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资源储量估算中地质块段法与剖面法对比分析

2020-06-08程海伟

新疆有色金属 2020年1期
关键词:储量品位矿体

程海伟

(新疆有色地质勘查局地球物理探矿队 乌鲁木齐 830011)

储量(包括资源量,下同)计算方法的种类很多,目前广泛应用的是几何法。它是将矿体空间形态分割成简单的几何形态,将矿石组分均一化,估算矿体的体积、平均品位、矿石量、金属量等。在几何法中又有许多具体的估算方法,它们往往适用于不同的矿体地质条件和勘查方法,在我们实际工作中常用的有地质块段法与断面法(剖面法)。

1 地质块段法

定义:指一种在算术平均法的基础上加以改进的储量计算法。它按一定的条件或要求(如不同的地质条件、矿产质量、开采技术条件、研究程度等),把整个矿体划分为若干大小不等的部分(即块段),然后用算术平均法分别计算各部分的体积和储量。

计算步骤:

(1)在矿体投影图上,把矿体划分为需要计算储量的各种地质块段,如根据勘探控制程度划分的储量类别块段,根据地质特点和开采条件划分的矿石自然(工业)类型或工业品级块段或被构造线、河流、交通线等分割成的块段等;

(2)主要用算术平均法求得各块段储量计算基本参数,进而计算各块段的体积和储量;

(3)所有的块段储量累加求和即是整个矿体(或矿床)的总储量。

需要指出,块段面积是在投影图上测定。一般来讲,当用块段矿体平均真厚度计算体积时,块段矿体的真实面积S 需用其投影面积S′及矿体平均倾斜面与投影面间的夹角α进行校正。

在下述情况下,可采用投影面积参加块段矿体的体积计算:

(1)急倾斜矿体:储量计算在矿体垂直纵投影图上进行,可用投影面积与块段矿体平均水平(假)厚度的乘积求得块段矿体体积。

(2)水平或缓倾斜矿体:在水平投影图上测定块段矿体的投影面积后,可用其与块段矿体的平均铅垂(假)厚度的乘积求得块段矿体体积。

优点:适用性强。地质块段法适用于任何产状、形态的矿体,它具有不需另作复杂图件、计算方法简单的优点,并能根据需要划分块段,所以广泛使用。当勘探工程分布不规则,或用断面法不能正确反映剖面间矿体的体积变化时,或厚度、品位变化不大的层状或脉状矿体,一般均可用地质块段法计算资源量和储量。

缺点:误差较大。当工程控制不足,数量少,即对矿体产状、形态、内部构造、矿石质量等控制严重不足时,其地质块段划分的根据较少,计算结果也类同其他方法误差较大。

2 开采块段法

开采块段主要是按探、采坑道工程的分布来划分的。可以为坑道四面、三面或两面包围形成矩形、三角形块段;也可为坑道和钻孔联合构成规则或不甚规则块段。同时,划分开采块段时,应与采矿方法规定的矿块构成参数相一致,与储量类别相适应。

该法的储量计算过程和要求与地质块段法基本相同。

适用条件:适用于以坑道工程系统控制的地下开采矿体,尤其是开采脉状、薄层状矿体的生产矿山使用最广。由于其制图容易、计算简单,能按矿体的控制程度和采矿生产准备程度分别圈定矿体,符合矿山生产设计及储量管理的要求,所以生产矿山常采用。但因为开采块段法对工程(主要为坑道)控制要求严格,故常与地质块段法结合使用。一般在开拓水平以上采用开采块段法或断面法,以下(深部)用地质块段法计算储量。

3 断面法

定义:矿体被一系列勘探断面分为若干个矿段或称块段,先计算各断面上矿体面积,再计算各个矿段的体积和储量,然后将各个块段储量相加即得矿体的总储量,这种储量计算方法称为断面法或剖面法。

根据断面间的空间位置关系分为水平断面法和垂直断面法,凡是用勘探(线)网法进行勘探的矿床,都可采用垂直断面法;对于按一定间距,以穿脉、沿脉坑道及坑内水平钻孔为主勘探的矿床,一般采用水平断面法计算矿床资源量和储量。

无论是垂直平行断面法还是水平平行断面法,均是把相邻两平行断面间的矿段作为基本储量计算单元。首先在两断面图上分别测定矿体面积,然后计算块段的体积和储量。体积(V)的计算有下述几种情况:

(1)设两断面上矿体面积为S1、S2,两断面间距为L则:

②当两断面矿体形态相似,面积相对差大于40%,用截锥体计算公式,即:

③当两断面矿体形态不同,且面积不等,应采用似柱体(辛浦生)公式,即:

(2)矿体边缘矿块只有一个矿体断面控制,另一断面上矿体已尖灭,那么根据矿体形态及尖灭特点,用下述体积(V)计算公式:

①层状、似层状、脉状、透镜状矿体呈楔形尖灭,采用楔形公式:

②囊状、巢状及其他等轴状矿体呈锥形尖灭时,采用锥形公式:

断面法在平均品位计算时,若需使用加权平均法计算,则单工程内线平均品位可用不同样品长度加权;断面上的面平均品位可用各取样工程长度或工程控制距离加权;块段的体积平均品位可用各断面面积加权;同中段或矿体的平均品位可用块段体积或矿石储量加权求得等。

适用条件:断面法在地质勘探和矿山地质工作中应用极为广泛。它原则上适用于各种形状、产状的矿体。只要勘探工程是沿直线或水平面有系统地布置,能编出一系列断面图时,均可用断面法计算储量。

优点:能保持矿体断面的真实形状和地质构造特点,反映矿体在三维地质空间沿走向及倾向的变化规律,从而具有足够的准确性;可根据矿石类型、品级和储量类别任意划分块段,具有相当大的灵活性;计算时可直接利用勘探线剖面图或水平断面图,不必编制更多的计算图件,计算过程简便;计算结果具有足够的准确性。

缺点:当工程未形成一定的剖面系统时或矿体太薄、地质构造变化太复杂时,编制可靠的断面图较困难时,不宜使用此法。

利用断面法估算资源储量时,对于垂直断面法,应有矿体纵投影图、水平断面图;对于水平断面法,应有矿体纵投影图或纵剖面图及垂直平面图,互相检查验证。

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