3dmine軟件在石碌鐵礦南礦掛幫礦體儲量估算中的應用

符碧

（海南礦業(yè)股份有限公司，海南 昌江 572725）

摘要：石碌鐵礦南礦掛幫礦于2016年進行基建勘探工程，并運用3dmine軟件估算資源儲量。介紹了軟件三維地質建模技術處理過程，儲量估算應用。

關鍵詞：掛幫礦；地質數據庫；實體模型；塊體模型；儲量估算

一.前言

海南石碌鐵礦擁有亞洲“第一富鐵礦”美譽，目前北一露天采區(qū)鐵礦資源日漸枯竭，為保持礦山生產穩(wěn)定，海南礦業(yè)公司自2008年開始啟動深部礦體地下開采工程。南礦掛幫礦作為地采資源綜合回收利用的一部分，于2016年7月開始進行基建勘探工程。該勘探工作歷經大致3個月時間，室內資料采取邊勘探邊整理方式，繪制圖件工作并運用3dmine塊體模型估算資源儲量。3dmine礦業(yè)工程軟件是一款廣泛應用于地質、測量、采礦和生產管理等諸多方面，符合國內規(guī)范標準的三維礦業(yè)工程軟件。我們運用基建勘探中獲取綜合數據建立地質數據庫，然后運用數據庫中鉆孔、巷道空間軌跡進行圈定礦體，隨后建立實體模型并采用距離次冪反比法對礦體金屬屬性TFe、S等元素進行估值，估值結果進行資源儲量估算，最后將最新結果與原傳統地質斷面法估算資源儲量進行對比，誤差在1%左右，符合國家要求規(guī)范。

二.礦床地質概況

石碌鐵礦南礦位于主礦體北一礦體西南端，為獨立小礦床，具有礦石品位高、含硫底等特點。礦床地質特征類型為熱液接觸交代-沉積變質型礦床。礦體主要賦存于青白口系石碌群的中段含鐵巖系，下段為白云巖、含鐵的紋層狀透輝石透閃石巖及白云巖質透輝石透閃石巖，上段為白云巖夾厚薄不一的碳質千枚巖及含鐵千枚巖 。礦體整體呈層狀、似層狀、透鏡狀產出，總體走向約為135°，傾向北東，傾角在45°～68°，礦體軸由西向東傾伏，傾伏角約-28°，主要賦礦標高+204m～+132m。

三.三維地質建模的應用

3.1地質綜合數據庫

南礦掛幫礦基建勘探共實際施工28個鉆孔，總鉆進進尺3165.43m，采樣455個；巷道地質編錄累計45.01m，采樣12個；分別分析化驗TFe、S兩元素合計934項。石碌鐵礦礦石質量分為五個品級（H1、H2、H3、H4、H5），主要以TFe、S兩元素為區(qū)域變量確定礦石品級。我們將基建勘探收集到的鉆孔、巷道數據資料整理錄入Excel表格，分別制作“定位表”、“化驗表”、測斜表”及“巖性表”四個信息表格，根據信息表格都有不同的字段，對應輸入不同的數據，最后依次導入3dimine軟件創(chuàng)建創(chuàng)建地質綜合數據庫。

3.2礦體線提取

南礦掛幫礦由9條勘探線（25ab～32a線）工程控制，工程網度間距約為20～27m×20～25m。石碌鐵礦體連接礦體方式與以往傳統圈定方法不一致，根據3dimine軟件實際估值需要，結合公司生產工業(yè)品級劃分需求，我們開始先在原需要利用到的平面圖數據、坐標轉換剖面圖鉆孔數據基礎上圈定礦體線，然后將各個剖面礦體線單獨提取保存成3dmine線文件，后續(xù)補充鉆孔數據庫逐漸導入，卻可以利用鉆孔空間軌跡圖修整新礦體線，直到勘探工程結束，礦體線也根據最新成果圈定完畢，可以進行三角網連接形成實體。

3.3實體模型

將各個剖面的礦體線提取保存后，利用最新地質數據庫空間軌跡修整礦體，整理找好剖面礦體線對應關系后，然后在閉合線之間連接三角網，形成實體模型。在閉合線連接三角網時難度最大的尋找各剖面礦體線對應性，南礦殘余掛幫礦體原南六、南四礦體下部延伸區(qū)域形態(tài)變化大，分枝分叉，所以我們連接三角網經常需要處理的幾種情況：1.兩剖面對應礦體線連接三角網需增加控制線，盡可能使三角網片分布均勻、視覺光滑美觀；2. 對于兩個剖面礦體線界線的變化較大及出現分枝復合現象，在剖面間連接三角網時往往需要人工干預，增加分區(qū)線或控制線，從而保證礦體模型的合理性。3. 在處理礦體內部大的夾石往往需要在空間上輔助增加多邊形，與原夾石線成對應性，有利于礦巖形態(tài)變化規(guī)律性，夾石厚度小，做尖滅到點或線處理。

3.4樣品組合

實體模型形成后，由于圈定礦體線樣品值在3dimine軟件中不能直接參與品位估值和計算，通常需要通過組合功能將這些樣品位置保存在線文件屬性中，再進行估值計算。本次樣品組合我們根據實際情況選用根據地質帶組合模式，參考本次基建勘探鉆孔取樣（2m/個）及巷道取樣（2～3m/個）規(guī)范，組合條件采用樣長度為2m，最小有效長度0.5m，缺失樣以平均值替代；組合方式采用已經建好的實體約束，主要組合內容為化驗表中TFe、S兩個元素屬性。

3.5塊體模型

實體模型與樣品組合準備好以后就可以創(chuàng)建塊體模型，礦塊尺寸參數與礦床類型、礦體規(guī)模、礦體的賦存特征、空間分布規(guī)律、開采方式、勘探線網度等有關，一般為勘探線網度的1/4-1/5，原則上礦塊越小，估值越準確。鑒于南礦掛幫礦規(guī)模較小，本次塊體尺寸設定為（1：1：1），次級模塊的尺寸與礦體的形態(tài)和厚度有關，一般為標準塊尺寸的1/2n，該參數也符合本次儲量估算要求。根據需要將塊體模型中礦塊質心點賦予五種屬性（礦巖屬性、TFe、S、比重、品級）。與其他礦山不同，石碌鐵礦主要將礦石質量分為不同品級（地質數據庫錄入化驗表自動劃分礦石品級）。依據TFe、S的含量圈定出不同的礦石品級（表內礦H1～H4，表外礦H5，FeS2），塊體模型需將不同品級著上不同的顏色，以便劃分，增加觀賞性。

3.6創(chuàng)建搜索橢球體

礦塊模型建立后，我們需要將礦塊模型中的塊體屬性進行賦值，主要是對TFe、S元素進行賦值。3dimine軟件估值計算結合地質統計學理論，我們選擇運用距離次冪反比法進行TFe、S賦值，由于南礦掛幫礦形態(tài)及產狀變化大，實體模型分為三個小礦體組成，分別為1#、2#、3號#礦體，各個礦體搜索橢球體參數設定（需了解礦體空間產狀-礦體走向、側伏角、傾角、傾向、礦帶長度、延深和厚度規(guī)模等參數）都不一致如表：

四.儲量估算應用

在礦塊模型進行屬性賦值后，我們可以進行資源儲量估算，礦塊模型一共讀取了646010個塊體，石碌鐵礦礦石品位較高，以露天成品塊礦不經選礦直接銷售著稱，也是主要經濟效益來源，因此資源儲量估算主要以品級區(qū)分貧富礦石。我們將最終估算結果與傳統地質斷面法法結果進行對比，誤差為1.01%左右，表明計算結果符合要求如表。

結束語：3dmine礦山軟件三維地質建模估算地質儲量過程方便、快捷，軟件研發(fā)從根本上立足解決用戶需求，不斷針對礦山實際情況調整完善自身。地質資源儲量不僅估算準確，而且很大程度地提高了礦山地質工作效率。礦山工程地質技術人員可以避免傳統地質斷面法帶來的繁瑣計算過程，也可以直觀清楚解譯礦體空間埋藏特征及產狀、地質構造等信息。我們將兩種估算結果進行對比驗證，雙管齊下可以充分保證資源可靠性，為今后礦山生產運營具有重大的指導意義。

參考文獻

[1]DZ/T0200-2002 鐵、錳、鉻礦地質勘查規(guī)范

[2]王運敏. 現代采礦手冊（上冊）[M].北京：冶金出版社，2011.3

[3]寧選風，蘇昌學.礦山數字化的探討 [J].現代礦業(yè)，2009（2）：31-32

[4] 王李管，何昌盛，賈明濤.三維地質實體建模技術及其工程的應用[J].金屬礦山.2006（2）：58-62