廣西大廠錫礦田92號礦體數學經濟模型研究.pdf

第 30卷 第 6期 2005年 12月 昆 明 理 工 大 學 學 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號礦體數學經濟模型研究 林小平 秦德先 黎應書 劉建華 燕永鋒 昆明理工大學 礦產地質研究所 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 對于因經濟 技術條件及采礦條件變化和對礦床的認識程度加深所引起的邊界品位變化的適應能力差 據此 我們采用建立礦床數學經濟模型的方法 以克服傳統(tǒng)方法的不足 很好地實現了礦山生產的動態(tài) 管理 關鍵詞 地質統(tǒng)計學 三維地質模型 錫礦床 廣西大廠 中圖分類號 TD164 2文獻標識碼 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 具有重要的經濟價值 但如何有效利用和開發(fā)礦產 減少損失 降低成本 提高效益 保持高產 穩(wěn)產 是礦山面臨的重大課題 92號礦體成礦條件復雜 礦化空間變化大 礦體形態(tài) 產狀 內部結構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 技術經濟兩方面存在的問題 我們結合地質統(tǒng)計學 數學地質等邊緣交叉學科的 理論和計算機先進技術 對 92號礦體進行了認真系統(tǒng)的研究 應用 M icrom ine軟件包 建立了礦體的原始 資料數據庫及其三維數學模型 建模結果可以很清楚地顯示礦體的形態(tài) 產狀和化學組分分布特征等 在 此基礎上可以進行動態(tài)的多方案礦體圈定和儲量計算 并結合目前的市場情況合理地進行礦業(yè)經濟分析 使礦業(yè)管理者隨時可以根據市場的變化情況調整其出礦品位 礦床開拓和開采方案等 以便能很好地實現 對礦山的動態(tài)管理 1 92號礦體地質特征 92號礦體位于長坡倒轉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 下段硅質巖中 垂向限于 200 530m 標高間 水平上分布于 8 30號勘探線間 礦體產狀與容礦地層一 致 為 NWW 或近東西走向 總體傾向 NNE 傾角隨地層產狀改變而變化 92號礦體總體由層紋條帶狀礦化 細 網 脈狀礦化 結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 網 脈狀礦化 層紋條帶狀礦化與硅質巖為同一地質作用的產物 它們以層紋 條帶狀互層產出 含有一定量層紋狀礦化的硅質巖就構成了礦體 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 礦床數學建模 2 1 模型范圍 根據該礦體的空間產出特征 結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 X 7 000 7 250m 坐標 Y 9 300 9 650m 高程 Z 180 540m 2 2 數據庫的建立及統(tǒng)計分析 該礦床地質數據庫的建立是將礦床范圍內的 25條勘探線剖面的鉆孔數據進行收集和整理 包括 152 個鉆孔的三維空間數據和化驗數據等 將這些數據錄入 建立三個基本文件 孔口文件 化驗文件和測斜 文件 并對它們進行有效性檢驗 其目的是檢查數據是否具有下列潛在的錯誤 孔口坐標和整個深度范 圍是否缺少 缺少 不一致或者重復的工程名稱 缺少的或者無效的工程測量數據 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 化驗數據進行統(tǒng)計分析 結果表明 最高品位 8 平均 品 位 0 37 方 差 0 72 標 準差 0 85 對數均值 2 44 對數 標準差 1 79 幾何平均 值 0 09 圖 1 經對數 轉換后 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 調入已經建立的數據庫 可以顯示鉆孔的位置 分布 化驗數據等情況 根據礦體以 及工程布置的實際情況 切出地質剖面 然后 根據礦床邊 界品位和鉆孔化驗數據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 學 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雜 筆者以 2m 2m 3m 生 成空單元塊比較合適 參數如表 1所示 表 1 單元塊參數 Tab 1 Unit param eters 坐 標起始塊位置 m間距 m單元塊數終止塊位置 m 東坐標7 00021257 250 北坐標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 塊和化驗組合數據進行賦值 即把在 W ireframes中的空單元塊和化驗組合數 據單獨界定出來 從而為下一步的品位 估值提供了準確的估值范圍 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 筆者應用距離加權法來進行估值 從而建立模型 在此基礎上 可根據需要切取平剖面圖 圖 4 5 距離加權估值法的基礎是任何一點的礦石品位與它周圍 一定范圍內的各點品位之間都存在有一定的空間相關性 即兩者距離之間存在一定的函數關系 因此 待 估值點的品位值可以用它周圍點的已知品位值對其進行估計 一般是根據距離的遠近給定不同的權數 距 離待估值點越近 作用越大 給的權數越多 反之 距離越遠 作用越小 給的權數越少 也就是說 它是一個 距離冪次的反比例函數關系 4 6 根據該礦體的實際情況 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 需要計算出各個級別儲 量 表 2 表 3 下轉第 14頁 9第 6期 林小平 秦德先 黎應書 劉建華 等 廣西大廠錫礦田 92號礦體數學經濟模型研究 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合 分別以獨立相的形態(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 參考文獻 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 論 前人將含層紋狀 細 網 脈狀錫礦化的硅質巖圈成了一整個礦體 比較粗略 此次 筆者經過深入細 致地研究 應用礦床數學經濟模型將該礦體進一步細分為上 中 下三層礦 上層礦礦