浅谈露天矿山资源储量的计算方法

2020-09-14 12:24:19 中国房地产业·上旬 2020年9期

【摘要】近年来随着测绘技术及开采技术的不断提高,在露天矿山开采中,矿山资源储量的计算要求也越来越高,本文就露天矿的资源储量各种计算方法进行阐述和优缺点分析。

【关键词】露天矿;资源储量;计算方法

露天矿和洞采矿在矿山资源量计算方法中有很大区别,相对来说露天矿的计算方法比较多,其中总结下来说有几何法(包括算术平均法、地质块段法、开采块段法、断面法等),统计分析法(包括距离加权法、克里格法),以及SD法等等。 本文就露天矿中资源储量的计算方法来做阐述及个人分析优缺点。

1、几何法

1.1算数平均法

算术平均法的原理就是通过高数原理将整个需要计算的区域中形状不规则的矿体变为一个或者分成几个厚度和质量一致的板状体,即把区域内全部勘探工程查明的矿体厚度、品位、矿石体重等数值进行有效的平均,计算出其算术平均厚度平均哦、品位和平均体重,如果分成一个区域直接算出整个矿体体积和矿产的储量,如果分成几个区域,几个区域再取平均数,计算出整个矿体体积和矿产的储量。

优点:算术平均法计算储量,过程简单,计算简单,图纸简单

缺点:由于是取平均数,它只能适用于矿体厚度变化较小、品味变化不大,勘探工程在矿体上的分布较为均匀、矿产质量及开采条件比较简单的矿床。如果勘探工程分布得不均匀,品位变化很大,矿化又很不均匀时,计算误差很大程度可能变大。对于勘探程度较低的矿床,常常应用此方法。

1.2地质块段法

地质块段法的原理和算數平均法分段求平均再相加原理相近,不过计算的内容主要包括地块面积,平均厚度,地块体积,矿石体重,矿石储量,平均品位,成品储量等。

优点:通过分段来计算,适用性强。因为矿山形状,走向都不会相同,用分块法很好的解决这问题,而且不需另作复杂图件、计算方法简单并能根据需要划分块段,所以广泛使用。当勘探工程分布不规则,或用断面法不能正确反映剖面间矿体的体积变化时,或厚度、品位变化不大的层状或脉状矿体,一般均可用地质块段法计算资源量和储量。

缺点:误差也较大。当勘察数量不足,数量少,无法对矿体产状、形态、内部构造、矿石质量等进行有效控制时,其地质块段划分的根据较少,计算结果也类同其他方法误差较大。

1.3开采块段法

开采块段法主要是通过开采区域分块来计算矿体储量,主要是按探、采坑道工程的实际分布来有效划分的。与地质块段法计算原理一致。

优点:适用于露天及坑道观察明显的开采矿体,尤其是开采脉状、薄层状矿体的生产矿山使用最广。优点是制图容易、计算简单,能按矿体的控制程度和采矿生产准备程度分别圈定矿体,符合矿山生产设计及储量管理的要求,能够周期性计算,生产中矿山经常采用。

1.4断面法

勘探断面相当于把矿体分为若干个矿段或称块段,通过计算各断面上矿体面积,各个矿段的体积和储量,然后将各个断面中的储量相加即得矿体的总储量,这种储量计算方法称为断面法或剖面法。根据断面间的空间位置关系分为水平和垂直两种断面法。

优点:由于断面法是通过计算各断面上矿体面积,各个矿段的体积和储量,所以能够很好的保持矿体断面的真实形状和地质构造特点,能够很好的体现矿体在三维立体地质空间中沿走向及倾向的变化规律;很好的预估矿体分布情况,并可以再断面上划分矿石工业品级、类型和储量类别块段;不需再做多余图件,计算相对简单;计算结果相对准确。

缺点:剖面不足或矿体不够厚,分布不均匀,地质构造变化复杂时,编制的断面图可靠性差,品位的预估也会造成一定误差。

2、统计分析法

地质统计分析法是以研究区域化变量为基础的, 以变异函数为研究对象,针对矿体伴有随机性和结构性等特点的计算方法。其中主要有两种方法。

2.1距离加权法

区域化中的变量是地质统计学理论体系的核心基础, 也是必不可少的因素,在实践中, 钻孔的位置选取一般情况下不随机的。因为地质结构的形成是个漫长的过程,所以短距离内变化不会太大,也就是说当两个钻孔距离很小时, 钻孔得到的样品存在较强的相似性, 而当距离很大时, 相似性一般就会减弱或不存在。换句话说就是, 样品之间存在着某种联系, 这种联系的强弱是与样品的相对位置有关的, 样品之间的联系在空间上既具有随机性又具有位置之间的联系。所以通过样品之间的距离远近配以一定变化的常数,就能很好的得出整个区域内的平均值,进而计算出整个区域内的矿山储量。

优点:对于地质环境较好的地区比较适用,计算简单,图件简单。

缺点:精度不高,对于地质构造复杂,钻孔控制不好的地区不适用

2.2克里格法

最常用的地质统计学方法是普通克立格法( Ordinary kriging) , 它是一种求最优、线性、无偏估计量的方法, 即任一待估块段品位真值的估计量z* 是该待估块段v影响范围内n 个有效观测值za(a=1,2,n )的线性组合[ 3], 其计算公式为:

式中, n 为信息点的个数。

优点:快速估算品位

缺点:钻孔数量及控制不好地区精度相对差

3、SD法

SD法是近十来年提出的新的计算方法,主要是数学储量计算和储量审定的简称,主要由理论知识,原理来源,计算方法和软件系统构成。

矿产资源储量随着开采、勘查工作量的不断增加、工业指标的改变、对矿区的地质逐渐的认识、所选用的储量计算方法及软件的不同而改变,永远是一个动态的相对值,每次变动都会直接影响到矿业权人各方的经济利益。矿业权人希望有一种能指导他们以最少的工程来获得准确、可靠的经济基础储量;并确定其储量的地质可靠程度,在三级矿量(开拓、采准、备采)管理中根据市场行情进行动态指标管理,动态圈定矿体范围的方法和简便的操作程序,而恰恰SD矿产资源储量计算审定法(以下简称SD法)及其软件系统很好地解决了这一问题。

优点:先进性、广泛性、适用性、高精度,持续应用,根据不同阶段的需求自动生成所需数据材料,可以根据市场的需求,动态的圈定矿体,动态地提供不同部位,不同块段的不同储量。

缺点:计算复杂,数据量需求大,投入成本高

结语:

通过对各种矿山储量计算方法的阐述,得出了每个方法的优缺点,其实计算方法都是好的,只不过对于不同的矿山不同的需求不同的起算资料应用的各种计算方法都可以不同,选对适合的就行,主要是选能满足需求的情况下最经济的方法。

参考文献:

[1]李慧.矿山地质钻孔数据数字化三维可视化的研究[J] .露天采矿技术, 2007

[2]孙玉建.以地质统计学为基础的矿业软件在中国的历史和现状[J].中国矿业,2007

[3]许绍铨,张华海,杨志强.cPS测量原理及应用(修订版)[M].武汉大学出版社,2003.

[4]中国有色工业金属协会.工程测量规范GB50026-2007[S].北京:中国标准出版社,2007.

作者简介:

王文杰,男,1983年7月出生,贵州纳雍人,本科学历,纳雍县自然资源局工程师,研究方向:矿山测量、地质环境、矿山生态修复、地质勘查等。