基于surpac的矿床三维模型构建及储量计算

王建卫

(山东黄金锡林郭勒盟金仓矿业有限责任公司，内蒙古锡林郭勒盟 026300)

1 引言

地质条件:矿区位于查干敖包复背斜核部。中生界侏罗系上统查干诺尔组(J3C)与乌拉组呈不整合接触和侵入接触关系，分布于矿区17线以南洼地中，呈NNE向带状分布，大部分被第四系地层覆盖。岩性主要为火山角砾岩、凝灰岩、安山岩、英安岩，为中基性—酸性熔岩及火山碎屑岩组合。该矿钼矿体(矿化带Ⅲ)是一个多金属矿带，主要含钼矿(玢岩钼矿)，在水平方向呈环状，在垂直剖面形态呈上缓下陡呈筒状向内倾斜。由于不均匀和奇特的矿化作用，矿体具有若干硅化核。矿区内的断层裂隙构造发育，业已确定了5条断层裂隙带，其中3条沿东北方向，2条沿西北方向。矿体厚度较均匀，东部、西部和南部较厚和大。矿体的北部倾角陡，并且厚度薄。

2 地质数据库的建立

2.1 建立地质数据［1］

数据库是建立地质模型的基础，为了准确完整的建立整个矿床的地质数据库，根据矿区已有的所有工程勘探资料，按surpac数据要求的地质数据库格式，建立了4个基础表，分别为开孔数据表、测斜表、岩性表和化验表，将其作为地质数据库的源数据。各表按相应的信息录入完成后，将4张表导入surpac中，建立地质数据库。

2.2 数据分析和数据库的处理［2-3］

图1 去聚集后的矿体内样品长度分布图

从图1可知，显示了在建模时线框内的样品长度分布，样长分布范围主要在2m。

图2 去聚集后的矿体内样品品位分布图

上边右图为左边图形的放大，以便显示较低值的细节。地质数据库是矿床三维建模的基础，实体模型和块体模型的构建、钻孔数据的统计分析、品位模型估值和储量计算以及平、剖面图绘制都离不开地质数据库。此外，该数据库还具有强大的后处理功能，能实现数据的编辑、查询、更新、统计分析及钻孔三维可视化显示等操作，利用surpac软件在三维空间内显示钻孔轨迹、方位及品位值。

通过三维空间内显示钻孔，可以直观地了解样品的值和空间分布情况，了解矿体分布规律，方便了生产勘探设计钻孔，可直观的显示效果，与施工效果相对比，便于早期发现问题，节省成本和节约时间，提高勘探效果和质量，同时为实体模型的建立奠定了基础。

图3 钻孔的深度和钼矿品位

图3显示了III号钼矿带17线至85线勘探线的钻孔信息，起始位置、孔深和以不同颜色反映出来的钼矿品位信息，生产动态的控制报告。

3 实体模型的建立

3.1 建立地表模型

建立地表模型是为了更加直观清楚的表达矿区的地表形态，其主要步骤如下［4］:整理地表测量点数据，存为.str格式文件，以离散形式进行点编号 (30003)，由线文件创建DTM模型，进一步生成地表模型。

图4 地表模型

3.2 建立矿体实体模型

图5 矿体实体模型和相应的钻孔

根据钻孔化验数据并结合勘探线来构建矿体模型。主要步骤如下［5-6］:(1)按不同的品位给岩性赋不同的颜色，在三维空间内将钻孔显示出来;(2)地质解译:沿勘探线方向做剖面，按照钻孔上的矿体边界分别对各剖面进行地质解译，生成一系列闭合线;(3)根据勘探资料对矿体边界进行修正，在两个段内或一个段内连接三角网，根据矿体外推原则封闭三角网，生成矿体模型;(4)对生成的矿体模型进行实体验证。结合已建立的地表模型，三维矿体模型不仅可描述矿体的轮廓，还可以清楚的看到矿体的几何空间形态、对矿体体积进行计算，任意方向切取剖面等。

4 块体模型的建立

4.1 选择块段尺寸

根据矿体层范围，划分得到Y、X、Z的范围，创建surpac矿床块段模型矿床块体模型见下图:

图6 分级块体模型

选择不同的开采单元体尺寸，会影响采矿作业的效率，单元体尺寸越小，作业效率越低，反之亦然;但单元体尺寸越大，损失贫化越大，综合采矿作业效率和矿石损失贫化率，结合钻孔密度、矿体的几何形状和所采用的开采方式，确定块体单元尺寸为25m×25m×10m(长×宽×高)采矿块体模型，该规格能够覆盖矿体在水平和垂直方向上的不规则性，最小次级块单元的尺寸为6.25m×6.25m×2.5m，靠近矿体边缘依据软件采用次级开采单元逼近。块体模型建立后，可根据模型估算需要建立属性字段和各种约束条件。

4.2 块体模型的赋值

Surpac块体模型常用的赋值方法有普通克里格法、距离幂次反比法和直接赋值法［7］等。克里格法是从变量相关和变异相关性出发，在有限区域内对区域化变量的取值进行无偏、最优估计的一种方法。该模型采用了距离幂次反比法，利用已建立好的束约条件，根据工程序间距和样长确定水平搜索半径100m，垂直搜索半径15m，进行多次调整搜索，直至全部块都赋值完成。

5 储量计算

传统储量计算方法有断面法、地质块段法和多角形法。地质块段法比较适用于层状，探矿工程较均匀的矿床，该矿采用垂直纵投影地质块段法进行资源/储量估算，提交地质报告。

图7 资源分级块段、垂直于NW-SE断面图

表1 钼矿带资源储量统计对照表

根据该矿的勘探报告提供的勘探数据，在国家认可的矿山软件surpac平台上建立符合该矿矿床地质特征的矿体三维模型，对钼矿体重新进行资源储量估算，并将软件估算的结果与地质资源储量结果相对比，估算结果在正常误差允许范围之内，surpac软件估算的资源量结果基本可靠。

6 结论

本文利用surpac建立了三维实体模型和块体模型，并与传统储量统计进行了比对。在矿产资源勘探后，创建钻孔数据库，建立矿体三维模型，在三维环境下实现了地质体的可视化，实现了信息系统管理和提供必要的决策支持，该系统为工程师提供标准化、结构化的数据，可快速浏览数据与感受数据关系，可动态直观的反映了矿体空间形态、分布特征，体现三维可视化的优越性，为矿山资源合理开发和综合利用提供科学依据。

［1］Surpac Vision.使用手册［M］.北京:Surpac Software International国际软件公司，2008.0-35.

［2］徐静，胡乃联.Surpac软件在某金铜矿山的应用研究［J］.黄金科学技术2007(1):54-58.

［3］陈仕炎.基于surpac的千鹅冲钼矿三维模型构建［J］.长春工程学院学报.2013(2):64-66.

［4］朱良峰 ，吴信才，刘修国，等.基于钻孔数据的三维地层模型的构建［J］.地理与地理信息科学，2004(3):26-30.

［5］池秀文，游迪.基于surpac的矿官店铁矿三维模型构建［J］.现代矿业，2009(1):50-52.

［6］罗周全，刘晓明，苏家红，等.基于surpacr的矿床三维模型构建［J］.采矿技术，2006(4):33-36.

［7］吴健.利用Surpac构建图拉尔根铜镍矿三维模型［J］.新疆有色金属.2011(5):33-36.