一种新的矿产储量计算方法.pdf

SeriesNo. 382 April 2008 金 属 矿 山 METAL M I NE 总第382期 2008年第4期 刘树惠1982 , 女,中国地质大学武汉资源学院硕研06 - 26 班,硕士研究生, 430074湖北省武汉市。 一种新的矿产储量计算方法 刘树惠 王献勇 丁 浩 中国地质大学武汉 摘 要 针对传统矿产储量计算方法和地质统计学矿产储量计算方法存在的不足,提出了一种均值与插值相 结合的新的矿产储量计算方法。该方法先建立网格,再将网格分成内部包含样品和内部不包含样品两类,然后分 别用平均值法和距离平方反比法计算其品位值,进而得出网格乃至整个矿体的储量。这种储量计算方法既解决了 传统算法准确度不够高的缺点,又克服了地质统计学方法计算量太大的弊端。对紫金山金矿床某矿体储量的实际 计算结果证明了新算法的可行性。 关键词 矿产储量计算 平均值法 距离平方加权反比法 A NewM ethod ineral Reserve Calculation Liu Shuhui Wang Xianyong Ding Hao China University of Geosciences,W uhan Abstract In view of the defects in the conventionalmineral reserve calculation and geostatisticalmineral re2 serve calculation , a new mineral reserve calculation that combinesmean value and interpolation s is proposed. This first sets up the grids, divides the grids into two categories containing samples or not, calculates their grade values bymean value and inverse distance square respectively, and further obtains the reserve of the grids and also of the whole orebody . This reserve calculation can not only solve the problem of not high accuracy of the conventional algorithm but also eliminate the drawback of a too much calculationwork involved in geostatisticalmeth2 od. The feasibility of the new algorithm has been proved in the practical calculation of the reserve of an orebody in Zijinshan gold deposit . Keywords Mineral reserve calculation, Mean value , Inverse distance square weighting 1 现有矿产储量计算方法存在的问题 传统矿产储量计算方法具有简单、 直观、 实用等 许多优点,但也存在一些难以克服的弱点,主要问题 是可靠性差,其结果常出现不可预测的误差 [1 ]88 ,因 而已不能适应现代生产发展的要求。例如,传统矿 产储量计算方法中常用的多边形法只根据多边形块 段内的1个钻孔资料来估算储量,而没有考虑周围 其它钻孔的影响,可以说是“ 一孔之见 ”;剖面法和 三角形法中所利用的每一个钻孔数据在储量计算中 的贡献都是相同的,即都是等权的,没有区别不同情 况给予不同的权,所以计算结果精确度比较低。地 质统计学矿产储量计算方法虽然考虑到了样品间距 离的变化和样品间相对方向的变化,计算结果精确 度比较高,但是算法比较复杂,计算量比较大,计算 费用比较高 [2 ]93294。 为克服上述不足,本研究提出了一种将求平均 值法与距离平方加权反比插值法相结合的新的矿产 储量计算方法。用该方法对紫金山金矿床某矿体进 行储量实际计算,取得了较好的效果。 2 均值与插值相结合的矿产储量计算方法 2. 1 基本原理 各种矿产储量计算方法都遵循一个基本原则,即 将形状复杂的矿体描绘成与该矿体体积大致相等的 简单几何形体,并将矿化复杂状态转化为均匀化状 态,以便采用简单的数学公式计算其体积和储 量 [1]183。均值与插值相结合的矿产储量计算方法是 以原始数据点的横、 纵坐标的最小值及最大值构成矩 形网格的边界,再根据需要将矩形划分为mn个小 矩形,即形成矩形网格 [3] ,然后用均值与插值法相结 合的方法计算每个网格点的矿石量及金属量,最后将 69 工作区内所有网格的矿石量及金属量分别相加 [4] ,便 可得到整个矿体的矿石储量和金属量。 2. 2 计算步骤 均值与插值法相结合的矿产储量计算方法的计 算过程分为3步数据处理,计算单个网格的品位 值,根据单个网格的品位值统计储量。 2. 2. 1 数据处理 数据处理包括样品等长化处理,以及建立立方 体网格等。 2. 2. 2 计算单个网格的品位值 为计算每个网格的矿石品位,把网格分成两类, 一类是内部包含样品的网格,另一类是内部不包含 样品的网格。对这两类网格分别用以下两种不同的 方法计算其品位值。 1对于内部含有样品的网格,根据网格内所 含所有样品的品位值用平均值法计算网格的品位 值。 当网格包含样品时,位于网格外部的样品对它 的影响程度很小,所以只取网格内部的样品参加计 算。假设网格A内含有n个样品,第i个样品Yi的品 位值为Zi,则该网格的品位值Z A是这n个样品 品位值的平均值,即 Z A 1 n ∑ n i 1 Zi.1 2对于内部不包含样品的网格,根据品位已知 网格的品位值用距离平方加权反比法计算其品位值。 距离平方加权反比法的基本原理是用己知点的 信息按己知点与未知点的距离进行加权来确定未知 点的属性。假定样点间的信息是相关的,且依距离 间隔的变化是相似的,则在进行空间插值时,估测点 的信息来自于周围的已知点,信息点与估测点的距 离不同,它对估测点的影响也不同,其影响程度与距 离的平方成反比。设不包含样品的网格B附近有m 个样品,第j个样品Xj的品位值为Zj, B与Xj间的距 离为dj,则Zj的权重 λj 1 d 2 j ∑ m j1 1 d 2 j ,2 网格B的品位估计值 Z 3 B ∑ m j1 Z jλj1 3 2式中的幂指数也可以取其它整数。幂指数 的大小决定着距离的权重。使用较大的幂指数时, 距待估网格较近的样品将几乎占用全部的权重;反 之,权重在各样品中分布均匀。在实际计算时,每一 个权重都用一个分数表示,且权重之和为1。 可以证明,距离平方加权反比法是一种较精确 的空间预测方法 [2 ]425。当样品少于 500个时,可以 在计算机上用所有的样品品位进行计算,并且插值 过程也比较快。但是当样品的个数很多时,就要根 据搜索体圆球体、 立方体、 椭圆球体等来选取以 待估网格为中心的一个区域内的样品参加插值计 算。可以给定一个搜索体的半径,如果在搜索体范 围内没有样品,就逐步增加搜索体半径的长度,以确 保每个矿体块都有品位值。 2. 2. 3 根据单个网格的品位值统计储量 假设单个网格的品位值为Z、 体重为T、 体积为 V,那么单个网格的矿石质量G和金属量M为 G TV,4 M TVZ.5 将全部网格的矿石质量和金属量分别累计,即 可算出矿体的矿石储量和金属量。 3 计算实例 采用均值与插值相结合的储量计算方法对紫金 山金矿床某矿体的储量进行实际计算,并与与克立 格法进行比较,结果列于表1。可见,均值与插值结 合法产生的绝对误差和相对误差都在允许范围内, 证明该算法确实可行。 表1 紫金山金矿床某矿体储量计算结果 金品位范围 / g/t 计算项目 计算结果 克立格法本 法 绝对误差 相对误差 / 平均金品位/ g/t1. 4691. 4560. 0130. 885 1. 0以上矿石量/t5. 623 101065. 226 341060. 396 761067. 056 金属量/g8. 258 631067. 608 061060. 650 571067. 877 平均金品位/ g/t0. 6770. 6900. 0131. 920 0. 5～1. 0矿石量/t2. 890 971072. 650 501070. 240 471078. 318 金属量/g1. 958 241071. 828 851070. 129 391076. 607 平均金品位/ g/t0. 3390. 3420. 0030. 884 0. 3～0. 5矿石量/t3. 154 731082. 893 151080. 261 581088. 292 金属量/g1. 072 071089. 899 811070. 820 891077. 657 79 刘树惠等一种新的矿产储量计算方法 2008年第4期 4 结 论 均值与插值相结合的储量计算方法是将传统算 法与地质统计学算法结合起来而形成的一种新的储 量计算方法,它综合了两种算法的优点,既解决了传 统算法精确度不够高的缺点,又克服了地质统计学 算法计算量太大的弊端。实践证明,该法实现过程 简单,对硬件要求较低,是一种简单、 快速、 易于推广 应用、 计算量较小而精确度较高的储量计算方法。 参 考 文 献 [1 ] 侯德义,刘鹏鄂,李守义,等.矿产勘查学[M ]. 2版.北京地质 出版社, 1997. 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