高曼丽

（甘肃煤田地质局一四九队，甘肃 兰州 730020）

可持续发展是当今社会亟待实行的发展战略，其关系到人们未来的生活质量，可以解决社会生产力与资源相矛盾的问题。而矿产资源作为人们生产力发展的不可或缺的产物，其是人类实行可持续发展的重要资源。现如今，矿产资源的开发水平较高，但是利用程度较低，矿产资源浪费的现象比比皆是[1]。为了警示矿产资源浪费，本文设计了矿产资源储量预测方法，以甘肃碧口地区矿产资源为例，通过神经网络，对未来几年的矿产资源储量进行预测。首先，识别影响矿产资源储量的因子，分析该地区的矿产资源；其次，通过神经网络确定矿产资源储量预测拓扑结构，找出隐含层；最后，完成神经网络预测训练，实现矿区资源储量的预测。利用上述预测方法，可以基本预测出未来几年的矿产资源储量形势，为相关勘查、开采和利用矿产资源的部门提供警示依据，为我国可持续发展提供可靠数据。

1 甘肃碧口地区矿产资源储量预测方法设计

1.1 识别矿产资源储量影响因子

矿产资源勘查是一个非常复杂的模式，由矿产资源、经济和社会共同构成，与之相互连接、共同促进矿产资源勘查的效果。其中经济条件为矿产资源的外部条件，社会环境是勘查的关键环节，其难易程度将直接影响矿产资源储量的预测能力。因此，本文设计的方法中，首要条件为识别矿产资源储量的影响因子。一般情况下，矿产资源储量预测与矿产资源原有数量和质量、矿区勘查人员、成本和项目等有关，此四项因素分别代表矿产资源、经济和社会等三个方向，是对矿区预测的先决条件[2]。由于矿产资源的数量、质量条件是根据地球远古时代，经过长久的时代更迭，而流传下来的资源，因此，需要利用科技的力量，对矿产资源进行预测，保证预测效果与质量。对于矿山勘查人员来说，矿产资源仍处于较多的程度，不能对矿产资源进行有效的利用，本文就此问题，通过神经网络为矿产资源的预测提供理论依据。

1.2 基于神经网络确定矿产资源储量预测拓扑结构

拓扑结构可以将矿区矿产资源的储量进行预测，利用神经网络提高预测矿产资源的精准度。在神经网络中，拓扑结构可以描述出矿区中矿产资源的概况、配置，包括各个节点的相互联系。通过神经网络，可以将近几年的矿区职工总数、矿区勘查项目数、矿区勘查成本、实际矿产资源存储量等数据作出清晰的判定，进而绘制出相关储量曲线，如下图1所示。

图1 矿产资源储量曲线

如图1所示，近年来，矿区矿产资源存储量逐渐减少，由于其不可再生性，如果开发与利用再不加节制的浪费，过不了多久，矿产资源会被消耗殆尽。因此，本文基于神经网络，对未来几年的矿产资源进行预测。首要条件即为对矿产资源的隐含层作出研究。隐含层的确定公式如下：

1.3 进行神经网络预测训练

由于矿产资源预测时，输入输出数据的含义不同，因此，预测前，本文将其进行归一化处理，归一法则如下：

式（2）中，xi为矿产资源储量预测值；xmin为储量最小值；xmax为储量最大值；x为网络预测输出结果。本文考虑到神经网络的收敛性能，对训练预测数据有着较为真实的结果，真实误差较小，因此，利用神经网络对甘肃碧口地区的矿产资源进行预测。根据xmin与xmax的近几年矿产资源储量最小、最大值判断，矿产资源储量预测成果。此外，由于xmin与xmax值均属于真实数据，根据上文中对矿产资源隐含层的确定，不仅使预测效果更佳以及误差值更小，还符合泛化效果。

2 实例分析

2.1 矿区概况

甘肃碧口矿区地层属于晚古生代早期基性岩体，是碧口群白果树组，由于火山岩浆活动与沉积作用，使该地区富集成铜矿，矿体中存在绿色火山岩向浅红色正常沉积岩过渡区域。其构造为阳坝复式走滑断裂带，矿石类型以铜磁铁石英岩型、黄铁黄铜矿型、含铜绿片岩型3种类型为主，多含Cu、Zn、Pb等金属物质，在硅化强烈的作用下，形成次生石英岩型的铜矿。其内矿物组合为磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿、锌矿、辉铜矿等，矿产资源含碧玉、石英、绿泥石等，以其特殊的性质，主要产出镍黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿等以铜矿为主的矿产。由于铜矿普遍伴生周围岩体蚀变，因此，围岩以绿泥石化岩、硅化岩为主，渐显清晰，矿体延伸长度远大于延展程度。以上岩性特点均可以成为甘肃碧口矿区的找矿标志。

2.2 应用结果

利用本文设计的预测方法，得出近几年甘肃碧口矿区矿产资源预测训练数据如下表1所示。

表1 训练样本数据

由表1可知，2015-2020年间，矿区勘查人数不断增加，资金上下幅度较大，矿产资源储量并不会随着勘查资金的增加而增加，因此，需要通过式（2），计算隐含层数，预测甘肃碧口地区矿产资源的储量，根据归一化指标，绘制出神经网络预测矿产资源的图像，如下图2所示。

图2 矿产资源储量预测图示

如图2所示，对未来5年的矿产资源储量进行预测，得出的预测数据如下表2所示。

表2 预测数据

结合图2与表2可知，未来5年内，矿区勘查人数只增不减，但是勘查资金和项目，以及矿产资源的储量在2023年迎来一个高值，随后处于下降的趋势，因此，本文将预测数据控制在合理范围内，根据矿区的实际条件进行分析，最终得出预测结果。本文认为，若想提高甘肃碧口矿产资源储量，要对本次结果作出可行性分析，以确定最佳的勘查资金投入量。

3 结语

近年来，随着科技的进步，矿产资源的需求量不断增加，靠着得天独厚的矿产资源，提高了人们的生活质量，但是矿产资源作为不可再生资源，在高消耗、低产量的情况下，储量越来越少，为了子孙后代的繁荣发展，本文对甘肃碧口地区的矿产资源的储量作出预测，旨在为我国的矿产资源开发与利用提供理论依据，促进国家的可持续发展。