3dmine软件在石碌铁矿南矿挂帮矿体储量估算中的应用
时间：2020-09-21 11:38:04 来源：达达文档网 本文已影响 人 
符碧
（海南矿业股份有限公司，海南 昌江 572725）
摘要：石碌铁矿南矿挂帮矿于2016年进行基建勘探工程，并运用3dmine软件估算资源储量。介绍了软件三维地质建模技术处理过程，储量估算应用。
关键词：挂帮矿；
地质数据库；
实体模型；
块体模型；
儲量估算
一.前言
海南石碌铁矿拥有亚洲“第一富铁矿”美誉，目前北一露天采区铁矿资源日渐枯竭，为保持矿山生产稳定，海南矿业公司自2008年开始启动深部矿体地下开采工程。南矿挂帮矿作为地采资源综合回收利用的一部分，于2016年7月开始进行基建勘探工程。该勘探工作历经大致3个月时间，室内资料采取边勘探边整理方式，绘制图件工作并运用3dmine块体模型估算资源储量。3dmine矿业工程软件是一款广泛应用于地质、测量、采矿和生产管理等诸多方面，符合国内规范标准的三维矿业工程软件。我们运用基建勘探中获取综合数据建立地质数据库，然后运用数据库中钻孔、巷道空间轨迹进行圈定矿体，随后建立实体模型并采用距离次幂反比法对矿体金属属性TFe、S等元素进行估值，估值结果进行资源储量估算，最后将最新结果与原传统地质断面法估算资源储量进行对比，误差在1%左右，符合国家要求规范。
二.矿床地质概况
石碌铁矿南矿位于主矿体北一矿体西南端，为独立小矿床，具有矿石品位高、含硫底等特点。矿床地质特征类型为热液接触交代-沉积变质型矿床。矿体主要赋存于青白口系石碌群的中段含铁岩系，下段为白云岩、含铁的纹层状透辉石透闪石岩及白云岩质透辉石透闪石岩，上段为白云岩夹厚薄不一的碳质千枚岩及含铁千枚岩 。矿体整体呈层状、似层状、透镜状产出，总体走向约为135°，倾向北东，倾角在45°～68°，矿体轴由西向东倾伏，倾伏角约-28°，主要赋矿标高+204m～+132m。
三.三维地质建模的应用
3.1地质综合数据库
南矿挂帮矿基建勘探共实际施工28个钻孔，总钻进进尺3165.43m，采样455个；
巷道地质编录累计45.01m，采样12个；
分别分析化验TFe、S两元素合计934项。石碌铁矿矿石质量分为五个品级（H1、H2、H3、H4、H5），主要以TFe、S两元素为区域变量确定矿石品级。我们将基建勘探收集到的钻孔、巷道数据资料整理录入Excel表格，分别制作“定位表”、“化验表”、测斜表”及“岩性表”四个信息表格，根据信息表格都有不同的字段，对应输入不同的数据，最后依次导入3dimine软件创建创建地质综合数据库。
3.2矿体线提取
南矿挂帮矿由9条勘探线（25ab～32a线）工程控制，工程网度间距约为20～27m×20～25m。石碌铁矿体连接矿体方式与以往传统圈定方法不一致，根据3dimine软件实际估值需要，结合公司生产工业品级划分需求，我们开始先在原需要利用到的平面图数据、坐标转换剖面图钻孔数据基础上圈定矿体线，然后将各个剖面矿体线单独提取保存成3dmine线文件，后续补充钻孔数据库逐渐导入，却可以利用钻孔空间轨迹图修整新矿体线，直到勘探工程结束，矿体线也根据最新成果圈定完毕，可以进行三角网连接形成实体。
3.3实体模型
将各个剖面的矿体线提取保存后，利用最新地质数据库空间轨迹修整矿体，整理找好剖面矿体线对应关系后，然后在闭合线之间连接三角网，形成实体模型。在闭合线连接三角网时难度最大的寻找各剖面矿体线对应性，南矿残余挂帮矿体原南六、南四矿体下部延伸区域形态变化大，分枝分叉，所以我们连接三角网经常需要处理的几种情况：1.两剖面对应矿体线连接三角网需增加控制线，尽可能使三角网片分布均匀、视觉光滑美观；
2. 对于两个剖面矿体线界线的变化较大及出现分枝复合现象，在剖面间连接三角网时往往需要人工干预，增加分区线或控制线，从而保证矿体模型的合理性。3. 在处理矿体内部大的夹石往往需要在空间上辅助增加多边形，与原夹石线成对应性，有利于矿岩形态变化规律性，夹石厚度小，做尖灭到点或线处理。
3.4样品组合
实体模型形成后，由于圈定矿体线样品值在3dimine软件中不能直接参与品位估值和计算，通常需要通过组合功能将这些样品位置保存在线文件属性中，再进行估值计算。本次样品组合我们根据实际情况选用根据地质带组合模式，参考本次基建勘探钻孔取样（2m/个）及巷道取样（2～3m/个）规范，组合条件采用样长度为2m，最小有效长度0.5m，缺失样以平均值替代；
组合方式采用已经建好的实体约束，主要组合内容为化验表中TFe、S两个元素属性。
3.5块体模型
实体模型与样品组合准备好以后就可以创建块体模型，矿块尺寸参数与矿床类型、矿体规模、矿体的赋存特征、空间分布规律、开采方式、勘探线网度等有关，一般为勘探线网度的1/4-1/5，原则上矿块越小，估值越准确。鉴于南矿挂帮矿规模较小，本次块体尺寸设定为（1：1：1），次级模块的尺寸与矿体的形态和厚度有关，一般为标准块尺寸的1/2n，该参数也符合本次储量估算要求。根据需要将块体模型中矿块质心点赋予五种属性（矿岩属性、TFe、S、比重、品级）。与其他矿山不同，石碌铁矿主要将矿石质量分为不同品级（地质数据库录入化验表自动划分矿石品级）。依据TFe、S的含量圈定出不同的矿石品级（表内矿H1～H4，表外矿H5，FeS2），块体模型需将不同品级着上不同的颜色，以便划分，增加观赏性。
3.6创建搜索椭球体
矿块模型建立后，我们需要将矿块模型中的块体属性进行赋值，主要是对TFe、S元素进行赋值。3dimine软件估值计算结合地质统计学理论，我们选择运用距离次幂反比法进行TFe、S赋值，由于南矿挂帮矿形态及产状变化大，实体模型分为三个小矿体组成，分别为1#、2#、3号#矿体，各个矿体搜索椭球体参数设定（需了解矿体空间产状-矿体走向、侧伏角、倾角、倾向、矿带长度、延深和厚度规模等参数）都不一致如表：
四.储量估算应用
在矿块模型进行属性赋值后，我们可以进行资源储量估算，矿块模型一共读取了646010个块体，石碌铁矿矿石品位较高，以露天成品块矿不经选矿直接销售著称，也是主要经济效益来源，因此资源储量估算主要以品级区分贫富矿石。我们将最终估算结果与传统地质断面法法结果进行对比，误差为1.01%左右，表明计算结果符合要求如表。
结束语：3dmine矿山软件三维地质建模估算地质储量过程方便、快捷，软件研发从根本上立足解决用户需求，不断针对矿山实际情况调整完善自身。地质资源储量不仅估算准确，而且很大程度地提高了矿山地质工作效率。矿山工程地质技术人员可以避免传统地质断面法带来的繁琐计算过程，也可以直观清楚解译矿体空间埋藏特征及产状、地质构造等信息。我们将两种估算结果进行对比验证，双管齐下可以充分保证资源可靠性，为今后矿山生产运营具有重大的指导意义。
参考文献
[1]DZ/T0200-2002 铁、锰、铬矿地质勘查规范
[2]王运敏. 现代采矿手册（上册）[M].北京：冶金出版社，2011.3
[3]宁选风，苏昌学.矿山数字化的探讨 [J].现代矿业，2009（2）：31-32
[4] 王李管，何昌盛，贾明涛.三维地质实体建模技术及其工程的应用[J].金属矿山.2006（2）：58-62
