等高線斷面法在露天礦床儲量計算中的應用

羅玉林 石建喜

摘要：本文通過一個實例對勘探線平行斷面法和等高線斷面法的儲量計算結果進行了對比：①等高線斷面法儲量計算結果的唯一性。②在實例中，等高線斷面法儲量計算精度相對與勘探線平行斷面法高16%左右。露天礦床在我國礦業開采中占比極高，一種精確儲量計算方法對礦權出讓、交易及國土資源部門對礦產資源監管有著重大意義。

關鍵詞：等高線斷面法；露天礦床；儲量計算方法

一、 引言

在露天礦床儲量計算中一般都采用勘探線平行斷面法，其次水平投影法。在勘探線平行斷面法中勘探間距是確定的，而勘探線的位置不同，礦床儲量計算結果則不同。至于哪個結果更接近實際儲量？恐怕就得n個儲量計算結果平均一下了。

利用水平投影法計算儲量，塊段厚度是幾個控制工程厚度的平均值。塊段厚度統計個數的多少對儲量計算結果影響極大，而增加塊段厚度統計個數即意味著增加勘探工程。

上述兩種方法均要求勘探工程足夠多，人為因素能夠左右儲量計算結果。而等高線斷面法能夠避免上述兩種儲量計算方法的缺陷。由于《礦產勘查學（第三版）》（地質出版社）及《礦產勘查理論與方法》（中國地質大學出版社）兩種教材都沒有論及，因此這種方法很少用于儲量計算，下面是這種方法的介紹和計算實例，供同行們參考。

二、 方法

等高線斷面法多用于尾礦庫庫容及剝土、填方土方的計算。這種方法首先計算各等高線范圍內的面積，面積的計算方法很多，有圖解法、解析法、球積儀求面積法等，而在CAD程序或MAPGIS程序上圈算面積最為簡便。求出面積后，再以等高距相乘求出每一等高線層的體積，將各層體積相加，即得總的體積。如圖1。

圖1

在礦體儲量計算中，設S0、S1、S2、S3為各等高線范圍內的面積，h為等高距，V01、V12、V23為各等高線層的體積，Vk為上層等高線以上部分的體積，hk為上層等高線至山頂的高度，則：

將上式相加則為總體積V：

三、 實例

下面為××縣××鎮××大理巖礦等高線斷面法和勘探線平行斷面法儲量計算對比實例。

圖2 礦區地形地質圖

礦區開采范圍1402m―1220m，利用等高線斷面法估算礦區（332）類礦石量計算如下：

V =V1 +V2+…+V18

= h/3[（S1+S2+ ）+ （S2+S3+ ）+（S3+S4+ ）]+h/2[S4+2（S5+S6+S7+S8+S9+S10+S11+S12+S13+S14+S15+S16+S17+S18）+S19]

=6903912.93（m3）

公式中斷面面積為各等高線與同水平礦體邊界所圈面積。其中S1 、S2 、S3 、S4面積差相對大于40%，用V=h*（S1+S2+ ）/3；其余面積差小于40%，用V=h*（S1+S2）/2。h為等高距，取10m，共估算（332）類礦石量690.39萬m3。

勘探線平行斷面法是用V=h*（S1+S2）/2公式進行計算，公式中的面積為3條勘探線剖面上礦體面積，共估算（332）類礦石量798.13萬m3。

四、 討論

1. 由于地表地形地貌是不變的，用等高線斷面法進行儲量計算，結果是唯一的。計算結果的唯一性，對礦權出讓、交易及資源稅征收可以做到公平合理。實例章節中對等高線斷面法和勘探線平行斷面法兩種儲量計算方法的結果進行了對比，兩種儲量計算方法結果相差107.74萬m3。在××縣××鎮××大理巖礦儲量計算中，使用等高線斷面法可以把計算精度提高16%左右。不過，等高線斷面法儲量計算是以地形地質圖為基礎圖件的，精準的地形、地質測量是非常必要的。

2. 在上述實例中儲量計算似乎與勘探網度、勘探線無關，其實不然，××縣××鎮××大理巖礦體是由三個探槽及下部民采區控制的厚大礦體，儲量類別均為（332），不需要分類別計算。礦體如需分類別進行計算，可利用等高線與同水平的勘探線、礦體邊界、推測礦體邊界、采空區邊界等相關線段的連接，可進行（111b）、（332）、（333）等儲量類別地計算。

3. 等高距的選擇決定儲量計算的精度。勘查實施方案階段，等高距取20～25m，所估算的預獲儲量，足以對礦床作出概略經濟評價。編制資源儲量報告時，等高距取10m，一方面各等高線所圈面積相對差基本上可以小于40%，精度較高。二是能與采礦10m左右臺階高度相結合，便于儲量動態監測。當然，視情況需要，等高距可以取2m，儲量計算精度更高。

4. 等高線斷面儲量計算法對礦體寬度、長度（均大于50m）要求較高，適用于中、大型露天礦。我國露天礦床在礦業開采中占比極高，石材、石料、煤、鋁土、鐵等礦床均可應用高線斷面法進行儲量計算，等高線斷面法適用面較廣。

作者簡介：羅玉林，1969年9月出生，工程師，從事地質工作。