儲量在2023年迎來一個高值，隨后處于下降的趨勢，因此，本文將預測數據控制在合理范圍內，根據礦區的實際條件進行分析，最終得出預測結果。本文認為，若想提高甘肅碧口礦產資源儲量，要對本次結果作出可行性分析，以確定最佳的勘查資金投入量。

3 結語

近年來，隨著科技的進步，礦產資源的需求量不斷增加，靠著得天獨厚的礦產資源，提高了人們的生活質量，但是礦產資源作為不可再生資源，在高消耗、低產量的情況下，儲量越來越少，為了子孫后代的繁榮發展，本文對甘肅碧口地區的礦產資源的儲量作出預測，旨在為我國的礦產資源開發與利用提供理論依據，促進國家的可持續發展。