淺談3DMine礦業工程軟件在紅土型鎳礦建模中的應用

白石磊

摘 要：信息技術的快速發展，催促著數字化礦山的步伐，國內自主研發的3DMine礦業工程軟件已經具備了較高的水準，并且在很多勘查或礦山企業得到了實踐應用。本次通過運用3DMine對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。

關鍵詞：3DMine;紅土型;鎳礦;資源量

紅土型鎳礦是一種典型的風化-淋積-殘余礦床，成礦母巖一般為超基性巖，主要產于上部的紅土風化殼中，礦床規模一般較大，其形態簡單，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，每個含礦層位均具有不同的含礦性，根據生產需要，在估算資源量時需要對每個含礦層位分別進行統計報量，本次筆者以巴布亞新幾內亞瑞木鎳礦床為例，運用3DMine軟件進行建模，過程中采用了一種新的建模-賦值-報量方法，可以提高資源量估算的工作效率。

1建立數據庫

數據庫是一種綜合性的數據統計和管理工具，可以將勘查過程中的基礎數據及資料一并導入到數據庫中，然后利用3DMine軟件打開并進行顯示，即可在三維狀態下對勘查資料進行研究和分析。本次分別建立了定位表、測斜表、巖性表和樣品表共計四種數據表，其中定位表和測斜表決定了鉆孔在三維空間的軌跡，屬于數據庫強制性表，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，受風化和侵蝕影響最大，存在大面積缺失的現象，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象嚴重。在完成建模工作后，需要按照各個層位分別報量。

2.2礦體剖面解譯

如若按照每個含礦層位分別進行連接，則會出現局部含礦部位遺漏的現象，而且會因為含礦層存在缺失，出現礦體不連續，對后期實體連接造成較大影響，會造成實體相交等問題，后期處理工作較大。考慮到五個含礦層是根據地表風化程度差異劃分的，各元素含量在空間上有一定的連續性，因此，可以將五個含礦層看作成一個整體，統一進行地質解譯，最終圈定一個包含所有含礦層位的整合型礦體，然后根據各工程的巖性信息，在每個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底板或地層界線時，含礦層的形態易與地表起伏情況造成沖突，因此應采用兩孔之間的地形趨勢線代替直線，通過移動和旋轉功能來作為兩孔之間礦體頂底板和地層界線，以期與地表起伏形態達到最好的契合程度。

圈定夾石時，應根據各含礦層特征，在層內單獨圈連，外推時選擇在層內向外1/2尖滅。

3連接實體

3.1生成DTM面

①根據地形圖文件，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，作為后期報量時的約束條件。

3.2連接礦體實體

根據每條剖面中的礦體解譯線，連接呈包含所有含礦層位在內的統一礦體實體，然后進行合并，并驗證實體是否具有開放邊、自相交邊和無效邊，若存在，需進行局部修改，最終得到一個通過驗證的礦體實體。

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

4塊體賦值

將包含所有含礦層位的統一礦體作為對象，來進行建立塊體和賦值工作，首先按照圈礦指標，將所有含礦層位的樣品數據進行組合，得到組合樣品點文件，進行地質統計，進行變異函數擬合，得出搜索橢球體參數，然后建立塊體模型，并新建屬性，例如Ni品位（浮點數型）、小體重（浮點數型）、體積系數（浮點數型）、控制級別（字符型）、含礦層位（字符型）、巖礦類型（字符型）等，除巖礦類型初始設置為“wallrock”（圍巖）外，其他屬性的初始值全部為0，然后開始塊體賦值工作：

（1）采用單一賦值的方法，對礦體內部塊體的巖礦類型定義為“礦體”，即進行“巖礦類型=ore”賦值，塊體約束條件為：工作區范圍線文件內部、礦體實體內部、夾石實體外部、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，即可區分礦體部分與非礦部分;

（2）采用單一賦值的方法，對礦體內部“含礦層位”進行賦值，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）根據地質統計結果，采用距離冪次反比法，對包含所有含礦層位的整個礦體進行Ni品位屬性的賦值，賦值過程中含礦層位不作約束，根據不同的賦值搜索半徑，及時對賦值部分塊體完成控制級別的定義，最后根據各層的資料數據，對小體重、體積系數兩個屬性進行單一賦值，賦值約束僅限于含礦層位。

5塊體報量

完成賦值工作后，即可實現資源量估算工作，由于在賦值過程中，已經對各含礦層位的塊體已經進行層位名稱賦值，完全可以實現根據不同含礦層分別統計資源量，滿足生產中的技術需要。

6結論

本次在利用3DMine礦業工程軟件在紅土型鎳礦建模過程中，并未使用習慣的建模報量做法，即對每個含礦層位分別進行礦體地質解譯然后分別圈定礦體，而是利用各個含礦層在空間上的關系，首先作為一個整體來考慮建立實體和塊體模型，統一進行賦值，然后通過約束地層界線DTM面，來實現各含礦層位的塊體圈定，實現分層報量的目的。

通過此方法不僅能夠避免單獨圈礦時所產生的的礦石遺漏問題，兼顧到各個含礦層樣品Ni元素含量的連續性，亦可更加準確、效率的完成資源量估算工作。

參考文獻

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

[2]? 孫璐，戴曉江. 建立礦山三維模型中3DMine礦業軟件的應用 [J].中國非金屬礦工業導刊，2011，1：60-62.

[3]歐陽小良，余火忠，陳洪全，等. 巴布亞新幾內亞瑞木鎳鈷項目地質災害成因及治理設計研究[J]. 資源環境與工程，2009， 23（ 4）： 447 - 450.