DIMINE软件在云南鹤庆北衙金多金属矿山的应用

牛学永，吴 帆，张加旺，王绍波，周晗星

(1.云南黄金矿业集团股份有限公司，云南 昆明 650051；2.云南地矿集团有限公司，云南 昆明)

北衙金多金属矿位于云南鹤庆县中南部，累计探明共伴金金属量达360t[1]，资源量达超大型规模，同体共伴生组分金、铅、铜、褐铁矿、磁铁矿、银、锌、硫等多金属，年产黄金6t以上，并有铜、银、铁等产品。矿体类型多，形态非常复杂[5]，以传统的方法估算资源量时间周期较长，无法较精准的估算复杂形态矿体，难于满足生产估算资源的需求。为满足生产及计划需求，建立了矿区内三维地质体及矿体模型，实现矿床三维可视化，高效便捷估算及分析资源，2019年鹤庆北衙矿业有限公司引进DIMINE三维矿业软件。该软件是长沙迪迈数码科技股份有限公司自主研发的一款专业的矿山应用软件，可应用于地质，勘探，资源估计，储量计算，露天采矿和地下采矿设计，与Micromine、Datamine和Surpac等多数同类矿山软件接口，实现数据的共享和交换，是现代数字化矿山高级软件之一。

北衙金多金属矿体受岩浆岩、构造、地层及岩性等因素的控制，矿体总体围绕万硐山岩体环状产出，另有分枝矿体延伸穿插至碳酸盐岩围岩内，形态复杂，产状变化大，有益组分多且分布不均匀，厚度变化系数大，分支复合、分叉严重，矿体资源的空间关系很难辨识清楚，给采矿选矿带来很多困难。

1 三维地质实体模型的建立

三维地质体的建立步骤主要包括：地质数据库的建立-实体模型建立-块段模型的建立。

1.1 地质数据库的建立

本次共采集了1285个钻孔、5011个刻槽工程，根据数据特点，按地质数据库创建流程(图1)，将数据整理成开口表、测斜表、样品表和岩性表，导入DIMINE中，按逻辑校验检查后，生成立以“北衙地质数据库含刻槽”为名称的地质数据库(图2)。

图1 地质数据库创建流程图Fig 1. Flow Chart of Geological Database Creation

图2 北衙矿区探矿工程空间位置分布图Fig 2.Spatial Distribution of Prospecting Engineering in BeiyaMining Area

1.2 地表三维模型的建立

数字化地表模型DTM(Digital Terrain Model)是建立三维地质实体模型的重要组成部分。鹤庆北衙金多金属矿三维地表建模主要有地形地貌、露天坑、排土场、尾矿库等。地表模型一般由若干地形线和散点生成，在DIMINE中，系统根据每个点的坐标值，将所有点(线亦由散点组成)联成若干相邻的三角面，然后形成一个随着地面起伏变化的单层模型，因此需要首先用AutoCAD矢量化地形等高线图，然后导入DIMINE软件中，再用创建DTM指令生成地表模型。也可以把测量数据直接导入DIMINE软件中，进行地形约束编辑后生成地表模型(图3)。能够真实的反映矿区的地表特征和地表现象。

图3 地表DTM模型

1.3 相关地质体模型的建立

利用 DIMINE 软件结合地质数据库的原始岩性，对地层、构造、岩浆岩进行剖面解译，在空间中人机交互进行实体模型连接。建立地层的三维空间模型：三叠系下统青天堡组(T1q)、三叠系中统北衙组第一段至四段(T2b1-4)、新近系上新统(N2s)及第四系全新统(Q)，确立了地层层序(图4)；建立断层破碎带模型，是矿区主要的控岩控矿构造；建立了岩浆岩模型，岩体主要为石英正长斑岩，可分为三个部分(局部相连)，(1)主石英斑长斑岩体，在采场中部出露，以岩株形式产出；(2)沿F6侵入的岩脉，在采场西侧出露，以岩脉的形式产出；(3)沿F6-1侵入的石英正长岩脉，主要出露于万硐山采场北部，以岩脉的形式产出(图5、图6)。

图4 地层三维示意图

图5 万硐山岩体三维示意图Fig 5. 3D Schematic Diagram of Wandongshan Rock Mass

图6 岩浆岩三维示意图Fig 6. 3D Schematic Diagram of Magmatic Rock

1.4 矿体模型的建立

本次矿体模型的建立以平面图为主，将每10m台阶的CAD实测地质平面图导入DIMINE软件中，提取矿体轮廓线，在三维空间中使用人机交互方式进行空间实体矿体连接。

矿床类型依据成因类型及赋存位置划分为二型五类(表1)[5]，连接过程中充分考虑成矿规律，充分考虑历年剥采矿体实际形态、探采对比、近期成矿规律新认识，建立了五种类型矿体实体模型：残坡积型、矽卡岩型、构造破碎带型、硅钙面型、脉型(图7-图11)。依据矿石物相分析结合野外地质观察情况，建立氧化矿与原生矿分界面(图12)，将矿体分为氧化矿和原生矿，满足分采分选要求，对选矿回收率提高及经济效益有重要意义。

表1 矿体类型的分类

图7 残坡积型矿体模型

图8 矽卡岩型矿体模型

矿区建立了有一定的规模的13个矿体实体模型，KT52矿体是矿区最大的矿体，分布于万硐山矿段，严格受万硐山石英正长斑岩体接触带控制，主要产在万硐山石英正长斑岩体与北衙组(T2b)碳酸盐接触带的矽卡岩化带中，空间上环绕岩体接触带展布(图13)，矿体距岩体一般0m～15m、局部达54m，局部延伸穿插至碳酸岩围岩中。其它矿体大多分布于构造破碎带或斑岩体及围岩裂隙中。

1.5 块段模型的建立

依据矿体、地表范围建立矿区空块段模型，据地质数据库对样品数据处理，根据已知的样品点对其进行品位推估，根据矿床的规律特征对其进行特征赋值，形成矿区属性模型。

1.5.1 空块段模型的建立

矿体在三维空间内按一定尺寸划分成无数个单元块组成。建立的块段模型应尽量地反映矿床主要特征，矿体空间形态与地表、工程的关系。因此需要考虑矿体延伸方向和长度，三维空间范围要比资源量估算范围大，保证矿区内所有矿体的任何一个部位都能赋值。勘探线间距、开采中段标高通常为单元矿块尺寸大小的整数倍。矿区目前主要为露天开采，台阶高度10m，终了境界台阶高度30m，勘探线间距40m，部分矿体厚度相对稳定，构造相对简单，有用元素变化相对较大，矿石可选性较好，适合使用中间程度的块体尺寸，本次选择5m×5m×5m(北×东×高)的块体尺寸。

1.5.2 样品数据处理

(1)样品过滤。为了减少矿体外部取样数据对估值影响，提高估值准确性，在估值前需对样品数据进行过滤。先过滤矿体内部样品，然后过滤夹石外部样品，将参与矿体品位计算的取样段提取出来。

(2)特高值处理。本次对Au、Cu两个元素进行特高品位处理。根据国际惯例，对位于矿体模型空间内组合样品Au品位和Cu品位含量分别生成累积频率图，将频率为97.5%处对应的品位值作为特高品位下限值，然后用97.5%置信区间的值来代替特高品位。

(3)样长组合。根据地质统计学原理，同一类参数的地质样品段长度应该一致，所有样品数据应该落在相同的承载上，使用地质统计学进行品位估值前需对样品数据进行样长组合，对特高品位处理后的数据库进行“样长”统计分析(图14)，组合样长取值2m。

图9 层间破碎带型矿体模型

图10 硅钙面型矿体模型

图11 脉型矿体模型

图12 氧化矿与原生矿分界面Fig 12. Interface Between Oxidized Ore and Primary Ore

图13 KT52矿体模型Fig 13. KT52 Ore Body Model

图14 样长直方图统计分析结果

1.6 品位估值

依据建好的空块段模型，利用地质统计学方法，根据单元块周围一定范围(搜索半径)内的已知样品点对该单元块进行品位赋值。距离幂次反比法作为一种应用范围比较广的插值方法，其原理简单易懂、计算结果准确可靠.本次采用此方法，分别对残坡积型氧化矿、岩金氧化矿和原生矿进行品位估值，搜索椭球体各参数设置为：椭球半径长轴一般取样品所在勘探线间距的1倍～1.2倍；次半轴长度=长半轴长度×(矿体延伸长度 /矿体走向长度)；短半轴=长半轴度×(矿体厚度 /矿体走向长度)；方位角、倾伏角、倾角根据各个矿体的产状来确定。品位估值后，每个空单元块都赋上了各个元素相应的品位值。

1.7 块段赋值

为了实际生产中能够快速、便捷的统计矿区各种类型、范围内资源量，品位估值完成后，需对每个单元块赋以矿石自然类型、采空区、露采现状、最终境界、矿权范围、体重等属性，赋值时据赋值字段内容设置不同约束条件。区内矿石有残坡积型氧化矿石、岩金氧化矿石、原生矿石三种类型，所处空间位置和物质组分不同体重有所差异。残坡积型氧化矿石和岩金氧化矿石分别采用最近报告同类型矿石大体重值平均值(2.03t/m3、2.81t/m3)估算参数；原生矿石依据单元块铁的值用回归直线方程(0.0316*TFe(品位)+2.68)变量赋值。图15。

2 资源量估算

块段模型估值赋值完成后，利用DIMINE软件进行矿区资源量统计。根据实际按矿权范围、台阶、矿石自然类型、矿体号、勘探线、资源储量类别等任意约束条件下对矿区各个元素矿石量、品位、金属量进行统计。选择60勘探线-64勘探线KT52矿体2个块段采用水平投影地质块断法进行验证(图16)(体重值采用回归方程y=0.0316x+2.68计算综合体重值)，结果见表2。

表2 60勘探线-64勘探线两种方法资源量估算结果对比表

图16 水平投影地质块段法估算范围

水平投影地质块段法与矿业软件相比(332)类别金矿石量增加683t，分别为-1242t、1925t，正变负变均有，相对误差0.46%，分别为-1.92%、2.29%；金金属量增加25kg，分别为11kg、14kg，均为正变，相对误差3.86%，分别为2.93%、5.17%；平均品位由4.35×10-6降为4.20×10-6，相对误差为3.42%，分别为4.66%、2.80%。二种方法估算误差矿石量相近，金属量相差较大，块段法平均品位相对较高，在允许误差范围内，符合规范要求。说明利用DIMINE矿业软件估算的资源储量是可信的。

3 结 论

(1)结合前人矿区成矿规律的总结，结合现场地质观察及自己的新认识，利用DIMINE矿业软件建立矿区地层、岩浆岩等相关地质实体模型，对进一步研究成矿规律有重要意义；

(2)结合前人成矿规律及矿床类型的划分及二次圈定资料、探采对比，建立各种类型矿体的实模型体，并进行估值，在块体模型基础上实现了矿体三维可视化及资源的快速估算。

(3)矿区三维地质模型的建立，能够直观、精确的显示矿体形态、厚度、品位在三维空间的分布情况，实现了精准指导采矿，较好的服务指导了生产。使矿山地质综合研究程度大幅提高，同时提高了矿山地质工作的效率。