礦床地質(zhì)勘查中有用礦石和金屬的計算

礦床地質(zhì)勘查中有用礦石和金屬的計算

礦產(chǎn)資源，簡稱礦產(chǎn)資源，通常是指具有一定地質(zhì)研究和控制程度的清晰礦產(chǎn)資源。礦產(chǎn)的儲量多少也就意味著經(jīng)濟價值的多少,因此,給出精確的礦產(chǎn)資源儲量,對于礦山的開采以及地區(qū)經(jīng)濟的帶動都有重要的意義。儲量計算的一般過程是:①確定礦床工業(yè)指標;②圈定礦體邊界或劃分資源/儲量計算塊段;③根據(jù)選擇的計算方法,測算求得相應的資源儲量計算參數(shù):礦體(或礦段)面積S,平均厚度M,礦石平均體重D,平均品位C等;④計算礦體或礦塊的體積V=SM,礦石資源量/儲量Q=VD,金屬量P=QC;⑤統(tǒng)計計算各礦體或塊段的資源量/儲量之和,即得礦床的總資源量/儲量。1地質(zhì)統(tǒng)計克立格法1.1變分迭代函數(shù)變異函數(shù)為以向量h相隔的兩點x,x+h處的兩個區(qū)域化變量z(x),z(x+h)之間的變異,可用它的增量[z(x)-z(x+h)]平方的數(shù)學期望2γ(x,h)=E{[z(x)-z(x+h)]2}來表示,2γ(x,h)稱為變異函數(shù)。要估計該函數(shù),必需要有z(x),z(x+h)這一對區(qū)域化變量的若干現(xiàn)實值,但同一點只能取一次樣,理想的變異函數(shù)曲線見圖1。其中C0為塊金效應,C0+C為基臺,C(O)為先驗方差,a為變程。常用的變異函數(shù)模型有:球狀模型、指數(shù)模型和高斯模型。(1)ha12ha3,0hac0,hah,ac03,2,3,5,10c0,3,5,10c0,5c0,3,5,10c0,3,5,3,5a,3,5,10c0,3,10c0,3,10c0,3,10c0,3,10c0,3,10c0,3,10c0,3,10c0,3,10c0,3,10c0,3,10c0,3,5c0,3,5,3,10c0,3,10c0,3,3,3,3,3,3,3,10c0,3,10c0,3,5,3,10c0,3,5,3,10c0,3,5,3,10c0,3,5,3,10c0,3,5,3,10c0,3,5,3,10c0,3,5,3,10c0,3,5,3,10c0,3,5,3,10c0,3,5,3,10c0,3,5,3,5,3,10c0,3,3,5,3,10c0,3,3,5,3,5,3,10c0,3,3,5,3,5,3,10c0,3,3,3,3,5,3,5,3,10c0,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,γ(h)=?????0,h=0C0+C(32(ha?12(ha)3,0＜h＜aC0+C,h＞aγ(h)={0,h=0C0+C(32(ha-12(ha)3,0＜h＜aC0+C,h＞a(2)指數(shù)模型的一般公式如下所示r(h)={0,h=0C0+C(1?e?ha),h＞0r(h)={0,h=0C0+C(1-e-ha),h＞0(3)高斯模型r(h)={0,h=0C0+C(1?e?(ha)2),h＞0r(h)={0,h=0C0+C(1-e-(ha)2),h＞01.2克立格方程的求解地質(zhì)統(tǒng)計學中最常用的估計方法是普通克立格法,克立格法是一種最優(yōu)、線性、無偏內(nèi)插估計量的方法。計算流程如圖2所示。對于待估塊段真實值Z的估計值Z*,是通過該塊段周圍的已經(jīng)樣品值Zi(i=1,2,…,n)的線性組合求得,即Z?=Σi=1nλiZiΖ*=Σi=1nλiΖi。式中λi為已知樣品值的權(quán)系數(shù),也就是已知樣品值對待估塊段的影響大小。克立格法的最重要的工作是:第一,列出并求解克立格方程組,以便確定克立格權(quán)系數(shù)λi;第二,求出這種估計的最小估計方差,即克立格方差。2sd存儲法的計算方法2.1sd法的基本理論(1)計分析時的sd法指僅反映出某種地質(zhì)特征的空間結(jié)構(gòu)及其規(guī)律性變化的地質(zhì)變量,簡稱結(jié)構(gòu)量。對地質(zhì)變量進行具體統(tǒng)計分析時,SD法用數(shù)據(jù)穩(wěn)健處理方法(權(quán)尺化)將原始數(shù)據(jù)處理成有規(guī)律數(shù)據(jù),將離散型變量轉(zhuǎn)換成連續(xù)型變量。SD法不是建立原始數(shù)據(jù)模型,而是建立權(quán)尺化處理后的數(shù)據(jù)模型。結(jié)構(gòu)地質(zhì)變量的求得,僅僅為資源/儲量估算提供了可靠基礎(chǔ)數(shù)據(jù),SD法儲量估算還需要通過結(jié)構(gòu)變量曲線來實現(xiàn)。(2)圈定礦體的測定SD法立足于傳統(tǒng)端面法的核心思想。礦體圈定時,SD法一般不考慮礦樣品中是否有達到最低工業(yè)品位的樣品,而籠統(tǒng)地只用邊界品位、夾石剔除厚度和可采厚度為指標在斷面上圈定礦體。然后根據(jù)工程取樣提供的數(shù)據(jù)信息經(jīng)過處理,直接用數(shù)學模型計算儲量,并且是用幾何變形后的形態(tài)(圖3)。2.2基本計算方法SD法在對傳統(tǒng)斷面法改造時,仍沿用基本公式,必須求取體積、質(zhì)量(體重)和品位這三個參數(shù)(變量),不過SD法的求取方式與傳統(tǒng)法不同。對于礦體諸地質(zhì)變量都可以轉(zhuǎn)化為點、線、面、體結(jié)構(gòu)量,對于點、線量,可沿用傳統(tǒng)法的加權(quán)法求得,再將求得的結(jié)果處理成點、線結(jié)構(gòu)變量,對結(jié)構(gòu)變量及結(jié)構(gòu)變量曲線積分可得到面、體結(jié)構(gòu)量,一次積分得到面結(jié)構(gòu)量,二次積分得到體結(jié)構(gòu)量。SD法計算流程圖如圖4所示。普通SD法,亦稱樣條函數(shù)儲量計算法。對于三次樣條函數(shù)計算積分公式是:每個子區(qū)間[xi-1,xi]面積Si為:Si=yi?1+yi2hi?Mi?1+Mi24h3ii=2,3,∧,n(1)Si=yi-1+yi2hi-Μi-1+Μi24hi3i=2,3,∧,n(1)整個區(qū)間面積S(L)為:S(L)=Σi=2nyi?1+yi2hi?Σi=2nMi?1+Mi24h3ii=2,3,∧,n(2)S(L)=Σi=2nyi-1+yi2hi-Σi=2nΜi-1+Μi24hi3i=2,3,∧,n(2)這里的面積或體積,不光代表礦體的幾何空間量。如若表示品位或厚度乘積,則(1)、(2)積分的面積Si、S(L)表示品位和厚度乘積和,沒有物理意義,而只是中間變量。普通SD法主要適用于形態(tài)簡單,礦化連性較好的礦體的總體資源/儲量估算。3比較分析3.1克氏法的應用優(yōu)點:具有所估算的礦石品位和礦石儲量精確的;應用條件:地質(zhì)變量的二重性是克里格法估算儲量的最重要的條件,如果礦床參數(shù)是純隨機的或非常規(guī)則的,就不宜或不必用克里格法?？死锔穹ǖ挠嬎懔渴铸嫶?故它還以計算機的應用為前提?？死锔穹m可最大限度地利用勘查工程所提供的信息,但在勘查資料不理想的情況下,如工程數(shù)或取樣點過少,運用此法信息量就不足,很難得到可靠的估計。3.2礦質(zhì)元素/儲量優(yōu)點:SD法具有動態(tài)審定一體化計算儲量之功能,能做出成功的精度預測,在技術(shù)上有突破;只需勘探范圍內(nèi)取樣的原始數(shù)據(jù),便可準確計算任意形態(tài)、大小的塊段儲量;可同時在多種不同工業(yè)指標條件下,自動圈定礦體、計算各類資源/儲量。應用條件:SD法不適于某些特殊非金屬礦(如石棉、云母、冰洲石等);適于以勘探線為主的礦區(qū),要求最少有兩條勘探線,每條線上至少有兩個工程,預測精度時則要加倍。3.3計算的效果分析與克里格法相比SD法對工程數(shù)并不苛求,一般只要有數(shù)十個至百余個鉆孔就能取得較好效果,當