浅谈3DMine矿业工程软件在红土型镍矿建模中的应用

白石磊

摘 要：信息技术的快速发展，催促着数字化矿山的步伐，国内自主研发的3DMine矿业工程软件已经具备了较高的水准，并且在很多勘查或矿山企业得到了实践应用。本次通过运用3DMine对红土型镍矿开展建模工作，寻找出了一种比较方便的方法，可以有效的提高资源量估算工作的效率。

关键词：3DMine;红土型;镍矿;资源量

红土型镍矿是一种典型的风化-淋积-残余矿床，成矿母岩一般为超基性岩，主要产于上部的红土风化壳中，矿床规模一般较大，其形态简单，主要呈似层状面状分布，主要受地形起伏控制。红土型镍矿具有明显的分带性，每个含矿层位均具有不同的含矿性，根据生产需要，在估算资源量时需要对每个含矿层位分别进行统计报量，本次笔者以巴布亚新几内亚瑞木镍矿床为例，运用3DMine软件进行建模，过程中采用了一种新的建模-赋值-报量方法，可以提高资源量估算的工作效率。

1建立数据库

数据库是一种综合性的数据统计和管理工具，可以将勘查过程中的基础数据及资料一并导入到数据库中，然后利用3DMine软件打开并进行显示，即可在三维状态下对勘查资料进行研究和分析。本次分别建立了定位表、测斜表、岩性表和样品表共计四种数据表，其中定位表和测斜表决定了钻孔在三维空间的轨迹，属于数据库强制性表，岩性表和样品表属于非必须表，描述钻孔揭露的地层岩性和样品采样分析成果[2]。

2矿体解译

2.1矿体赋存层位

红土型镍矿主要赋存于第四系风化壳中，主要受地形起伏控制。矿体上部覆盖层主要为腐殖层（Q），下部底板主要为基岩（B），中间含矿层位在剖面上自上而下可分为：红色褐铁矿层（O）、黄色褐铁矿层（L）、残积层（S）、上含砾残积层（R1）、下含砾残积层（R2）[1] [3]，其中红色褐铁矿层由于处于最上部，受风化和侵蚀影响最大，存在大面积缺失的现象，黄色褐铁矿层、残积层和上、下含砾残积层为主要含矿层位[1]，而且地层连续性不搞，出黄色褐铁矿层和残积层外，其他含矿层局部缺失现象严重。在完成建模工作后，需要按照各个层位分别报量。

2.2矿体剖面解译

如若按照每个含矿层位分别进行连接，则会出现局部含矿部位遗漏的现象，而且会因为含矿层存在缺失，出现矿体不连续，对后期实体连接造成较大影响，会造成实体相交等问题，后期处理工作较大。考虑到五个含矿层是根据地表风化程度差异划分的，各元素含量在空间上有一定的连续性，因此，可以将五个含矿层看作成一个整体，统一进行地質解译，最终圈定一个包含所有含矿层位的整合型矿体，然后根据各工程的岩性信息，在每个剖面中连接出相邻层位的地层界线，即Q-O、O-L、L-S、S-R1、R1-R2、R2-B六条地层界线。

在圈矿和连接地层界线过程中，两孔之间利用直线相连作为矿体顶底板或地层界线时，含矿层的形态易与地表起伏情况造成冲突，因此应采用两孔之间的地形趋势线代替直线，通过移动和旋转功能来作为两孔之间矿体顶底板和地层界线，以期与地表起伏形态达到最好的契合程度。

圈定夹石时，应根据各含矿层特征，在层内单独圈连，外推时选择在层内向外1/2尖灭。

3连接实体

3.1生成DTM面

①根据地形图文件，利用3DMine软件生成地表DTM面，用来作为矿体的约束条件;

②根据每条剖面中的地层界线，来生成各含矿层之间的地层界线DTM面，即Q-O、O-L、L-S、S-R1、R1-R2、R2-B六条地层界线的DTM面，作为后期报量时的约束条件。

3.2连接矿体实体

根据每条剖面中的矿体解译线，连接呈包含所有含矿层位在内的统一矿体实体，然后进行合并，并验证实体是否具有开放边、自相交边和无效边，若存在，需进行局部修改，最终得到一个通过验证的矿体实体。

夹石连接实体时，除相邻剖面相同层位相连外，其他均外推1/2工程间距进行尖灭处理，外推尖灭点位应考虑地形起伏因素，尽量保证连接好的夹石仅存在于相对于的含矿层位内部。

4块体赋值

将包含所有含矿层位的统一矿体作为对象，来进行建立块体和赋值工作，首先按照圈矿指标，将所有含矿层位的样品数据进行组合，得到组合样品点文件，进行地质统计，进行变异函数拟合，得出搜索椭球体参数，然后建立块体模型，并新建属性，例如Ni品位（浮点数型）、小体重（浮点数型）、体积系数（浮点数型）、控制级别（字符型）、含矿层位（字符型）、岩矿类型（字符型）等，除岩矿类型初始设置为“wallrock”（围岩）外，其他属性的初始值全部为0，然后开始块体赋值工作：

（1）采用单一赋值的方法，对矿体内部块体的岩矿类型定义为“矿体”，即进行“岩矿类型=ore”赋值，块体约束条件为：工作区范围线文件内部、矿体实体内部、夹石实体外部、地表DTM面以下、Q-O地层界线DTM面以下、R2-B地层界线DTM以上，即可区分矿体部分与非矿部分;

（2）采用单一赋值的方法，对矿体内部“含矿层位”进行赋值，即可完成各含矿层块体的圈定，赋值约束条件如下：

①含矿层位=O：岩矿类型=ore、O-L地层界线DTM面以上;

②含矿层位=L：岩矿类型=ore、L-S地层界线DTM面以上、含矿层位=0;

③含矿层位=S：岩矿类型=ore、S-R1地层界线DTM面以上、含矿层位=0;

④含矿层位=R1：岩矿类型=ore、R1—R2地层界线DTM面以上、含矿层位=0;

⑤含矿层位=R2：岩矿类型=ore、R1—R2地层界线DTM面以下、含矿层位=0;

（3）根据地质统计结果，采用距离幂次反比法，对包含所有含矿层位的整个矿体进行Ni品位属性的赋值，赋值过程中含矿层位不作约束，根据不同的赋值搜索半径，及时对赋值部分块体完成控制级别的定义，最后根据各层的资料数据，对小体重、体积系数两个属性进行单一赋值，赋值约束仅限于含矿层位。

5块体报量

完成赋值工作后，即可实现资源量估算工作，由于在赋值过程中，已经对各含矿层位的块体已经进行层位名称赋值，完全可以实现根据不同含矿层分别统计资源量，满足生产中的技术需要。

6结论

本次在利用3DMine矿业工程软件在红土型镍矿建模过程中，并未使用习惯的建模报量做法，即对每个含矿层位分别进行矿体地质解译然后分别圈定矿体，而是利用各个含矿层在空间上的关系，首先作为一个整体来考虑建立实体和块体模型，统一进行赋值，然后通过约束地层界线DTM面，来实现各含矿层位的块体圈定，实现分层报量的目的。

通过此方法不仅能够避免单独圈矿时所产生的的矿石遗漏问题，兼顾到各个含矿层样品Ni元素含量的连续性，亦可更加准确、效率的完成资源量估算工作。

参考文献

[1]  李雷，李文光，陶思，等. 巴布亚新几内亚瑞木镍钴矿地质特征及成矿规律[J].矿产勘查，2011，2（4）：441-444.

[2]  孙璐，戴晓江. 建立矿山三维模型中3DMine矿业软件的应用 [J].中国非金属矿工业导刊，2011，1：60-62.

[3]欧阳小良，余火忠，陈洪全，等. 巴布亚新几内亚瑞木镍钴项目地质灾害成因及治理设计研究[J]. 资源环境与工程，2009， 23（ 4）： 447 - 450.