淺談儲量計算軟件KANTAN 3D在尾礦堆中的應用

摘 要：近年來，隨著國家加大環保力度以及環保理念不斷深入人心，如何妥善處理礦產資源開發過程中產生的尾礦、如何應對礦山選礦工藝設備要求最低入選品位較低、回收率較高的現狀以及堆浸尾礦堆的二次開發利用迫在眉睫。KANTAN 3D是澳大利亞Micromine有限責任公司生產的三維礦產資源儲量計算軟件，該軟件設計有四種資源/儲量估算的方法。其中封閉多面體法具有能迅速建立礦堆模型、礦堆體積統計快速準確、資源量估算便捷等優點，非常適合尾礦堆資源量的計算。因此利用該軟件可對礦山尾礦堆二次開發作出快速評價。

關鍵詞：KANTAN 3D 封閉多面體法 尾礦堆

中圖分類號：P624 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（a）-0025-01

我國黃金尾礦的數量非常豐富，以前由于提煉技術難度比較大，低品位尾礦一直難以很好地利用。隨著預處理技術與尾礦堆浸技術的綜合應用，我國有關部門即著手采用堆浸技術處理低品位尾礦資源，并進行了成功的嘗試。超低品位堆浸技術以其投資少、成本低、易實施的特點，迅速在我國尾礦資源豐富的西部地區得到大力推廣，資源利用量可添補國內需求，一個新的尾礦開發高潮悄然形成。筆者試圖通過本文介紹KANTAN 3D資源儲量計算軟件在青海省某金礦區尾礦堆二次開發利用評價中的應用，以促進KANTAN lzWmDaPyIAIczijEM3pO9g==3D資源儲量計算軟件在省內的推廣和有效運用。

1 軟件運用前的準備工作

本次利用軟件計算的對象為青海省某金礦礦山尾礦堆，目標明確，目的物具體，就是針對以往堆浸尾礦堆的空間形態及其金品位、金資源量狀況進行系統研究，作出二次開發的可行性評價。因此，取樣鉆探手段及工程測量、地形測量、取樣測試、尾礦堆的位置及其空間幾何形態、特征拐點三維空間坐標等基礎數據采集齊全為完成本次軟件計算資源量提供保障。

2 軟件運用中的主要過程

2.1 數據庫建立

鉆孔數據庫的建立：需要創建3個數據文件，即鉆孔采樣文件、鉆孔位置文件及鉆孔測斜文件。這3個文件是建立鉆孔數據庫必不可少的文件。通過這三個文件即可確定鉆探工程的位置、鉆孔樣品的位置及金品位等信息。

2.2 數據錄入及校對

數據庫建立時數據的錄入是最為關鍵的，必須確保數據的準確性和有效性。鉆孔數據庫是KANTAN 3D資源儲量計算軟件進行數據管理的基礎，是進行資源儲量估算所需的基礎性信息。

2.3 資源模型的建立

2.3.1 礦堆模型的建立

利用測量人員對各堆浸尾礦堆實地測量、鉆孔孔位定測所獲坐標數據，繪制出礦堆拐點平面圖。由實地測量的眾多測量（控制）點直接建立DTM模型。在各礦堆輪廓線建立的基礎上，對照礦堆拐點平面圖將數據庫中礦堆頂底逐一進行篩選分類。實施于礦堆的鉆孔孔口坐標列入礦堆頂部拐點坐標中，確定礦堆頂部，由于所實施的鉆孔均為直孔，鉆孔孔口坐標高程減去鉆孔控制的礦堆厚度即可得到礦堆底部坐標，將其入礦堆底部拐點坐標中，確定礦堆底部。值得注意的是在建立DTM模型時，必須給出邊界線范圍，即礦區的范圍或資源/儲量估算所需涉及到的礦堆分布范圍，否則不能生成準確的模型。建立軟件礦堆的線框連接，通過各礦堆線框建立出礦堆的空間地質模型。在礦堆空間地質模型建立的過程中，對礦堆三維空間連接有明顯不合理的地方結合采用MAPGIS所提供的地形圖對礦堆形態進行修正。確保礦堆空間模型的準確性和有效性。

對應封閉連接時，當礦堆由于形態特別復雜，無法自動擬合成完整的線框模型時，則需要進行人為交互操作，即通過建立輔助線來引導系統完成模型的建立，使建立的模型更加精細、更接近實際情況。對封閉連接過程中存在的礦體模型在三維空間上其對應性明顯存在問題的礦堆（疊加、穿插以及高出地表等現象），根據礦堆模型空間上的邏輯對應關系，重新分析紙介質圖件中礦堆的對應性，從而使礦堆的空間展布和圈閉更加合理。

2.3.2 線框模型錯誤檢查

線框模型創建后，進行錯誤檢查。一是利用線框的校驗功能檢查自相交和閉合度。二是檢查模型疊合后產生的疊加、穿插等現象。主要采用礦堆模型-地表DTM間的布爾運算，消除錯誤。

3 封閉多面體法資源量估算的原理

3.1 體積計算原理

封閉多面體估算法計算的步驟是，根據三角形來計算礦堆空間模型的體積，此計算過程簡單而精確。

（1）確定三角網的最小Z值即高程值，將該值作為所有參與體積計算的立體三角形的基準平面。

（2）對于每個三角形，計算其與基準平面之間的體積。

（3）確定三角形和基準平面之間的體積是位于礦堆模型之內還是礦堆模型之外，通常根據每個三角形的方向來進行判斷。如果在模型以內，就將其加到總體積中；如果在模型以外，就將其從總體積中減掉。

3.2 金屬量計算的原理

通過軟件中封閉多面體法的功能，僅需填寫礦堆礦石體重，即可求得礦堆金屬量。其原理很簡單，首先軟件會對所求礦堆的礦體模型內的所有樣品使用樣長加權的方法得到礦堆平均品位。然后，用得到的礦堆模型的體積乘以礦石體重得到礦石量，再用礦石量乘以所求得的礦堆平均品位得到金屬量。

省內金礦區經多年的地表氧化礦堆浸生產及原生礦選冶實驗研究，基本解決了難選礦石的提金工藝，取得了明顯的經濟效益和社會效益。根據堆浸尾礦堆入堆平均品位、入堆礦石量及實際回收金屬量估算尾礦品位理論值的要求，可對堆浸尾礦堆進行評價和二次綜合利用。

4 結論

尾礦是放錯了地方的可利用資源，而我國是礦業大國，開發利用好長期累積的大量尾礦，既可變廢為寶，又可有效緩解資源和環境壓力。KANTAN 3D資源儲量計算軟件在使用過程中靈活、便捷，提供的計算方法較多?？梢愿鶕嬎隳繕宋锏淖陨硖卣骷暗V床地質特征各異的礦區，采取合理有效的方法進行資源量估算。本文通過介紹軟件對礦山尾礦堆資源量的計算，對尾礦堆綜合利用可行性評價提供了數據依據，著實有效的加快了二次開發評價的速度。限于篇幅筆者對該軟件使用過程中所討論的問題尚不夠深刻，所存在的不足或不對之處敬請閱者或有關專家批評指正。

參考文獻

[1] 張金青.我國礦山尾礦二次資源的開發利用[J].新材料產業，2007（5）.

[2]代永新，王運敏，李如忠，等.尾礦庫工程管理系統[J].金屬礦山，2005（7）.

[3] 王山東，趙景程，王昌民，等.數字尾礦庫研究[J].金屬礦山，2004（10）.