基于地质统计学方法的某金矿采空区储量计算

苏 昆 周钟生 易 飞

(有色金属华东地质勘查局资源调查与评价研究院)



基于地质统计学方法的某金矿采空区储量计算

苏 昆 周钟生 易 飞

(有色金属华东地质勘查局资源调查与评价研究院)

准确的储量核实结果可有效指导矿山后续的生产工作，提高经济效益。采空区的储量消耗量计算结果尤为重要，但目前国内各矿山大多采用简单的几何计算方法求取采空区资源量，无法准确、客观地评估矿山的资源储量情况。以云南某金矿为例，将地质统计学方法与Surpac软件相结合，构建了该矿采空区三维地质模型，添加了采空区样品进行变异函数拟合，使用变异函数结构参数对采空区储量进行计算，从而有助于降低传统储量计算方法所造成的误差。

储量计算 采空区 地质统计学 Surpac软件 变异函数

国内各矿山存在大量采空区，特别是一些形状不规则、已坍塌的老采空区，极大增加了储量核实难度。目前，采空区储量的准确、可靠计算已成为储量核实的一个难点。云南某金矿已开采多年，为指导该矿山后续生产工作，需计算采空区的资源消耗量，对其保有资源储量进行核实。本研究以该矿采空区为例，将地质统计学储量计算方法[1-5]与三维地质建模技术相结合，建立采空区三维地质模型，通过变异函数模拟，采用普通克里格法对品位进行赋值，对采空区所消耗的矿石量、金属量的计算方法进行分析。

1 采空区三维地质模型构建

云南某金矿随着生产的进行，现已增加采空区78个，分布于1 600～1 820 m水平，以1 720 m中段为例，采空区分布如图1所示。由于矿柱无法作为保有资源量，故在计算时将其划入采空区范围。

对该矿各类采空区进行了实地测量，方法为：①对于可进入的采空区(图2(a))，使用全站仪对采空区边界点进行测量；②对部分坍塌的采空区，使用激光测距仪测量几何边长；③对于完全坍塌的采空区(图2(b))，使用矿山提供的中段图、剖面图进行储量计算。

根据各采空区的平面图、剖面图，在Surpac软件中以平面图范围作为模型底面积，以剖面图各控制点高度作为模型中对应位置高度，将采空区与规则的几何体进行类比，确定其大致形态，建立了采空区三维地质模型(图3)。

图1 1 720 m中段采空区分布

图2 采空区

三维地质模型的实质是采用一系列三角面集合构成的表面或轮廓，由于采空区范围的不规则易导致自动连接的三角网存在错误，因而有必要在不改变模型轮廓范围(本研究以模型对应的.str线文件为准)的前提下对三角网进行删除、重组、补充(图4)，并将所有的采空区进行统一编号、命名。

图3 2302采场建模

图4 2302采场建模修正结果

2 采空区样品组合及统计分析

将采空区的刻槽样、捡块样、坑道刻槽样、钻孔样等进行组合并进行变异函数模拟。由于各种样品的长度不同、品位不均，须进行样品数据预处理，尽可能避免出现孤立高品位值产生的过高估值。

2.1 特高品位数据处理

对于矿(化)体内部的特高品位数据，为达到精确计算的目的，地质统计学中常在计算试验变异函数时剔除特高品位数据，而在后续的克里格法估值中再引入该类特高品位数据。本研究为方便计算，采用全矿床w(Au)≥0.5×10-6的所有样品平均品位(2.778×10-6)近似值(3.0×10-6)的6倍作为特高值下限，即将18×10-6作为特高品位下限对样品进行处理。

2.2 组合样品长度统计

根据勘探工程对样品长度进行了统计，结果如图5所示。由图5可知：偏度接近0，峰值接近3，符合正态分布特征，故本研究组合样品长度取1.00 m。

3 变异函数计算及结构分析

结合钻孔方位角、坑道走向，计算了变异函数的块金值(12.45)和基台值(3.54)，据此可度量空间自相关的变异值所占比例为22.14%(小于25%)，表明系统具有强烈的空间相关性。以计算出的变异函数确定搜索椭球体及结构参数，在此基础上进行普通克里格法估值，本研究选择的椭球体主轴、次主轴的最大连续性方向如图6所示。

4 采空区块体模型构建

采空区块体模型的坐标范围根据矿权范围确定，块体模型尺寸结合矿体大小划分(图7)。为块体模型添加“百分比”、“品位”、“资源类型”等属性，以实体模型为约束条件，为块体模型“百分比”属性赋值；使用变异函数参数通过普通克里格法估值，为块体模型“品位”属性赋值；根据勘探工程分布为块体模型“资源类型”赋值。其中，估值所使用的样品数据需将特高值添加后进行计算，否则会大大降低采空区块体模型“品位”的赋值精度。在上述分析的基础上，可根据矿体资源量、采空区资源量，采用“保有资源/储量=累计查明资源/储量-采空消耗资源/储量”公式，即可计算出该矿采空区的保有资源量。

图5 组合样品长度统计

图6 变异函数方差

图7 采空区块体模型

5 结 语

针对当前国内矿山采空区储量核实计算所存在的准确性、可靠性问题，本研究以云南某金矿采空区为例，结合地质统计学方法以及Surpac软件，提出了变异函数与三维地质模型相结合的储量计算方法，对于提高矿山采空区储量计算精度，更为合理地开发利用矿山资源、降低生产成本有一定的参考价值。

[1] 李志伟.矿产资源储量报告编制有关问题的讨论[J].云南地质，2015，34(3)：319-332.

[2] 罗周全.基于地质统计学与Surpac的某铅锌矿床储量计算[J].矿业研究与开发，2010，30(4)：4-5.

[3] 姚改委，赵 凯，郝国宾.采空区体积估算方法探讨[J].科技创业，2013，26(4)：154-156.

[4] 李晓利，谢玉玲，陈 伟.基于变异函数的三维矿体结构分析及应用[J].煤炭技术，2010，29(2)：134-137.

[5] 孙玉建.地质统计学在固体矿产资源评价中的若干问题研究[D].北京：中国地质大学(北京)，2008.

Reserves Calculation Method of the Mined-out Area of a Gold Mine Based On Geostatistics

Su Kun Zhou Zhongsheng Yi Fei

(Research Institute of Investigating Resource and Appraising,East China Geological Exploration Bureau of Nonferrous Metals)

The precious calculations results of reserves could guide the production work ahead of mine and improve the economic benefits of mines. The consumption calculation results of mined-out area is of great important especially,but the reserves is calculated by adopting the geometric simply methods by most of the mines in our country,the methods can not estimate the reserves of the new or old mines accurately.Taking a gold mine in Yunnan province as the research example,combing with the geostatistics and Surpac software,the three-dimensional geological model of the mined-out area of the mine is established,the variogram is fitted by adding the samples of the mined-out area,the reserves of the mined-out area of the mine is calculated by adopting the structural parameters of variogram,therefore,the reserves calculation errors caused by using the classical geometric simply methods are decreased effectively.

Reserves calculation, Mined-out area, Geostatistics, Surpac software, Variogram

2016-05-13)

苏 昆(1980—)，男，工程师，硕士，210001 江苏省南京市秦淮区石门坎104号。