3D Mine不規則礦體三維地質建模和儲量計算

王曉飛

（南京銀茂鉛鋅礦業有限公司，江蘇 南京 210033）

鉛鋅硫多金屬礦體形態變化多樣，礦體厚薄極不均勻，多礦種交叉在一起。故而多金屬礦建模難度很高，模型形狀和體積也很難達到預想效果。要想礦體模型準確，首先要做好礦體形態推測、分支判斷，依據地質工作常用的推測方法和實際現場工作經驗來判斷；然后便是各礦體建模難易程度分類由易到難分析，尋找合適的建模辦法，確定建模思路；最后將直接相對困難的礦體合理分割為多個簡單小礦體，分別建模。將通過實體驗證的各分礦體組合在一起形成統一的主礦體，計算礦體儲量。

1 礦體在三維空間中形態推測

圖1 (a)1306-5礦體平面圖（標高-555M）

圖1 （b）1306-7 礦體平面圖（標高 -549M）

本次建模選取的兩張圖分別為：1306采場的5分層（水平標高-555m）、7分層（水平標高-549m）的地質平面圖中礦體部分。

該采場礦體厚大，局部礦體厚超50m，礦體可以代表性展現出井下回采中礦體變化的種種情況。

現采場回采一般3m一分層，采礦作業方法為下巷進入充填采礦法?，F場因采場取樣布置為間隔一分層取樣。1306-6分層因未取樣，礦體邊界多參考5分層礦體邊界，建模的意義不大，故而跳過。

依據圖1可看出：

（1）外部總的礦體輪廓線變化不大，1306-7分層高度時礦體西部下盤局部有一定收縮，說明礦體所處的外部環境基本相同。

（2）A礦體為鉛鋅礦主礦體，礦體下部（即5分層）時鉛鋅礦體東部厚、西邊薄。分散的小礦體A′、小礦體C與主礦體A之間被硫礦體B分隔，與主礦體A無直接聯系；礦體上部（即7分層）時，鉛鋅礦體已經西邊急劇變厚，原西部硫礦體部分全部收縮至東部。

小礦體A′已經與主礦體合為一體，小礦體C雖仍然被硫礦體B分隔，但礦體面積變大很多，且直接延伸至上盤圍巖。由地質推斷法可推測鉛鋅主礦體在下部1306-05分支為A和A′兩部分；單獨的鉛鋅小礦體C與主鉛鋅礦體A之間無直接聯系。

（3）硫礦體B為硫鐵礦主礦體，礦體下部（即5分層）東部大，西部小，東部上盤有一條分支，其中夾了鉛鋅礦體D。硫礦體D與硫礦體B之間被鉛鋅礦體A分隔，與硫主礦體B之間無明顯聯系；礦體上部（即7分層）中，采場西部硫礦全部收縮至東部，東部上盤包裹鉛鋅礦體C的分支也收縮消失。硫礦體D完全尖滅。

2 不規則礦體三維建模

2.1 各礦體建模

2.1.1 主鉛鋅礦體A

該礦體厚度變化很大，轉折較多，礦體下部還有分支的小礦體A′，直接成體難度很大。如果以3D Mine中分區建模應當可行，但會使礦體體積不受控制。建模最大的難點就在于礦體下部分塊的處理，簡單來說就是礦體西部下部從什么位置分支。按地質推斷法，上下兩個面之間礦體可以各推測一半，但是直接推測得到面必然差距很大，所以需要分塊分層處理。

（1）從小礦體A′最東部端點向下做一條平行于采場分界線的直線，沿這條線向上做剖面，將主礦體A分隔為東西兩部分。

（2）采場西部因為礦體下部有分支，先將礦體劃分為西部上部部分、西部下部上盤部分和西部下部下盤部分。采場西部上下劃分主要靠西部礦體中間設立中間過渡層，中間布置水平高度-552m，位置設定在第一段描述中所得礦體剖面中部，保證礦體向中間收斂且能夠上下對應。

（3）過渡層分別與西部主礦體A和西部分支小礦體A′連接，準確分割過渡層對應的面積是礦體體積保證的基礎。計算西部主礦體A和西部分支小礦體A′在本平面鉛鋅面積中所占比例，然后按比例劃分過渡層，為方便成體，具體劃分后建模效果如下：

圖2 鉛鋅礦體A三維模型圖和礦體分解圖

影響三維模型的誤差值的因素是礦體上下對應情況，包括面積大小差距、位置、形態等。簡單來說，礦體越規整越好。本次建模中中間層使用簡單的長方形，極大的減少建模的難度，便于礦體實體的形成。

2.1.2 硫主礦體B

硫主礦體B相比與鉛鋅礦體A來說，要簡單不少，但是礦體形狀變化很大，各部分對應困難。硫主礦體B最主要的是用控制線定位以下位置：①礦體與采場分界線的相交點；②礦體與其他礦體的交點；③礦體自身轉折點。

2.1.3 硫礦體D

硫主礦體D在上部尖滅，可能的尖滅方式一種為尖滅至線，一種為尖滅至點。二者體積計算公式分別為：V=S1/2×h、V=S1/3×h（V為礦體體積、S1為下部礦體面積、h為采高）。實際建模中尖滅至線成體，所得礦體實體體積為500M3，遠大于按尖滅至線公式計算礦體體積300M3，所以實際礦體尖滅至點應該更為合理。

2.1.4 鉛鋅礦體C

鉛鋅礦體C相對簡單，直接成體即可。

2.2 最終形成實體效果圖及礦體儲量計算對比

圖3 總礦體三維模型圖

最終成體后，鉛鋅礦體和硫鐵礦礦體儲量計算和誤差率計算如下表：

表1 礦體儲量計算及誤差率表

3D Mine三維建模得到礦體儲量為：鉛鋅礦22113噸、硫鐵礦11891噸；平行斷面法計算礦體儲量為：鉛鋅礦21406噸、硫鐵礦11828噸；誤差額為鉛鋅礦707噸、硫鐵礦63噸；誤差率為鉛鋅礦3.3%、硫鐵礦0.53%。

總體來說誤差率相對較小，礦體模型體積是相對準確的。鉛鋅礦體誤差率大的主要原因在于礦體相對復雜，局部建模形狀不能完全保證。

3 結論與問題

本次三維建模主要尋找應對井下礦體變化、礦體形態及不對稱時建模的方法。各礦體分塊分別建模，分段形成各個礦體，驗證成體后礦體儲量的準確性。礦體分塊建模局部體積差確實存在，但是按礦體整體來說，最終鉛鋅礦體的誤差率為3.3%、硫礦體的誤差率0.53%。實際生產中出礦量與平行斷面法計算礦量之間本身就有一定的出入，所以出現一定的誤差是正常的。存在的問題有：①礦體上下差距很大時，建模的模型體積相對誤差難以避免；②各礦體分段建模后，模型表面基本完整，模型之間還是有一定的交叉；③單獨小礦體的處理有待加強。