基于surpac的礦床三維模型構建及儲量計算

王建衛

(山東黃金錫林郭勒盟金倉礦業有限責任公司，內蒙古錫林郭勒盟 026300)

1 引言

地質條件:礦區位于查干敖包復背斜核部。中生界侏羅系上統查干諾爾組(J3C)與烏拉組呈不整合接觸和侵入接觸關系，分布于礦區17線以南洼地中，呈NNE向帶狀分布，大部分被第四系地層覆蓋。巖性主要為火山角礫巖、凝灰巖、安山巖、英安巖，為中基性—酸性熔巖及火山碎屑巖組合。該礦鉬礦體(礦化帶Ⅲ)是一個多金屬礦帶，主要含鉬礦(玢巖鉬礦)，在水平方向呈環狀，在垂直剖面形態呈上緩下陡呈筒狀向內傾斜。由于不均勻和奇特的礦化作用，礦體具有若干硅化核。礦區內的斷層裂隙構造發育，業已確定了5條斷層裂隙帶，其中3條沿東北方向，2條沿西北方向。礦體厚度較均勻，東部、西部和南部較厚和大。礦體的北部傾角陡，并且厚度薄。

2 地質數據庫的建立

2.1 建立地質數據［1］

數據庫是建立地質模型的基礎，為了準確完整的建立整個礦床的地質數據庫，根據礦區已有的所有工程勘探資料，按surpac數據要求的地質數據庫格式，建立了4個基礎表，分別為開孔數據表、測斜表、巖性表和化驗表，將其作為地質數據庫的源數據。各表按相應的信息錄入完成后，將4張表導入surpac中，建立地質數據庫。

2.2 數據分析和數據庫的處理［2-3］

圖1 去聚集后的礦體內樣品長度分布圖

從圖1可知，顯示了在建模時線框內的樣品長度分布，樣長分布范圍主要在2m。

圖2 去聚集后的礦體內樣品品位分布圖

上邊右圖為左邊圖形的放大，以便顯示較低值的細節。地質數據庫是礦床三維建模的基礎，實體模型和塊體模型的構建、鉆孔數據的統計分析、品位模型估值和儲量計算以及平、剖面圖繪制都離不開地質數據庫。此外，該數據庫還具有強大的后處理功能，能實現數據的編輯、查詢、更新、統計分析及鉆孔三維可視化顯示等操作，利用surpac軟件在三維空間內顯示鉆孔軌跡、方位及品位值。

通過三維空間內顯示鉆孔，可以直觀地了解樣品的值和空間分布情況，了解礦體分布規律，方便了生產勘探設計鉆孔，可直觀的顯示效果，與施工效果相對比，便于早期發現問題，節省成本和節約時間，提高勘探效果和質量，同時為實體模型的建立奠定了基礎。

圖3 鉆孔的深度和鉬礦品位

圖3顯示了III號鉬礦帶17線至85線勘探線的鉆孔信息，起始位置、孔深和以不同顏色反映出來的鉬礦品位信息，生產動態的控制報告。

3 實體模型的建立

3.1 建立地表模型

建立地表模型是為了更加直觀清楚的表達礦區的地表形態，其主要步驟如下［4］:整理地表測量點數據，存為.str格式文件，以離散形式進行點編號 (30003)，由線文件創建DTM模型，進一步生成地表模型。

圖4 地表模型

3.2 建立礦體實體模型

圖5 礦體實體模型和相應的鉆孔

根據鉆孔化驗數據并結合勘探線來構建礦體模型。主要步驟如下［5-6］:(1)按不同的品位給巖性賦不同的顏色，在三維空間內將鉆孔顯示出來;(2)地質解譯:沿勘探線方向做剖面，按照鉆孔上的礦體邊界分別對各剖面進行地質解譯，生成一系列閉合線;(3)根據勘探資料對礦體邊界進行修正，在兩個段內或一個段內連接三角網，根據礦體外推原則封閉三角網，生成礦體模型;(4)對生成的礦體模型進行實體驗證。結合已建立的地表模型，三維礦體模型不僅可描述礦體的輪廓，還可以清楚的看到礦體的幾何空間形態、對礦體體積進行計算，任意方向切取剖面等。

4 塊體模型的建立

4.1 選擇塊段尺寸

根據礦體層范圍，劃分得到Y、X、Z的范圍，創建surpac礦床塊段模型礦床塊體模型見下圖:

圖6 分級塊體模型

選擇不同的開采單元體尺寸，會影響采礦作業的效率，單元體尺寸越小，作業效率越低，反之亦然;但單元體尺寸越大，損失貧化越大，綜合采礦作業效率和礦石損失貧化率，結合鉆孔密度、礦體的幾何形狀和所采用的開采方式，確定塊體單元尺寸為25m×25m×10m(長×寬×高)采礦塊體模型，該規格能夠覆蓋礦體在水平和垂直方向上的不規則性，最小次級塊單元的尺寸為6.25m×6.25m×2.5m，靠近礦體邊緣依據軟件采用次級開采單元逼近。塊體模型建立后，可根據模型估算需要建立屬性字段和各種約束條件。

4.2 塊體模型的賦值

Surpac塊體模型常用的賦值方法有普通克里格法、距離冪次反比法和直接賦值法［7］等?？死锔穹ㄊ菑淖兞肯嚓P和變異相關性出發，在有限區域內對區域化變量的取值進行無偏、最優估計的一種方法。該模型采用了距離冪次反比法，利用已建立好的束約條件，根據工程序間距和樣長確定水平搜索半徑100m，垂直搜索半徑15m，進行多次調整搜索，直至全部塊都賦值完成。

5 儲量計算

傳統儲量計算方法有斷面法、地質塊段法和多角形法。地質塊段法比較適用于層狀，探礦工程較均勻的礦床，該礦采用垂直縱投影地質塊段法進行資源/儲量估算，提交地質報告。

圖7 資源分級塊段、垂直于NW-SE斷面圖

表1 鉬礦帶資源儲量統計對照表

根據該礦的勘探報告提供的勘探數據，在國家認可的礦山軟件surpac平臺上建立符合該礦礦床地質特征的礦體三維模型，對鉬礦體重新進行資源儲量估算，并將軟件估算的結果與地質資源儲量結果相對比，估算結果在正常誤差允許范圍之內，surpac軟件估算的資源量結果基本可靠。

6 結論

本文利用surpac建立了三維實體模型和塊體模型，并與傳統儲量統計進行了比對。在礦產資源勘探后，創建鉆孔數據庫，建立礦體三維模型，在三維環境下實現了地質體的可視化，實現了信息系統管理和提供必要的決策支持，該系統為工程師提供標準化、結構化的數據，可快速瀏覽數據與感受數據關系，可動態直觀的反映了礦體空間形態、分布特征，體現三維可視化的優越性，為礦山資源合理開發和綜合利用提供科學依據。

［1］Surpac Vision.使用手冊［M］.北京:Surpac Software International國際軟件公司，2008.0-35.

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［3］陳仕炎.基于surpac的千鵝沖鉬礦三維模型構建［J］.長春工程學院學報.2013(2):64-66.

［4］朱良峰 ，吳信才，劉修國，等.基于鉆孔數據的三維地層模型的構建［J］.地理與地理信息科學，2004(3):26-30.

［5］池秀文，游迪.基于surpac的礦官店鐵礦三維模型構建［J］.現代礦業，2009(1):50-52.

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