建筑用大理巖礦地質儲量建模分析與資源管理

陳雙雙，張冬武，陳文志

(孝昌順和礦業有限公司，湖北 孝昌 432800)

0 引言

中國一直都是一個礦產資源儲量十分豐富的國家，同時礦產的種類較為齊全，這也為我國相關行業的發展提供了有利的條件。雖然礦產資源數量龐大，但是人口眾多，所以人均占有量也較少[1]。

在這些資源中，要數大理石巖的儲量占比相對較大。大理石是我國建筑行業較為常用的一種材料，由于其堅硬度較高、外形好，受到了廣泛的歡迎[2]。大理石的數量也位于我國礦產資源儲備量的前列，但是對于開采的條件要求十分苛刻，因此，在開采的過程中需要更為嚴謹。

大理石巖的礦床多為層疊式伴生礦床，雖然分布范圍較廣，但是貧礦多，富礦少，同時，巖石的開采條件一般也呈現出復雜的情況，在開采的過程很容易造成事故的發生，產生或多或少的經濟損失[3]。最近幾年，對于大理石巖開采工程的數量逐年增加，這也使得相關的開采技術慢慢成熟，在施工的過程中大幅度地提高開采的效率和質量[4]。

對于大理巖地質儲量的預測也是開采技術中較為重要的一個環節，其對最終的開采結果會產生影響[5]。傳統的礦產資源儲量預估測量方法主要是通過對礦床的賦存條件、分布情況、礦物成分、品位結構以及地質影響等作出分析研究，獲取對應的數據信息，根據以上信息，再加上專業設備的處理，最終完成對于儲量的預測和估算，這種方式雖然可以得出結果，但是在實際應用的過程中，每一個環節的執行都很容易出現誤差，這導致最終的分析結果不具備可靠性和科學性[6]。面對這種情況，需要創建更加靈活的分析方法，并且在多種環境下及時作出反應，以此來確保最終測量的精準度[7]。另外，對于資源的管理也需要符合實際情況，并結合當地資源管理的基礎要求，創建出全面、系統的管理制度，進一步規范管理范圍。因此，對建筑用大理巖地質儲量進行建模分析與資源管理[8]。從多角度來對模型進行設計，并在分析的基礎上，添加部分的資源管理規定，以此來進一步完善優化相對應的分析結構，進而提升我國礦產資源分析與管理的質量和效率。

1 大理巖礦地質儲量建模分析與資源管理探析

1.1 儲備量基本假設

在大理巖礦儲量建模分析以及資源管理前，需要先依據實際情況作出基本的假設。假設的過程中涉及許多方面。首先是地質條件的限制，此處的地質屬于較為松散的類型，并且礦床的分布范圍相對較為不均勻，礦區北側的大理巖石礦產較為分散，并且礦石的質量也呈現出低質的狀態，開采分析條件相對較差；而南側的大理巖礦的分布卻較為集中，礦場多為共生、伴生礦床，并且通過測量，礦產資源中的金屬元素含量以及占有比例相對較為固定，這也表明此處的礦產發育較為穩定，不存在交叉發育的現象出現。所以，面對這種情況，需要依據不同的礦區分別作出假設，以此來確保最終分析結果的精準性和可靠性。可以采用不同的礦產邊界品位來圈定存在的假設差異，尤其是對多元素的大理巖的伴生、共生礦床，更需要擴大假設的實際范圍，增強圈定的復雜程度。根據獲取的相關數據信息，計算大理巖礦的損失率和貧化率，具體如式(1)，式(2)所示：

(1)

(2)

其中，H為大理巖礦的損失率；β為品味范圍；d為邊界圈定值；J為大理巖礦的貧化率；α為假設的范圍定量；λ為采選冶參數；d為邊界圈定值。

通過以上計算，最終可以得出實際的大理巖礦的損失率和貧化率。將所計算出來的損失率和貧化率添加在假設之中，并且依據邊界品位、礦產的屬性等因素，來對大理石的礦產儲備量作出假設，為后續工作奠定基礎。

1.2 設計有限差儲量分析網格

完成儲備量基本假設之后，設計有限差儲量分析表格。建模分析網格可以劃分為很多種類，而可以應用于礦產儲備量分析的矩形網格和有限差網格，這兩種分析測量網格都有著固定的建模單元值，但是矩形分析網格創建的坐標軸距離相對較大，在作出分析的過程中就會產生一定的差異，這些差異對于后續儲量的分析也呈現出隱式的情況，同時也會造成關聯式的錯誤，最終影響分析結果。而有限差分析網格則有所不同，它是通過計算單元值之間存在的有限差值，來建立平行的坐標系和坐標軸，然后，通過單元格所呈現的大小以及相對應的作用方向來作出設置，再計算出對應的距離和數值即可。所以，先計算平行軸的三維有限距離，如式(3)所示：

(3)

其中，K為平行軸的三維有限距離；δ為均勻范圍；μ為線性差值。

通過以上計算，最終可以得出實際的平行軸三維有限距離。將數值添加在所創建的有限差分析網格之中，如圖1所示。

根據圖1可以了解到有限差的分析網格構造。在此基礎上，依據二維的單元基礎，創建三維的分析計算網格，并增加差值的實際計算時間，同時在分析的過程中，有限差分析由于網格的密集，所以出現誤差的幾率也相對較少，這對于最終建模分析結果的精準度也是一種保障。

1.3 創建EVS三維重疊測算分析模型

在完成有限差儲量分析網格的設計之后，接下來，需要創建EVS重疊測算分析模型，以此來對大理巖礦的實際儲備量作出分析計算。在上述的基礎之上，創建一種統一的分析預估模式，對儲備量先作出簡略地描述。根據多源異構的特征，再加之收集的鉆孔地層信息，利用專業的設備，獲取相應的數據信息，隨后，建立EVS分層重疊測算矩陣，并計算重疊測算范圍，如式(4)所示：

(4)

其中，Y為重疊測算范圍;χ為多源范圍值;c為重疊轉換誤差。通過以上計算，最終可以得出實際的重疊測算范圍。之后，將該范圍作為模型分析的范圍，再加之地層建模以及巖性建模的輔助，進一步完善整個EVS重疊測算模型的分析精準度。之后，建立分析作用矩陣，具體如式(5)～式(7)所示：

T=λ+0.5a-2θ

(5)

F=2λ+0.5a-4θ

(6)

V=3λ+0.5a-6θ

(7)

其中，T,F,V均為重疊的分析系數；λ為套用距離；a為混合百分比；θ為剖面距離。通過以上計算，最終可以得出實際的重疊的分析系數。將其添加在EVS重疊測算分析模型之中，并依據測算的情況，設立對應的約束條件，再加之可視化技術的輔助，最終完成對EVS重疊測算分析模型的創建。

1.4 形成EVS重疊模型中的資源協調管理機制

在完成EVS重疊測算分析模型的創建之后，接下來，需要在形成的模型之中進行資源協調管理機制的創建。通常情況下，資源協調管理機制都需要建立在實際的應用中，并且具有一定的關聯性，在協調的過程中不斷完善拓展，當出現問題時，需要作出更改和完善，以確保其正確性和可靠性。首先，對開采的資源，它的存放、使用、屬性分析以及后續處理都需要進行管理規劃。可以成立聯合檢查小組，對于日常的工作作出核查、檢驗。同時促使各個部門之間加強資源開發與管理的交流與協作，聘請專業人員進行指導、檢查，將其中存在的問題以及缺陷進行更改和彌補，進一步完善審查監督以及協調管理的相關機制，全面優化礦山地質資源管理的相關措施，加強資源的利用效率，統一各個監察與管理的環節，增強薄弱環節的重視，有針對性地不斷完善礦山資源的協調管理機制。

1.5 數字化監管完成地質儲量建模分析與資源管理

在完成資源協調管理機制的創建之后，接下來，通過數字化的監管來完成地質儲量建模分析與資源管理。隨著計算機技術的不斷完善和發展，數字化處理模式逐漸被應用在礦山資源的管理之中。可以利用數字化的掃描功能對資源的數量、體積、屬性等數據信息作出處理和收集，并將其匯總在平臺之中，借助于CAD電子處理整合工具，將資源數據匯總，以三維可視化的形式呈現出來，利用定位監測裝備對資源的應用處理進行實時監查，并建立礦床的三維模型，依據模型為基礎，作出資源管理，在數字化技術的輔助下，形成一整套的數字化監管框架，完成最終的資源管理。

2 實例分析

2.1 P大理巖礦區儲量分析現狀簡述

本次主要是對P大理巖礦區儲量進行分析研究，P礦區位于湖北省孝昌縣小河鎮花山的一個沖礦場之中，位置偏東25°的方向，處于兩個縣的交界處，并且附近有大量的水源。礦區周邊的道路環境以及開采條件相對較好，并且交通十分便利。具體的位置圖如圖2所示。

根據圖2可以得知P礦區的實際地理位置。此礦區的地理位置雖然較好，但是外部環境、溫度環境卻存在一定的差異。礦區周圍的山脈呈現出南東高、北西低的特征，海拔也相對較高，大約為286.13 m。區內地形切割較深，山體多呈現出渾圓的狀態，多為U型谷。所以，這樣的地形也給礦產資源的開采以及儲備量的估算造成了較大的難度，并且一定程度上還會影響最終的開采結果。不僅如此，P大理巖礦區坡地較多，對于礦產資源的管理也是十分困難，分析管理條件差異加大，極容易產生小誤差，并且相關測量設備的使用也會受到影響，產生信號混亂以及傳輸錯誤問題的發生，所以，P礦場儲備量以及資源的管理現狀較為糟糕，需要進行及時處理解決，以確保開采的順利實施。

2.2 P大理巖礦區實例分析

根據上述對P礦區現狀的分析，接下來，對其進行實際的分析與處理，具體的分析管理流程如圖3所示。

根據圖3中的數據信息，最終可以得出相關的數據信息，對其作出分析，結果如表1所示。

根據表1中的數據信息，最終可以得出實例分析的結果：在相同的分析條件下，運用本文所設計的儲量建模對P礦區的礦產自然資源的儲備量作出估算，最終得出的誤差對比于為應用建模分析和資源管理的測試組相對較小，這表明分析與管理的結果相對較好，具有潛在的應用價值。

3 結語

建筑用大理巖礦地質儲量建模分析與資源管理，對比于傳統的二維建模，三維建模的分析過程更加精細，在估算預測時，對于數據信息精準度的要求也相對較高，最終得出的分析結果的呈現也更加清晰、直觀和準確，再加上計算機技術以及互聯網的輔助，更加優化完善了對應的結果。另外，在完成儲備量的預測后，還需要創新相關的資源管理制度規范，高效地解決資源應用和存儲等問題，以此來提升整體大理巖礦開采額定質量和效率，同時對于我國礦產資源技術也是一種提升。