廣西大廠錫礦田92號礦體數(shù)學(xué)經(jīng)濟(jì)模型研究.pdf

第 30卷 第 6期 2005年 12月 昆 明 理 工 大 學(xué) 學(xué) 報 理 工 版 Journal ofKunm ingUniversity of Science and Technology Science and Technology Vo l 30 No 6 Dec 2005 收稿日期 2004 12 24 第一作者簡介 林小平 1974 男 在讀碩士研究生 主要研究方向 礦山數(shù)字化信息系統(tǒng)與 GIS開發(fā) E mai l wglxp 126 co m 廣西大廠錫礦田 92號礦體數(shù)學(xué)經(jīng)濟(jì)模型研究 林小平 秦德先 黎應(yīng)書 劉建華 燕永鋒 昆明理工大學(xué) 礦產(chǎn)地質(zhì)研究所 云南 昆明 650093 摘要 廣西大廠礦田 92號礦體礦化空間變化大 若按傳統(tǒng)方法圈定礦體 計算儲量 對于因經(jīng)濟(jì) 技術(shù)條件及采礦條件變化和對礦床的認(rèn)識程度加深所引起的邊界品位變化的適應(yīng)能力差 據(jù)此 我們采用建立礦床數(shù)學(xué)經(jīng)濟(jì)模型的方法 以克服傳統(tǒng)方法的不足 很好地實現(xiàn)了礦山生產(chǎn)的動態(tài) 管理 關(guān)鍵詞 地質(zhì)統(tǒng)計學(xué) 三維地質(zhì)模型 錫礦床 廣西大廠 中圖分類號 TD164 2文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 1007 855X 2005 06 0007 03 M athe matic Econom icM odel ofNo 92 Deposits for Dachang Stannum Ore Deposits in GuangxiProvince LIN Xi ao ping Q I N De xi an LI Ying shu LIU Ji an hua YAN Yong feng The Geological Institute ofM ineralDeposit Kunming University of Science and Technology Kunm ing 650093 China Abstract Them ineralization space variation of ore body at No 92 Dachang Deposit in Guangxi province is very grea t If the ore body ismarked and the reserves is calculated according to the traditionalmethods it can t adapt the change of critical grade which results from the change of economy technology m ining condition and the deeper cognition of people In order to realize dynam ic management of production in the deposit and over come the disadvantages of traditionalmethods three di mension mathematic econom ic model of the deposit is set upw ith computer andm icrom ines software system in this paper Key words geostatistics three di mensionalm athematical geologicalmode l stannum ore deposi t Dachang in Guangxi province 0 引 言 廣西大廠錫礦田錫金屬量約占全國的 30 不僅是我國錫金屬礦業(yè)的重要基地 也是國內(nèi)外知名的 特大型礦床 礦體除 Sn外 還伴有大量 Pb Zn Ag Sb As Cd Ga等可回收元素 具有重要的經(jīng)濟(jì)價值 但如何有效利用和開發(fā)礦產(chǎn) 減少損失 降低成本 提高效益 保持高產(chǎn) 穩(wěn)產(chǎn) 是礦山面臨的重大課題 92號礦體成礦條件復(fù)雜 礦化空間變化大 礦體形態(tài) 產(chǎn)狀 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和品位組分空間分布規(guī)律不清 難于正確圈定礦體 這對開拓方案 采礦方法 采空區(qū)處理方法與首采地段的正確選擇影響很大 針對以上礦床地質(zhì) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)兩方面存在的問題 我們結(jié)合地質(zhì)統(tǒng)計學(xué) 數(shù)學(xué)地質(zhì)等邊緣交叉學(xué)科的 理論和計算機(jī)先進(jìn)技術(shù) 對 92號礦體進(jìn)行了認(rèn)真系統(tǒng)的研究 應(yīng)用 M icrom ine軟件包 建立了礦體的原始 資料數(shù)據(jù)庫及其三維數(shù)學(xué)模型 建模結(jié)果可以很清楚地顯示礦體的形態(tài) 產(chǎn)狀和化學(xué)組分分布特征等 在 此基礎(chǔ)上可以進(jìn)行動態(tài)的多方案礦體圈定和儲量計算 并結(jié)合目前的市場情況合理地進(jìn)行礦業(yè)經(jīng)濟(jì)分析 使礦業(yè)管理者隨時可以根據(jù)市場的變化情況調(diào)整其出礦品位 礦床開拓和開采方案等 以便能很好地實現(xiàn) 對礦山的動態(tài)管理 1 92號礦體地質(zhì)特征 92號礦體位于長坡倒轉(zhuǎn)背斜東翼之次級褶皺的北西傾沒端 呈層狀 似層狀賦存于上泥盆統(tǒng)榴江組 下段硅質(zhì)巖中 垂向限于 200 530m 標(biāo)高間 水平上分布于 8 30號勘探線間 礦體產(chǎn)狀與容礦地層一 致 為 NWW 或近東西走向 總體傾向 NNE 傾角隨地層產(chǎn)狀改變而變化 92號礦體總體由層紋條帶狀礦化 細(xì) 網(wǎng) 脈狀礦化 結(jié)核狀礦化及少量層間脈狀礦化組成 以層紋條 帶狀礦化為主 其次是細(xì) 網(wǎng) 脈狀礦化 層紋條帶狀礦化與硅質(zhì)巖為同一地質(zhì)作用的產(chǎn)物 它們以層紋 條帶狀互層產(chǎn)出 含有一定量層紋狀礦化的硅質(zhì)巖就構(gòu)成了礦體 92號礦體規(guī)模巨大 是大廠礦田最大的 錫礦體 錫儲量占整個大廠礦田錫總量的 30 2 礦床數(shù)學(xué)建模 2 1 模型范圍 根據(jù)該礦體的空間產(chǎn)出特征 結(jié)合探礦工程控制以及礦體變化等情況 確定建模范圍為 東坐標(biāo) X 7 000 7 250m 坐標(biāo) Y 9 300 9 650m 高程 Z 180 540m 2 2 數(shù)據(jù)庫的建立及統(tǒng)計分析 該礦床地質(zhì)數(shù)據(jù)庫的建立是將礦床范圍內(nèi)的 25條勘探線剖面的鉆孔數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和整理 包括 152 個鉆孔的三維空間數(shù)據(jù)和化驗數(shù)據(jù)等 將這些數(shù)據(jù)錄入 建立三個基本文件 孔口文件 化驗文件和測斜 文件 并對它們進(jìn)行有效性檢驗 其目的是檢查數(shù)據(jù)是否具有下列潛在的錯誤 孔口坐標(biāo)和整個深度范 圍是否缺少 缺少 不一致或者重復(fù)的工程名稱 缺少的或者無效的工程測量數(shù)據(jù) 無效的樣品間距 如起 始值大于或等于終止值等 通過對錫的 1283個 化驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析 結(jié)果表明 最高品位 8 平均 品 位 0 37 方 差 0 72 標(biāo) 準(zhǔn)差 0 85 對數(shù)均值 2 44 對數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)差 1 79 幾何平均 值 0 09 圖 1 經(jīng)對數(shù) 轉(zhuǎn)換后 圖 2 錫元素的 品位分布既不服從正態(tài)分 布 亦不服從對數(shù)正態(tài)分布 說明礦體中錫品位的變化極不均勻 2 3 礦體邊界的圈定 2 3 1 生成 Outlines 在可視化瀏覽器 VIZEX 中 調(diào)入已經(jīng)建立的數(shù)據(jù)庫 可以顯示鉆孔的位置 分布 化驗數(shù)據(jù)等情況 根據(jù)礦體以 及工程布置的實際情況 切出地質(zhì)剖面 然后 根據(jù)礦床邊 界品位和鉆孔化驗數(shù)據(jù)圈定礦體的邊界輪廓線 Outlines 對于該礦 其邊界品位確定為 0 1 2 3 2 生成 W ireframes 在三維瀏覽器 3D 中 利用上述已經(jīng)生成的各個剖面 的 Outlines來生成線框 W ireframes 即礦體的三維邊界線 圖 3 這樣 為后續(xù)的品位建模大致確立了礦體邊界 2 4 品位模型的建立 8昆 明 理 工 大 學(xué) 學(xué) 報 理 工 版 第 30卷 2 4 1 生成空單元塊 由于礦體品位變化比較復(fù)雜 筆者以 2m 2m 3m 生 成空單元塊比較合適 參數(shù)如表 1所示 表 1 單元塊參數(shù) Tab 1 Unit param eters 坐 標(biāo)起始塊位置 m間距 m單元塊數(shù)終止塊位置 m 東坐標(biāo)7 00021257 250 北坐標(biāo)9 30021759 650 高 程1803120540 2 4 2 界定空單元塊和化驗品位模型 用圈定的 W ireframes分別對空單元 塊和化驗組合數(shù)據(jù)進(jìn)行賦值 即把在 W ireframes中的空單元塊和化驗組合數(shù) 據(jù)單獨(dú)界定出來 從而為下一步的品位 估值提供了準(zhǔn)確的估值范圍 2 4 3 三維空間估值 由于該礦體樣品化驗品位的分布不服從正態(tài)分布 筆者應(yīng)用距離加權(quán)法來進(jìn)行估值 從而建立模型 在此基礎(chǔ)上 可根據(jù)需要切取平剖面圖 圖 4 5 距離加權(quán)估值法的基礎(chǔ)是任何一點(diǎn)的礦石品位與它周圍 一定范圍內(nèi)的各點(diǎn)品位之間都存在有一定的空間相關(guān)性 即兩者距離之間存在一定的函數(shù)關(guān)系 因此 待 估值點(diǎn)的品位值可以用它周圍點(diǎn)的已知品位值對其進(jìn)行估計 一般是根據(jù)距離的遠(yuǎn)近給定不同的權(quán)數(shù) 距 離待估值點(diǎn)越近 作用越大 給的權(quán)數(shù)越多 反之 距離越遠(yuǎn) 作用越小 給的權(quán)數(shù)越少 也就是說 它是一個 距離冪次的反比例函數(shù)關(guān)系 4 6 根據(jù)該礦體的實際情況 確定橢球體搜索的主方向為 285 傾伏角 30 半徑 30m 在八個方向進(jìn)行搜索 0 140 120 080 080 07 0 140 150 120 110 10 0 160 160 150 140 13 0 180 190 190 190 20 0 270 280 430 500 86 0 340 380 741 131 461 69 0 671 101 301 511 55 0 741 051 221 571 63 圖 4 500m 中段品位分布圖 Fig 4 500 m grade distribution chart 0 070 020 020 020 260 33 0 070 020 020 020 24 0 060 020 020 020 10 0 080 030 020 02 0 060 030 030 03 0 050 030 03 0 040 030 02 圖 5 東坐標(biāo)為 7 100m 剖面品位分布圖 Fig 5 7 100 m east coordinate grade distribution chart 3 儲量計算 表 2 模型儲量計算結(jié)果表 Tab 2 M odel calculation table of ore reserves 品位范圍錫礦石量 t累計錫儲量 t 平均品位 錫金屬量 t累計錫金屬量 t 0 1 0 31 6131001 613 1000 182 9042904 0 3 0 5731 2502 344 3500 402 9255829 0 5 501 1439003 488 2500 941075316582 表 3 傳統(tǒng)儲量計算結(jié)果表 Tab 3 Traditional calculation table of ore reserves 工業(yè)品位 錫礦石量 t平均品位 錫金屬量 t 0 3 1790 0100 7413 246 0 5 1052 8000 9810 317 由于模型中單元塊 的體積是固定的 為 2m 2m 3m 12m 3 又 由于前面待估值的每個 單元塊都賦予了品位值 和方差 此時只要輸入邊 界品位 對于該礦 邊界 品位確定為 0 1 和比 重 取 3 2 就可以根據(jù) 需要計算出各個級別儲 量 表 2 表 3 下轉(zhuǎn)第 14頁 9第 6期 林小平 秦德先 黎應(yīng)書 劉建華 等 廣西大廠錫礦田 92號礦體數(shù)學(xué)經(jīng)濟(jì)模型研究 化物形式生成硅酸鹽物相和少量鐵 鋁氧化物物相 有少量鐵熔入金屬銻中 4 銻渣中各元素互相結(jié)合 分別以獨(dú)立相的形態(tài)存在 這與按傳統(tǒng)相圖確定的物相有一定差異 配料 計算尚有改進(jìn)余地 5 銻渣中夾雜有較多的金屬銻 說明澄清分離的時間不足 這與試驗的規(guī)模有關(guān) 參考文獻(xiàn) 1 雷霆 王吉坤 熔池熔煉 連續(xù)煙化法處理低品位銻礦工業(yè)試驗研究 J 中國有色金屬學(xué)報 2001 M ay supp l 11 91 95 2 王吉坤 雷霆 熔池熔煉 連續(xù)煙化法處理低品位銻礦研究 J 有色金屬 2000 2 44 48 3 雷霆 季龍官 煙化法銻氧粉還原過程研究 J 有色金屬 2001 4 19 22 4 LeiT ing Ji longguan Study onTher modyna m ics ofReduction ofAnti mony oxide Power Fum ing Process A In Pen Jinhu i M a key i eds ICHM 2002 A New Center International Conference onM etallurgicalH igh Technology and New M aterials of HeavyNonferrousM etals C Kunming Yunnan Science and Technology Press 2002 159 163 5 雷霆 煙化法低品位銻氧粉的還原熔煉研究 J 云南冶金 2002 3 89 93 上接第 9頁 4 結(jié) 論 前人將含層紋狀 細(xì) 網(wǎng) 脈狀錫礦化的硅質(zhì)巖圈成了一整個礦體 比較粗略 此次 筆者經(jīng)過深入細(xì) 致地研究 應(yīng)用礦床數(shù)學(xué)經(jīng)濟(jì)模型將該礦體進(jìn)一步細(xì)分為上 中 下三層礦 上層礦礦