高曼麗

（甘肅煤田地質(zhì)局一四九隊，甘肅 蘭州 730020）

可持續(xù)發(fā)展是當今社會亟待實行的發(fā)展戰(zhàn)略，其關(guān)系到人們未來的生活質(zhì)量，可以解決社會生產(chǎn)力與資源相矛盾的問題。而礦產(chǎn)資源作為人們生產(chǎn)力發(fā)展的不可或缺的產(chǎn)物，其是人類實行可持續(xù)發(fā)展的重要資源。現(xiàn)如今，礦產(chǎn)資源的開發(fā)水平較高，但是利用程度較低，礦產(chǎn)資源浪費的現(xiàn)象比比皆是[1]。為了警示礦產(chǎn)資源浪費，本文設(shè)計了礦產(chǎn)資源儲量預(yù)測方法，以甘肅碧口地區(qū)礦產(chǎn)資源為例，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對未來幾年的礦產(chǎn)資源儲量進行預(yù)測。首先，識別影響礦產(chǎn)資源儲量的因子，分析該地區(qū)的礦產(chǎn)資源；其次，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定礦產(chǎn)資源儲量預(yù)測拓撲結(jié)構(gòu)，找出隱含層；最后，完成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測訓(xùn)練，實現(xiàn)礦區(qū)資源儲量的預(yù)測。利用上述預(yù)測方法，可以基本預(yù)測出未來幾年的礦產(chǎn)資源儲量形勢，為相關(guān)勘查、開采和利用礦產(chǎn)資源的部門提供警示依據(jù)，為我國可持續(xù)發(fā)展提供可靠數(shù)據(jù)。

1 甘肅碧口地區(qū)礦產(chǎn)資源儲量預(yù)測方法設(shè)計

1.1 識別礦產(chǎn)資源儲量影響因子

礦產(chǎn)資源勘查是一個非常復(fù)雜的模式，由礦產(chǎn)資源、經(jīng)濟和社會共同構(gòu)成，與之相互連接、共同促進礦產(chǎn)資源勘查的效果。其中經(jīng)濟條件為礦產(chǎn)資源的外部條件，社會環(huán)境是勘查的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其難易程度將直接影響礦產(chǎn)資源儲量的預(yù)測能力。因此，本文設(shè)計的方法中，首要條件為識別礦產(chǎn)資源儲量的影響因子。一般情況下，礦產(chǎn)資源儲量預(yù)測與礦產(chǎn)資源原有數(shù)量和質(zhì)量、礦區(qū)勘查人員、成本和項目等有關(guān)，此四項因素分別代表礦產(chǎn)資源、經(jīng)濟和社會等三個方向，是對礦區(qū)預(yù)測的先決條件[2]。由于礦產(chǎn)資源的數(shù)量、質(zhì)量條件是根據(jù)地球遠古時代，經(jīng)過長久的時代更迭，而流傳下來的資源，因此，需要利用科技的力量，對礦產(chǎn)資源進行預(yù)測，保證預(yù)測效果與質(zhì)量。對于礦山勘查人員來說，礦產(chǎn)資源仍處于較多的程度，不能對礦產(chǎn)資源進行有效的利用，本文就此問題，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為礦產(chǎn)資源的預(yù)測提供理論依據(jù)。

1.2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定礦產(chǎn)資源儲量預(yù)測拓撲結(jié)構(gòu)

拓撲結(jié)構(gòu)可以將礦區(qū)礦產(chǎn)資源的儲量進行預(yù)測，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提高預(yù)測礦產(chǎn)資源的精準度。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，拓撲結(jié)構(gòu)可以描述出礦區(qū)中礦產(chǎn)資源的概況、配置，包括各個節(jié)點的相互聯(lián)系。通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，可以將近幾年的礦區(qū)職工總數(shù)、礦區(qū)勘查項目數(shù)、礦區(qū)勘查成本、實際礦產(chǎn)資源存儲量等數(shù)據(jù)作出清晰的判定，進而繪制出相關(guān)儲量曲線，如下圖1所示。

圖1 礦產(chǎn)資源儲量曲線

如圖1所示，近年來，礦區(qū)礦產(chǎn)資源存儲量逐漸減少，由于其不可再生性，如果開發(fā)與利用再不加節(jié)制的浪費，過不了多久，礦產(chǎn)資源會被消耗殆盡。因此，本文基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對未來幾年的礦產(chǎn)資源進行預(yù)測。首要條件即為對礦產(chǎn)資源的隱含層作出研究。隱含層的確定公式如下：

1.3 進行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測訓(xùn)練

由于礦產(chǎn)資源預(yù)測時，輸入輸出數(shù)據(jù)的含義不同，因此，預(yù)測前，本文將其進行歸一化處理，歸一法則如下：

式（2）中，xi為礦產(chǎn)資源儲量預(yù)測值；xmin為儲量最小值；xmax為儲量最大值；x為網(wǎng)絡(luò)預(yù)測輸出結(jié)果。本文考慮到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的收斂性能，對訓(xùn)練預(yù)測數(shù)據(jù)有著較為真實的結(jié)果，真實誤差較小，因此，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對甘肅碧口地區(qū)的礦產(chǎn)資源進行預(yù)測。根據(jù)xmin與xmax的近幾年礦產(chǎn)資源儲量最小、最大值判斷，礦產(chǎn)資源儲量預(yù)測成果。此外，由于xmin與xmax值均屬于真實數(shù)據(jù)，根據(jù)上文中對礦產(chǎn)資源隱含層的確定，不僅使預(yù)測效果更佳以及誤差值更小，還符合泛化效果。

2 實例分析

2.1 礦區(qū)概況

甘肅碧口礦區(qū)地層屬于晚古生代早期基性巖體，是碧口群白果樹組，由于火山巖漿活動與沉積作用，使該地區(qū)富集成銅礦，礦體中存在綠色火山巖向淺紅色正常沉積巖過渡區(qū)域。其構(gòu)造為陽壩復(fù)式走滑斷裂帶，礦石類型以銅磁鐵石英巖型、黃鐵黃銅礦型、含銅綠片巖型3種類型為主，多含Cu、Zn、Pb等金屬物質(zhì)，在硅化強烈的作用下，形成次生石英巖型的銅礦。其內(nèi)礦物組合為磁鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、鋅礦、輝銅礦等，礦產(chǎn)資源含碧玉、石英、綠泥石等，以其特殊的性質(zhì)，主要產(chǎn)出鎳黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦等以銅礦為主的礦產(chǎn)。由于銅礦普遍伴生周圍巖體蝕變，因此，圍巖以綠泥石化巖、硅化巖為主，漸顯清晰，礦體延伸長度遠大于延展程度。以上巖性特點均可以成為甘肅碧口礦區(qū)的找礦標志。

2.2 應(yīng)用結(jié)果

利用本文設(shè)計的預(yù)測方法，得出近幾年甘肅碧口礦區(qū)礦產(chǎn)資源預(yù)測訓(xùn)練數(shù)據(jù)如下表1所示。

表1 訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)

由表1可知，2015-2020年間，礦區(qū)勘查人數(shù)不斷增加，資金上下幅度較大，礦產(chǎn)資源儲量并不會隨著勘查資金的增加而增加，因此，需要通過式（2），計算隱含層數(shù)，預(yù)測甘肅碧口地區(qū)礦產(chǎn)資源的儲量，根據(jù)歸一化指標，繪制出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測礦產(chǎn)資源的圖像，如下圖2所示。

圖2 礦產(chǎn)資源儲量預(yù)測圖示

如圖2所示，對未來5年的礦產(chǎn)資源儲量進行預(yù)測，得出的預(yù)測數(shù)據(jù)如下表2所示。

表2 預(yù)測數(shù)據(jù)

結(jié)合圖2與表2可知，未來5年內(nèi)，礦區(qū)勘查人數(shù)只增不減，但是勘查資金和項目，以及礦產(chǎn)資源的儲量在2023年迎來一個高值，隨后處于下降的趨勢，因此，本文將預(yù)測數(shù)據(jù)控制在合理范圍內(nèi)，根據(jù)礦區(qū)的實際條件進行分析，最終得出預(yù)測結(jié)果。本文認為，若想提高甘肅碧口礦產(chǎn)資源儲量，要對本次結(jié)果作出可行性分析，以確定最佳的勘查資金投入量。

3 結(jié)語

近年來，隨著科技的進步，礦產(chǎn)資源的需求量不斷增加，靠著得天獨厚的礦產(chǎn)資源，提高了人們的生活質(zhì)量，但是礦產(chǎn)資源作為不可再生資源，在高消耗、低產(chǎn)量的情況下，儲量越來越少，為了子孫后代的繁榮發(fā)展，本文對甘肅碧口地區(qū)的礦產(chǎn)資源的儲量作出預(yù)測，旨在為我國的礦產(chǎn)資源開發(fā)與利用提供理論依據(jù)，促進國家的可持續(xù)發(fā)展。