固體礦產資源儲量估算中工程控制程度分類方法對比分析

李懷祥 胡耀星

摘要 礦產資源儲量估算中工程控制程度的分類方法在傳統法估算與統計學法估算中是不同的，在傳統法估算中工程控制程度的分類已經具備一套完善的體系方法；而統計學法資源儲量估算工程控制程度分類依然存在著很多難題。本文在對比目前常用的工程控制程度分類方法的基礎上，分析了各種方法的優缺點及關鍵參數的確定，對如何在實際工作中快速、高效地進行工程控制程度的分類進行了探討。

關鍵詞 資源量估算；工程控制程度；分類方法對比

中圖分類號P618 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）67-0162-02

固體礦產資源經過礦產勘查所獲得的不同地質可靠程度和經相應的可行性評價所獲不同的經濟意義，是固體礦產資源儲量分類的主要依據[1]。現在國際上通行的資源儲量分類原則中，考慮三個因素：地質可靠程度、經濟意義和可行性評價。地質可靠程度反映了礦產勘查階段工作成果的不同精度，包括工程控制程度和綜合研究等。而在實際工作中，由于探礦工程所揭露的地質信息、特別是礦體信息的重要性，地質可靠程度的分類主要依賴于探礦工程的控制程度。

固體礦產資源儲量估算方法一般分為兩大類：一是以斷面法、地質塊段法、開采礦段法等為代表的傳統幾何學方法；二是以反比距離加權、克里格等為代表的統計學方法[2]。在傳統的資源儲量估算方法中，工程控制程度的分類已經具備了一套完善的體系方法。統計學方法資源儲量估算的核心任務是把礦體劃分成大小、形狀相同的小塊，根據探礦工程的品位數據，應用不用的數學計算方法對所有塊的品位進行空間插值。統計學方法資源儲量估算中工程控制程度的分類，尤其是工程控制程度的自動分類依然存在著諸多難題。

1 目前常用的工程控制程度分類方法

固體資源儲量估算中控制程度分類的主要取決于分類參數及分類參數取值的確定。根據分類參數的不同，目前常用的工程控制程度的分類方法主要有：

1）根據克里格方差的工程控制程度分類

侯景儒（1996）指出利用克里格方差可以定量地對礦石進行級別的劃分，是十分有效和快速的，并且構建了判斷可靠程度的公式[3]。

公式（1）

公式（1）中Rr是資源儲量分類的地質統計學標志；是全部塊估值克里格方差的平均值；是礦床D內等體積塊段真值z的方差：

公式（2）

公式（2）中是相應估計值的試驗方差。

在應用克里格方法進行資源量估算時，不僅可以自動估算出每塊的品位待估值，而且同時給出評價這個估值結果好壞的方差，根據克里格方差可以自動進行工程控制程度的分類。

2）根據工程密度的工程控制程度分類

以地質剖面法或地質塊段法為基礎，按照探礦工程的密度不同，劃分不同類型的工程控制程度。具體做法為：以不同的工程密度的范圍為基礎，創建不同類別的三維空間范圍，以此來限定待估塊，進而進行資源儲量估算。

3）根據搜索橢球體的工程控制程度分類

以搜索橢球體為基準，在為待估值塊估值時，既考慮待估值塊到樣品的距離，又考慮參與估值的工程的個數。搜索橢球體是以礦體的空間位置、形態為基礎構建的、在為待估值塊估值時所用到的數據搜索范圍。在為某一塊估值時，根據橢球體的三軸定位、（長軸）半徑，來搜索為該塊估值時所用的樣品。

以某金礦勘探項目為例，根據規范，其“探明的”資源儲量的工程間距為40m×40m，“控制的”為80m×80m，“推斷的”為160m×160m。在為塊估值時，首先設置橢球體半徑為40m、工程的最小計數為2，則估值塊所用的樣品品位數據來自半徑為40m的搜索橢球體范圍內，且估值時用到至少2個工程，那么認為該塊的資源儲量受到40m工程間距的控制，這種工程控制程度對應的地質可靠程度為“探明的”；然后，依次進行“控制的”、“推斷的”資源儲量對應的橢球體參數設置，“控制的”資源儲量對應的橢球體參數為半徑80m、工程最小計數2；“推斷的”資源儲量對應的橢球體參數為半徑160m、工程最小計數1。并且用較大半徑的橢球體參數對塊進行估值時，只能對未估值塊進行，不能覆蓋已經獲得賦值結果的塊。

2 不同分類方法的對比分析

1）根據克里格方差的分類方法可以自動、快速、有效的進行工程控制程度的分類，然而在實際工作中，不同礦種、不同勘查階段甚至同一礦種在不同礦區得到的克里格方差都會不同[4]；而且只有在應用克里格方法時才能應用此方法，當用距離反比加權（IDW）等方法估算資源儲量時，無法應用克里格方差進行工程控制程度的分類。因此，此方法的應用不僅缺乏針對不同礦床類型、不同地區的標準，而且所適用的資源儲量估算方法單一，無法在實踐中廣泛推廣；

2）根據工程密度的分類方法需要以地質剖面或地質塊段法為基礎，創建不同工程控制程度分類的三維空間的限定范圍。此方法的優點是：工程控制程度分類準確、有效；與我國傳統的分類方法結合緊密，容易被接受；適用范圍廣泛。缺點是：無法自動完成，需要人為的干預；破壞了礦體的完整性；當探礦工程增加時，需要重新進行空間范圍限定的劃分，不能體現現代礦業軟件高效率的特點；

3）根據搜索橢球體的分類方法既考慮了待估值塊與樣品間的距離，又考慮了估值時所用到的工程個數，這與我國傳統的分類方法有相似之處，容易被理解與接受。根據搜索橢球體的分類方法關鍵在于構建橢球體，即如何確定橢球體的參數，包括橢球體的三軸定位、半徑等。而且礦體產狀、工程空間分布等因素，同樣會對分類結果產生影響。

三軸定位：搜索橢球體的方位角、傾伏角、傾角、方位角因子、傾角因子、厚度因子6個參數必須嚴格與礦體產狀一致，如若不一致，不僅影響到控制程度的分類，而且影響到估值結果的準確性。并且對于同一礦區的不同礦體、不同產狀的礦體、甚至是同一礦體不同產狀的部分，都應該分別應用不同的橢球體參數進行資源儲量的估算并分級，這樣的結果更可靠、合理。

半徑：橢球體的長軸半徑是相應工程控制程度的工程間距，是一個重要的參數，半徑設置的過大或過小，對分類結果影響很大。當橢球體半徑與工程間距相等時，橢球體“相切”于兩個工程之間，進行估值時就不能搜索到有效的數據，所以需要給搜索半徑一個伸展系數[4]，才能保證兩個工程間的塊處于同一個工程控制程度的級別。伸展系數的經驗公式如下[5]：

公式（3）

公式（3）中EXP是伸展系數，工程間距是指定級別控制程度的工程間距。一般資源儲量估算軟件說明書中將半徑設置為工程間距的1倍~1.2倍。當然，搜索半徑的伸展必然帶來將某些塊的資源儲量級別被提高的問題，這就說明后續的人為調整是必不可少的。

工程空間分布：工程空間分布不均，必然對分類結果產生影響。由于橢球體半徑大于勘查網度，當空間中兩個相鄰很近的工程存在時，這兩個工程兩側的資源儲量級別會被提高。當探礦工程平均分布時，工程控制程度分類結果比較可靠。實際工作中，當存在局部工程間距過小時，需要人為調整分類結果。

工程數的累計：在為每一塊估值時，要統計為該塊估值所用到的工程數。一般認為，工程數大于等于2個的對應的是“控制的”或“探明的”，工程數為1個對應的是“推斷的”。工程數的累計必須和橢球體的半徑對應設置才具有實際意義。

根據搜索橢球體的分類方法可以實現工程控制程度的自動分類，但是橢球體的三軸定位、半徑、礦體產狀、工程空間分布等因素會對分類結果產生影響。在實踐中，不僅需要不斷調整各個參數以滿足需要，而且需要對分類結果需要進行人為調整。

4）固體礦產資源儲量的分類需要以地質研究為基礎，不能只依賴于統計學或工程密度的分類，需要根據地質研究對分類結果進行驗證與調整。不僅需要驗證工程控制程度分類結果的可靠性，而且也要根據樣品品位驗證插值品位的可靠性。而在實踐中，我們往往把越來越多的時間用在模型的構建以及品位插值過程中，卻不進行或很少進行結果可靠性的驗證。當插值品位與對應樣品品位相差大時，說明資源儲量估算所用的橢球體參數不適合，需要重新確定新的參數，重新進行估算。當插值品位與對應樣品品位相差不大，但工程控制程度分類結果不可靠時，需要人為調整分類結果。

3 結論

固體資源儲量估算中常用的工程控制程度分類方法有：根據工程密度分類、根據搜索橢球體分類。根據工程密度的分類方法不能實現分類的自動化，但是分類結果可靠、合理；根據橢球體的分類方法可以實現分類的自動化，效率高，但是后期對分類結果進行手動調整也需要投入大量的時間與精力。

針對以上所述的不同分類方法，在實踐中要有選擇性的應用。礦區礦體形態單一、產狀穩定，勘查程度高，并且工程分布較為平均時，建議應用橢球體方法進行控制程度的分類。一般而言，根據工程密度分類方法的應用更具有普遍性。

參考文獻

[1]中華人民共和國國家標準.固體礦產資源/儲量分類[S].GB/T17766-1999.

[2]李俊.固體礦產資源儲量估算方法研究現狀及主要方法評介[J].中國非金屬礦工業導刊，2005，2:53-55.

[3]侯景儒.地質統計學發展現狀及對若干問題的討論[J].黃金地質，1996，2(1):1-11.

[4]孫玉建，孟偉，萬會.礦產資源儲量估算中工程控制程度劃分的探索[J].地質與勘探探，2006，42(6):81-84.

[5]孫玉建.地質統計學在固體礦產資源評價中的若干問題研究[D].中國地質大學(北京)博士學位論文，2008:78-80.