淺談3DMine礦業(yè)工程軟件在紅土型鎳礦建模中的應(yīng)用

白石磊

摘 要：信息技術(shù)的快速發(fā)展，催促著數(shù)字化礦山的步伐，國內(nèi)自主研發(fā)的3DMine礦業(yè)工程軟件已經(jīng)具備了較高的水準(zhǔn)，并且在很多勘查或礦山企業(yè)得到了實(shí)踐應(yīng)用。本次通過運(yùn)用3DMine對(duì)紅土型鎳礦開展建模工作，尋找出了一種比較方便的方法，可以有效的提高資源量估算工作的效率。

關(guān)鍵詞：3DMine;紅土型;鎳礦;資源量

紅土型鎳礦是一種典型的風(fēng)化-淋積-殘余礦床，成礦母巖一般為超基性巖，主要產(chǎn)于上部的紅土風(fēng)化殼中，礦床規(guī)模一般較大，其形態(tài)簡單，主要呈似層狀面狀分布，主要受地形起伏控制。紅土型鎳礦具有明顯的分帶性，每個(gè)含礦層位均具有不同的含礦性，根據(jù)生產(chǎn)需要，在估算資源量時(shí)需要對(duì)每個(gè)含礦層位分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)報(bào)量，本次筆者以巴布亞新幾內(nèi)亞瑞木鎳礦床為例，運(yùn)用3DMine軟件進(jìn)行建模，過程中采用了一種新的建模-賦值-報(bào)量方法，可以提高資源量估算的工作效率。

1建立數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫是一種綜合性的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和管理工具，可以將勘查過程中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及資料一并導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫中，然后利用3DMine軟件打開并進(jìn)行顯示，即可在三維狀態(tài)下對(duì)勘查資料進(jìn)行研究和分析。本次分別建立了定位表、測(cè)斜表、巖性表和樣品表共計(jì)四種數(shù)據(jù)表，其中定位表和測(cè)斜表決定了鉆孔在三維空間的軌跡，屬于數(shù)據(jù)庫強(qiáng)制性表，巖性表和樣品表屬于非必須表，描述鉆孔揭露的地層巖性和樣品采樣分析成果[2]。

2礦體解譯

2.1礦體賦存層位

紅土型鎳礦主要賦存于第四系風(fēng)化殼中，主要受地形起伏控制。礦體上部覆蓋層主要為腐殖層（Q），下部底板主要為基巖（B），中間含礦層位在剖面上自上而下可分為：紅色褐鐵礦層（O）、黃色褐鐵礦層（L）、殘積層（S）、上含礫殘積層（R1）、下含礫殘積層（R2）[1] [3]，其中紅色褐鐵礦層由于處于最上部，受風(fēng)化和侵蝕影響最大，存在大面積缺失的現(xiàn)象，黃色褐鐵礦層、殘積層和上、下含礫殘積層為主要含礦層位[1]，而且地層連續(xù)性不搞，出黃色褐鐵礦層和殘積層外，其他含礦層局部缺失現(xiàn)象嚴(yán)重。在完成建模工作后，需要按照各個(gè)層位分別報(bào)量。

2.2礦體剖面解譯

如若按照每個(gè)含礦層位分別進(jìn)行連接，則會(huì)出現(xiàn)局部含礦部位遺漏的現(xiàn)象，而且會(huì)因?yàn)楹V層存在缺失，出現(xiàn)礦體不連續(xù)，對(duì)后期實(shí)體連接造成較大影響，會(huì)造成實(shí)體相交等問題，后期處理工作較大。考慮到五個(gè)含礦層是根據(jù)地表風(fēng)化程度差異劃分的，各元素含量在空間上有一定的連續(xù)性，因此，可以將五個(gè)含礦層看作成一個(gè)整體，統(tǒng)一進(jìn)行地質(zhì)解譯，最終圈定一個(gè)包含所有含礦層位的整合型礦體，然后根據(jù)各工程的巖性信息，在每個(gè)剖面中連接出相鄰層位的地層界線，即Q-O、O-L、L-S、S-R1、R1-R2、R2-B六條地層界線。

在圈礦和連接地層界線過程中，兩孔之間利用直線相連作為礦體頂?shù)装寤虻貙咏缇€時(shí)，含礦層的形態(tài)易與地表起伏情況造成沖突，因此應(yīng)采用兩孔之間的地形趨勢(shì)線代替直線，通過移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)功能來作為兩孔之間礦體頂?shù)装搴偷貙咏缇€，以期與地表起伏形態(tài)達(dá)到最好的契合程度。

圈定夾石時(shí)，應(yīng)根據(jù)各含礦層特征，在層內(nèi)單獨(dú)圈連，外推時(shí)選擇在層內(nèi)向外1/2尖滅。

3連接實(shí)體

3.1生成DTM面

①根據(jù)地形圖文件，利用3DMine軟件生成地表DTM面，用來作為礦體的約束條件;

②根據(jù)每條剖面中的地層界線，來生成各含礦層之間的地層界線DTM面，即Q-O、O-L、L-S、S-R1、R1-R2、R2-B六條地層界線的DTM面，作為后期報(bào)量時(shí)的約束條件。

3.2連接礦體實(shí)體

根據(jù)每條剖面中的礦體解譯線，連接呈包含所有含礦層位在內(nèi)的統(tǒng)一礦體實(shí)體，然后進(jìn)行合并，并驗(yàn)證實(shí)體是否具有開放邊、自相交邊和無效邊，若存在，需進(jìn)行局部修改，最終得到一個(gè)通過驗(yàn)證的礦體實(shí)體。

夾石連接實(shí)體時(shí)，除相鄰剖面相同層位相連外，其他均外推1/2工程間距進(jìn)行尖滅處理，外推尖滅點(diǎn)位應(yīng)考慮地形起伏因素，盡量保證連接好的夾石僅存在于相對(duì)于的含礦層位內(nèi)部。

4塊體賦值

將包含所有含礦層位的統(tǒng)一礦體作為對(duì)象，來進(jìn)行建立塊體和賦值工作，首先按照圈礦指標(biāo)，將所有含礦層位的樣品數(shù)據(jù)進(jìn)行組合，得到組合樣品點(diǎn)文件，進(jìn)行地質(zhì)統(tǒng)計(jì)，進(jìn)行變異函數(shù)擬合，得出搜索橢球體參數(shù)，然后建立塊體模型，并新建屬性，例如Ni品位（浮點(diǎn)數(shù)型）、小體重（浮點(diǎn)數(shù)型）、體積系數(shù)（浮點(diǎn)數(shù)型）、控制級(jí)別（字符型）、含礦層位（字符型）、巖礦類型（字符型）等，除巖礦類型初始設(shè)置為“wallrock”（圍巖）外，其他屬性的初始值全部為0，然后開始?jí)K體賦值工作：

（1）采用單一賦值的方法，對(duì)礦體內(nèi)部塊體的巖礦類型定義為“礦體”，即進(jìn)行“巖礦類型=ore”賦值，塊體約束條件為：工作區(qū)范圍線文件內(nèi)部、礦體實(shí)體內(nèi)部、夾石實(shí)體外部、地表DTM面以下、Q-O地層界線DTM面以下、R2-B地層界線DTM以上，即可區(qū)分礦體部分與非礦部分;

（2）采用單一賦值的方法，對(duì)礦體內(nèi)部“含礦層位”進(jìn)行賦值，即可完成各含礦層塊體的圈定，賦值約束條件如下：

①含礦層位=O：巖礦類型=ore、O-L地層界線DTM面以上;

②含礦層位=L：巖礦類型=ore、L-S地層界線DTM面以上、含礦層位=0;

③含礦層位=S：巖礦類型=ore、S-R1地層界線DTM面以上、含礦層位=0;

④含礦層位=R1：巖礦類型=ore、R1—R2地層界線DTM面以上、含礦層位=0;

⑤含礦層位=R2：巖礦類型=ore、R1—R2地層界線DTM面以下、含礦層位=0;

（3）根據(jù)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，采用距離冪次反比法，對(duì)包含所有含礦層位的整個(gè)礦體進(jìn)行Ni品位屬性的賦值，賦值過程中含礦層位不作約束，根據(jù)不同的賦值搜索半徑，及時(shí)對(duì)賦值部分塊體完成控制級(jí)別的定義，最后根據(jù)各層的資料數(shù)據(jù)，對(duì)小體重、體積系數(shù)兩個(gè)屬性進(jìn)行單一賦值，賦值約束僅限于含礦層位。

5塊體報(bào)量

完成賦值工作后，即可實(shí)現(xiàn)資源量估算工作，由于在賦值過程中，已經(jīng)對(duì)各含礦層位的塊體已經(jīng)進(jìn)行層位名稱賦值，完全可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)不同含礦層分別統(tǒng)計(jì)資源量，滿足生產(chǎn)中的技術(shù)需要。

6結(jié)論

本次在利用3DMine礦業(yè)工程軟件在紅土型鎳礦建模過程中，并未使用習(xí)慣的建模報(bào)量做法，即對(duì)每個(gè)含礦層位分別進(jìn)行礦體地質(zhì)解譯然后分別圈定礦體，而是利用各個(gè)含礦層在空間上的關(guān)系，首先作為一個(gè)整體來考慮建立實(shí)體和塊體模型，統(tǒng)一進(jìn)行賦值，然后通過約束地層界線DTM面，來實(shí)現(xiàn)各含礦層位的塊體圈定，實(shí)現(xiàn)分層報(bào)量的目的。

通過此方法不僅能夠避免單獨(dú)圈礦時(shí)所產(chǎn)生的的礦石遺漏問題，兼顧到各個(gè)含礦層樣品Ni元素含量的連續(xù)性，亦可更加準(zhǔn)確、效率的完成資源量估算工作。

參考文獻(xiàn)

[1]? 李雷，李文光，陶思，等. 巴布亞新幾內(nèi)亞瑞木鎳鈷礦地質(zhì)特征及成礦規(guī)律[J].礦產(chǎn)勘查，2011，2（4）：441-444.

[2]? 孫璐，戴曉江. 建立礦山三維模型中3DMine礦業(yè)軟件的應(yīng)用 [J].中國非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊，2011，1：60-62.

[3]歐陽小良，余火忠，陳洪全，等. 巴布亞新幾內(nèi)亞瑞木鎳鈷項(xiàng)目地質(zhì)災(zāi)害成因及治理設(shè)計(jì)研究[J]. 資源環(huán)境與工程，2009， 23（ 4）： 447 - 450.