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      3D Mine不規(guī)則礦體三維地質(zhì)建模和儲量計算

      2018-06-27 10:26:36王曉飛
      世界有色金屬 2018年7期
      關(guān)鍵詞:誤差率鉛鋅礦采場

      王曉飛

      (南京銀茂鉛鋅礦業(yè)有限公司,江蘇 南京 210033)

      鉛鋅硫多金屬礦體形態(tài)變化多樣,礦體厚薄極不均勻,多礦種交叉在一起。故而多金屬礦建模難度很高,模型形狀和體積也很難達到預(yù)想效果。要想礦體模型準確,首先要做好礦體形態(tài)推測、分支判斷,依據(jù)地質(zhì)工作常用的推測方法和實際現(xiàn)場工作經(jīng)驗來判斷;然后便是各礦體建模難易程度分類由易到難分析,尋找合適的建模辦法,確定建模思路;最后將直接相對困難的礦體合理分割為多個簡單小礦體,分別建模。將通過實體驗證的各分礦體組合在一起形成統(tǒng)一的主礦體,計算礦體儲量。

      1 礦體在三維空間中形態(tài)推測

      圖1 (a)1306-5礦體平面圖(標高-555M)

      圖1 (b)1306-7 礦體平面圖(標高 -549M)

      本次建模選取的兩張圖分別為:1306采場的5分層(水平標高-555m)、7分層(水平標高-549m)的地質(zhì)平面圖中礦體部分。

      該采場礦體厚大,局部礦體厚超50m,礦體可以代表性展現(xiàn)出井下回采中礦體變化的種種情況。

      現(xiàn)采場回采一般3m一分層,采礦作業(yè)方法為下巷進入充填采礦法?,F(xiàn)場因采場取樣布置為間隔一分層取樣。1306-6分層因未取樣,礦體邊界多參考5分層礦體邊界,建模的意義不大,故而跳過。

      依據(jù)圖1可看出:

      (1)外部總的礦體輪廓線變化不大,1306-7分層高度時礦體西部下盤局部有一定收縮,說明礦體所處的外部環(huán)境基本相同。

      (2)A礦體為鉛鋅礦主礦體,礦體下部(即5分層)時鉛鋅礦體東部厚、西邊薄。分散的小礦體A′、小礦體C與主礦體A之間被硫礦體B分隔,與主礦體A無直接聯(lián)系;礦體上部(即7分層)時,鉛鋅礦體已經(jīng)西邊急劇變厚,原西部硫礦體部分全部收縮至東部。

      小礦體A′已經(jīng)與主礦體合為一體,小礦體C雖仍然被硫礦體B分隔,但礦體面積變大很多,且直接延伸至上盤圍巖。由地質(zhì)推斷法可推測鉛鋅主礦體在下部1306-05分支為A和A′兩部分;單獨的鉛鋅小礦體C與主鉛鋅礦體A之間無直接聯(lián)系。

      (3)硫礦體B為硫鐵礦主礦體,礦體下部(即5分層)東部大,西部小,東部上盤有一條分支,其中夾了鉛鋅礦體D。硫礦體D與硫礦體B之間被鉛鋅礦體A分隔,與硫主礦體B之間無明顯聯(lián)系;礦體上部(即7分層)中,采場西部硫礦全部收縮至東部,東部上盤包裹鉛鋅礦體C的分支也收縮消失。硫礦體D完全尖滅。

      2 不規(guī)則礦體三維建模

      2.1 各礦體建模

      2.1.1 主鉛鋅礦體A

      該礦體厚度變化很大,轉(zhuǎn)折較多,礦體下部還有分支的小礦體A′,直接成體難度很大。如果以3D Mine中分區(qū)建模應(yīng)當可行,但會使礦體體積不受控制。建模最大的難點就在于礦體下部分塊的處理,簡單來說就是礦體西部下部從什么位置分支。按地質(zhì)推斷法,上下兩個面之間礦體可以各推測一半,但是直接推測得到面必然差距很大,所以需要分塊分層處理。

      (1)從小礦體A′最東部端點向下做一條平行于采場分界線的直線,沿這條線向上做剖面,將主礦體A分隔為東西兩部分。

      (2)采場西部因為礦體下部有分支,先將礦體劃分為西部上部部分、西部下部上盤部分和西部下部下盤部分。采場西部上下劃分主要靠西部礦體中間設(shè)立中間過渡層,中間布置水平高度-552m,位置設(shè)定在第一段描述中所得礦體剖面中部,保證礦體向中間收斂且能夠上下對應(yīng)。

      (3)過渡層分別與西部主礦體A和西部分支小礦體A′連接,準確分割過渡層對應(yīng)的面積是礦體體積保證的基礎(chǔ)。計算西部主礦體A和西部分支小礦體A′在本平面鉛鋅面積中所占比例,然后按比例劃分過渡層,為方便成體,具體劃分后建模效果如下:

      圖2 鉛鋅礦體A三維模型圖和礦體分解圖

      影響三維模型的誤差值的因素是礦體上下對應(yīng)情況,包括面積大小差距、位置、形態(tài)等。簡單來說,礦體越規(guī)整越好。本次建模中中間層使用簡單的長方形,極大的減少建模的難度,便于礦體實體的形成。

      2.1.2 硫主礦體B

      硫主礦體B相比與鉛鋅礦體A來說,要簡單不少,但是礦體形狀變化很大,各部分對應(yīng)困難。硫主礦體B最主要的是用控制線定位以下位置:①礦體與采場分界線的相交點;②礦體與其他礦體的交點;③礦體自身轉(zhuǎn)折點。

      2.1.3 硫礦體D

      硫主礦體D在上部尖滅,可能的尖滅方式一種為尖滅至線,一種為尖滅至點。二者體積計算公式分別為:V=S1/2×h、V=S1/3×h(V為礦體體積、S1為下部礦體面積、h為采高)。實際建模中尖滅至線成體,所得礦體實體體積為500M3,遠大于按尖滅至線公式計算礦體體積300M3,所以實際礦體尖滅至點應(yīng)該更為合理。

      2.1.4 鉛鋅礦體C

      鉛鋅礦體C相對簡單,直接成體即可。

      2.2 最終形成實體效果圖及礦體儲量計算對比

      圖3 總礦體三維模型圖

      最終成體后,鉛鋅礦體和硫鐵礦礦體儲量計算和誤差率計算如下表:

      表1 礦體儲量計算及誤差率表

      3D Mine三維建模得到礦體儲量為:鉛鋅礦22113噸、硫鐵礦11891噸;平行斷面法計算礦體儲量為:鉛鋅礦21406噸、硫鐵礦11828噸;誤差額為鉛鋅礦707噸、硫鐵礦63噸;誤差率為鉛鋅礦3.3%、硫鐵礦0.53%。

      總體來說誤差率相對較小,礦體模型體積是相對準確的。鉛鋅礦體誤差率大的主要原因在于礦體相對復(fù)雜,局部建模形狀不能完全保證。

      3 結(jié)論與問題

      本次三維建模主要尋找應(yīng)對井下礦體變化、礦體形態(tài)及不對稱時建模的方法。各礦體分塊分別建模,分段形成各個礦體,驗證成體后礦體儲量的準確性。礦體分塊建模局部體積差確實存在,但是按礦體整體來說,最終鉛鋅礦體的誤差率為3.3%、硫礦體的誤差率0.53%。實際生產(chǎn)中出礦量與平行斷面法計算礦量之間本身就有一定的出入,所以出現(xiàn)一定的誤差是正常的。存在的問題有:①礦體上下差距很大時,建模的模型體積相對誤差難以避免;②各礦體分段建模后,模型表面基本完整,模型之間還是有一定的交叉;③單獨小礦體的處理有待加強。

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