淺談礦業(yè)軟件在資源核查中的應(yīng)用

郭新珂

(金川集團(tuán)鎳鈷研究設(shè)計(jì)院，甘肅 金昌 737100)

1 引言

近年來，各礦山企業(yè)在不斷開發(fā)自有礦山的同時(shí)，從資源的稀缺性及不可再生性考慮，不斷加強(qiáng)海內(nèi)外礦產(chǎn)資源控制戰(zhàn)略研究，對(duì)進(jìn)入資源控制流程中的礦產(chǎn)項(xiàng)目開展資源核查工作，利用礦業(yè)軟件進(jìn)行地質(zhì)建模、資源量估算，驗(yàn)證項(xiàng)目資源可靠程度，為管理層決策提供依據(jù)。

2 礦業(yè)軟件簡(jiǎn)介

國外礦業(yè)軟件的研究和開發(fā)始于20世紀(jì)70年代[1]，早期基于某個(gè)功能或是單一任務(wù)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用(測(cè)量、圖形、可視化、地質(zhì))，目前礦業(yè)軟件已經(jīng)形成了相當(dāng)?shù)囊?guī)模和相對(duì)完善的功能。以Geovia Surpac(法國)、Datamine(英國)、Mintec(美國)、Micromine(澳大利亞)為主流代表[2]，國外礦業(yè)軟件普及程度較高。國內(nèi)礦業(yè)軟件起步于2O世紀(jì)80年代，早期基于二維制圖和計(jì)算的需要，最典型的是MAPGIS和基于CAD的二次開發(fā)。近10年來，國產(chǎn)三維軟件發(fā)展迅速，主要有3DMine、Dimine、遼陽聚進(jìn)、SD、超維創(chuàng)想、Goldsoft等。

Surpac軟件是一款全面集成地質(zhì)勘探信息管理、礦體資源模型建立、礦山生產(chǎn)規(guī)劃及設(shè)計(jì)、礦山測(cè)量及工程量驗(yàn)算等功能的三維數(shù)字化礦山軟件。1981年問世，在全球120多個(gè)國家和地區(qū)使用，1996年進(jìn)入中國市場(chǎng)，2004年獲得了中國國土資源部的認(rèn)證。

本文以Surpac軟件為例，介紹礦業(yè)軟件在資源核查過程中鉆孔數(shù)據(jù)庫建立、地質(zhì)三維模型構(gòu)建、資源量估算與對(duì)比分析等方面的主要應(yīng)用。

3 資源項(xiàng)目核查內(nèi)容

資源核查采用的主要手段為現(xiàn)場(chǎng)考察及資料檢核，并結(jié)合驗(yàn)證工程所揭露的地質(zhì)信息，進(jìn)行資源量建模及估算。主要目的是為了鑒別礦產(chǎn)項(xiàng)目資源的可靠性、判斷項(xiàng)目資源潛力，在其他相關(guān)專業(yè)的配合下對(duì)項(xiàng)目技術(shù)的可行性、建設(shè)條件、經(jīng)濟(jì)效益等內(nèi)容進(jìn)行分析，為投資決策提供參考。

開展資源核查工作主要分為三個(gè)階段:第一階段為與項(xiàng)目業(yè)主技術(shù)人員交流、資料搜集、現(xiàn)場(chǎng)踏勘及資料檢核階段。第二階段為抽檢樣品、施工驗(yàn)證鉆孔階段。第三階段為三維建模、資源量估算及編寫核查技術(shù)報(bào)告。

三個(gè)階段的主要工作內(nèi)容有:

(1)礦界核查:

采用手持GPS(全站儀)對(duì)礦權(quán)拐點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行核查、計(jì)算礦權(quán)區(qū)面積，與礦權(quán)證核對(duì)，確定礦權(quán)真實(shí)存在。

(2)資源勘探工程真實(shí)性核查:

現(xiàn)場(chǎng)檢查勘探工程是否保留有清晰完整的標(biāo)記，利用手持GPS(全站儀)查驗(yàn)勘探工程位置，并與原始工程記錄進(jìn)行對(duì)比，查驗(yàn)原勘探工程的真實(shí)性。

(3)原始資料真實(shí)性核查:

收集核對(duì)原始化驗(yàn)單、原始編錄、體重報(bào)告、礦物成分報(bào)告，數(shù)據(jù)庫等資料，查驗(yàn)資料是否完整、一致。

(4)抽檢樣品:

抽檢一定數(shù)量的大樣(副樣)，與業(yè)主提供的化驗(yàn)室化驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，確定原有化驗(yàn)記錄的可信性;抽檢一定數(shù)量體重樣，進(jìn)行體重測(cè)試與業(yè)主提供的體重測(cè)試報(bào)告進(jìn)行對(duì)比，確保估值參數(shù)準(zhǔn)確。

(5)施工驗(yàn)證鉆孔:

在勘探區(qū)域內(nèi)原鉆孔附近1～2m布設(shè)驗(yàn)證鉆孔，以驗(yàn)證探明級(jí)資源量為主，兼顧控制級(jí)和推測(cè)級(jí)資源量，構(gòu)成全面覆蓋勘探區(qū)面積的驗(yàn)證網(wǎng)格，同時(shí)在具有特高品位部位，布置單個(gè)驗(yàn)證鉆孔直接驗(yàn)證原參考鉆孔中揭露的特高品位礦化。根據(jù)驗(yàn)證鉆孔揭露的地質(zhì)信息，獲取新的地質(zhì)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證原有工程結(jié)果，評(píng)價(jià)原勘探工程質(zhì)量的可靠性。

(6)資源量估算與對(duì)比:

4 礦業(yè)軟件在資源核查中的應(yīng)用

4.1 鉆孔數(shù)據(jù)庫建立

Surpac軟件將地質(zhì)數(shù)據(jù)存放在第三方的數(shù)據(jù)庫軟件內(nèi) (ISAM，ISAMSQL，ORACLE，PARADOX，DBASE IV和Microsoft ACCESS)，通過ODBC(Open database connectivity)訪問數(shù)據(jù)源。在三維圖形顯示環(huán)境下利用Surpac數(shù)據(jù)庫引擎來訪問、管理和利用數(shù)據(jù)庫信息。鉆孔原始地質(zhì)信息是按鉆孔表、測(cè)斜表、巖性表、化驗(yàn)表在Surpac數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行描述，各個(gè)表相互獨(dú)立，通過唯一的“工程代號(hào)”在表間建立邏輯關(guān)聯(lián)，在保證數(shù)據(jù)的最小冗余的同時(shí)，最大限度包含原始信息。Surpac關(guān)系數(shù)據(jù)庫的優(yōu)點(diǎn)有:(1)數(shù)據(jù)清晰，各表結(jié)構(gòu)單一。(2)將鉆孔定位、測(cè)量、編錄、取樣工作分開，符合礦山實(shí)際工作流程。(3)數(shù)據(jù)冗余達(dá)到最小，符合關(guān)系數(shù)據(jù)庫格式，可以輕松地將數(shù)據(jù)存于各種數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品中進(jìn)行數(shù)據(jù)管理[3]。

根據(jù)核實(shí)后的數(shù)據(jù)而建立的Surpac地質(zhì)信息數(shù)據(jù)庫在資源核查工作的每個(gè)環(huán)節(jié)都有廣泛的應(yīng)用(見圖1)，主要包括:(1)編輯、查看數(shù)據(jù)庫。可以直接查看、編輯、追加數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行批量處理等工作，根據(jù)數(shù)據(jù)庫建立時(shí)的字段設(shè)計(jì)，可以對(duì)驗(yàn)證鉆孔、核查批次、工程類型等內(nèi)容進(jìn)行編輯、查閱和區(qū)別顯示。(2)驗(yàn)證鉆孔的設(shè)計(jì)。在Surpac數(shù)據(jù)庫圖形顯示系統(tǒng)下可以在三維空間顯示勘探工程控制網(wǎng)度、礦化程度等信息。了解鉆孔、坑探、槽探分布位置，針對(duì)性地進(jìn)行驗(yàn)證鉆孔的設(shè)計(jì)和顯示并進(jìn)行不同施工方案的對(duì)比。(3)地質(zhì)解譯。在三維空間下，根據(jù)巖性和品位結(jié)合對(duì)礦體的認(rèn)識(shí)及一定的圈定原則，對(duì)礦體進(jìn)行解譯，建立礦體實(shí)體模型。(4)資源量估算。建立組合樣文件，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，根據(jù)組合樣和地質(zhì)統(tǒng)計(jì)信息，確定估值參數(shù)，進(jìn)行資源量估算。

企業(yè)在并購項(xiàng)目時(shí)，通常遇到的資源項(xiàng)目具有勘探歷史長(zhǎng)、數(shù)據(jù)量龐大等特點(diǎn)，當(dāng)遇到此類型數(shù)據(jù)時(shí)，通過建立鉆孔數(shù)據(jù)庫，快速完成資源核查，明確資源量，就能在資源控制上占得先機(jī)[4]。

圖1 Surpac數(shù)據(jù)庫在資源核查中的應(yīng)用

4.2 三維地質(zhì)模型構(gòu)建

三維地質(zhì)模型構(gòu)建主要包括兩種類型的三角網(wǎng)面構(gòu)建:表面模型(DTM)和三維實(shí)體模型(3DM)。表面模型面是由一系列的三角形組成，用來表示一個(gè)表面，比如地表或者露天坑(見圖2)，實(shí)體模型也是由一系列的三角形組成，表示三維實(shí)體輪廓，比如礦體或者巷道(見圖3)。

圖2 依據(jù)實(shí)測(cè)成果資料建立的地表模型

圖3 利用地質(zhì)剖面線建立的礦體模型

地表模型的構(gòu)建主要利用實(shí)測(cè)成果資料直接或經(jīng)過處理后導(dǎo)入Surpac軟件，生成地表模型;礦體建模的主要方法有:(1)直接利用地質(zhì)剖面線連接礦體。 (2)利用鉆孔數(shù)據(jù)庫手工圈連礦體。(3)直接提取礦體頂?shù)装妩c(diǎn)形成頂?shù)装迕嫔傻V體[5]。

4.3 資源量估算與對(duì)比分析

在Surpac軟件環(huán)境中，塊體模型建立是塊體與地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)相結(jié)合，應(yīng)用數(shù)學(xué)方法對(duì)品位分布進(jìn)行建模[6]。塊體模型包含品位、體重、儲(chǔ)量、礦巖屬性等地質(zhì)信息，利用塊體模型可以準(zhǔn)確報(bào)告資源量、地質(zhì)品位、金屬量等信息。

根據(jù)項(xiàng)目的鉆孔數(shù)據(jù)及礦體形態(tài)和空間賦存關(guān)系，確定估值參數(shù)，選用合理的估值方法(距離平方反比法、克里格法等)分別對(duì)不同礦體(層)單獨(dú)進(jìn)行估值。根據(jù)礦塊模型品位賦值結(jié)果，報(bào)告不同邊界條件下的資源量，與業(yè)主提供的資源量進(jìn)行對(duì)比，可以快速準(zhǔn)確判斷項(xiàng)目資源可靠程度。

5 結(jié)論

(1)在資源核查過程中利用礦業(yè)軟件引入三維可視化技術(shù)，在三維真實(shí)空間建立鉆孔數(shù)據(jù)庫、地質(zhì)模型、塊體模型，可以直觀地表達(dá)礦山勘探工程網(wǎng)度、位置、數(shù)量，地質(zhì)體的形態(tài)、品位、資源量等信息，有助于人們理解各類要素的空間分布特征。

(2)在資源核查過程中利用礦業(yè)軟件基于地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)進(jìn)行資源量估算，考慮了礦石的空間品位變化，提高了資源量估算的精度，降低了資源控制項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)。

(3)在資源核查過程中利用礦業(yè)軟件能夠快速地對(duì)海量數(shù)據(jù)和資料進(jìn)行綜合分析，對(duì)礦床不同時(shí)期勘探程度、礦體形態(tài)、資源量變化情況進(jìn)行客觀真實(shí)的綜合評(píng)價(jià)，還能根據(jù)最新掌握的資源保有狀況和地質(zhì)控制程度，對(duì)礦山資源潛力進(jìn)行分析。

總之，礦業(yè)軟件在資源核查過程中有鉆孔和礦體三維可視、資源量估算準(zhǔn)確、資源評(píng)價(jià)快速等優(yōu)點(diǎn)，利用礦業(yè)軟件高效、準(zhǔn)確、便捷的開展資源核查工作，降低資源并購的風(fēng)險(xiǎn)，可以提高企業(yè)在世界范圍內(nèi)配置和控制礦產(chǎn)資源的能力。

[1]周宇.國內(nèi)外礦業(yè)軟件的對(duì)比研究[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2011，30(20):74－75.

[2]陳偉.當(dāng)前國際上較為流行的礦業(yè)軟件評(píng)價(jià)[J].有色金屬，2007，59(4):22－25.

[3]GEMCOM國際軟件公司.Surpac6.0手冊(cè)[M].北京:GEMCOM國際軟件公司Surpac中國辦事處，2008.

[4]劉金輝.超大規(guī)模地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)庫下的礦產(chǎn)資源分級(jí)[J].中國礦業(yè)，2011，20(11):111－112.

[5]于沿濤.沉積型礦床地質(zhì)建模方法探討[J].有色金屬，2010，62(4):51－53.

[6]吳亞民.Surpac Vision軟件在礦山地質(zhì)中的應(yīng)用[J].中國礦山工程，2007，36(4):17－21.