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矿产资源是人类的宝贵财富,具有难以发现和不可再生的性质。矿产资源储量估算是矿产勘查的基本任务之一,是矿产地质勘查工作成果的总结,也是矿山进行高效生产管理的基础。在地学找矿中,利用地质勘探数据来分析进而获得矿产的数量及分布状况,这对进一步指导找矿具有重要意义。
随着计算机技术的不断发展及其在地矿领域的广泛应用,地矿工作信息化水平不断提高。利用计算机信息技术完善传统的地质矿产勘查技术水平,将计算机图形学技术、三维技术及可视化技术等与岩矿储量估算相结合,以不断提高矿产资源储量估算的智能化和自动化水平,是地学信息研究的重要方向之一。储量估算的自动化是储量估算的发展趋势,推动了地矿工作的发展。
目前,矿产储量估算方法有很多,主要分为两大类,一类是传统储量估算方法,一类是以统计学为基础的地质统计学方法。其中,传统储量估算方法复杂多样,又包括算术平均法、地质块段法、断面法、多角形法等,在我国,矿产储量估算的计算机应用处于初步阶段,传统的储量估算方法仍是我国矿山勘查及开采阶段均普遍采用的储量估算方法。在上世纪引进了国外基于地质统计学法的克里格储量估算方法的矿山软件,该方法精度较高,但是应用该方法进行估算时需要详细的勘查资料,并且价格很昂贵,一般难以适合我国的矿业生产。
对于各种不同的储量估算方法,都有不同的适用范围、先决条件等,要针对各种情况进行分析,综合考虑各种地质因素及其他各方面条件,选择合适的储量估算方法。传统的储量估算方法原理简单,是我国目前应用最广泛的方法,但是该方法需要人工参与,自动化程度低;地质统计学方法虽然可以得到较高的精度,但是操作复杂,周期较长,并且对数据有一定要求,适用于对矿产进行详细勘查,对于普查阶段来说过于繁琐;同时,两种方法需要的已知数据很多。基于以上问题,本文提出一种快速进行储量估算方法——快速储量估算方法,该方法可以根据简单的钻孔数据快速实现对储量的估算,减少人工参与,并且实现简单,可用于矿产的普查阶段,来指导进一步找矿,有一定的实际意义和应用价值。
储量估算原理和方法是实现的理论基础,本文首先分析了目前主要的储量估算方法,分别介绍了各个方法的基本原理、一般过程等,并对传统储量估算方法和地质统计学方法进行比较,各种不同的估算方法,都有不同的优缺点和适用条件,没有完全适用于各种情况的方法,要针对各种情况进行分析,综合考虑各种地质因素及其他各方面条件,选择合适的储量估算方法。
在储量估算过程中,插值方法是实现估算的理论基础。本文详细讨论了几种较为常用的基于散乱数据的插值方法,包括泰森多边形法、距离反比加权法、克立格法等,分析了各种方法的原理及实现过程,并选择函数曲面作为实例,通过离散点对曲面的插值效果来对各种方法进行比较分析,提出不存在最优的空间插值方法,只有在特定条件下最优的方法,在应用时应具体分析后采用适当的方法。
然后本文详细分析了快速储量估算方法的基本原理,讨论了该方法的基本结构和详细的实现流程。快速储量估算方法仍遵循储量估算的一般原则,把形状比较复杂的矿体转变为与该矿体的体积大致相似的并且较为简单的几何形体进行描述。该方法采用了子块累加的思想,首先根据用户需求将所勘查范围内的矿体描述成与该矿体体积相似且便于描述的长方体;然后按一定的尺寸将该长方体划分成各个大小相等的子单元块(子块),最后将勘查范围内的所有子单元块的储量累加起来,即得到整个矿体的储量。实践证明该方法简单方便,可以用于矿产普查阶段对矿产的储量进行估算。