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中國儲量

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北京恩地

SD儲量計算法

國家標準SD法規程
發表時間:2020-03-26
固體礦產資源儲量SD法估算規程 

1.范圍

       本部分規定了SD儲量計算法(簡稱SD法)資源儲量估算的基本原理、適用條件、基本要求、估算參數選擇、估算操作流程、資源儲量分類、SD法計算結果、自檢、SD精度的應用等基本內容和要求。

       本部分適用于運用SD法對固體礦產地質勘查和開發利用中的資源儲量估算。

2.規范性引用文件 

       下列文件對于本標準的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。

GB/T 12719   礦區水文地質工程地質勘探規范

GB/T 13908   固體礦產地質勘查規范總則

GB/T 17766   固體礦產資源/儲量分類

GB/T 25283   礦產資源綜合勘查評價規范

GB/T 33444   固體礦產勘查工作規范

DZ/T 0078    固體礦產勘查原始地質編錄規程

DZ/T 0079    固體礦產勘查地質資料綜合整理、綜合研究要求

DZ/T 0130    地質礦產實驗室測試質量管理規范

DZ/T 0131    固體礦產勘查報告格式規定

DZ/T 0227    地質巖心鉆探規程

DZ/T 18341   地質礦產勘查測量規范

3.術語和定義

       下列術語和定義適用于本文件。

3.1 SD動態分數維  SD Dynamic Fractional Dimension
是用分數維定量描述礦體形態復雜程度的一個量,它隨著勘查程度的工程數變化在[0,1]區間內動態改變,用D表示。

3.2 礦體復雜度  Ore Body Complexity

3.2.1 是指在SD分數維的基礎上,用以最終定量描述礦體地質變量復雜程度的一個特征量,用T表示。礦體復雜度分為:品位復雜度、厚度復雜度和綜合復雜度。分別用Tc、Th、Tz表示。

3.2.2 礦體復雜度T 的表述式為。M是對D的修正系數,稱為變化度。變化度包括厚度變化度系數(用Mh表示)和品位變化度系數(用Mc表示)。

3.3 SD樣條函數 SD Spline Function

       用于礦產資源儲量計算的一種樣條函數,是SD法用礦體復雜度T對分段連續的三次樣條函數經過系數修正的一個函數。

3.4 SD權尺  SD Weighting

       SD權尺是根據地質變量在不同位置空間的作用大小來分配地質變量“權”的大小尺度。用于衡量相鄰變量對主地質變量的影響程度并對地質變量進行修勻處理,獲得穩健的結構地質變量。

3.5 結構地質變量  Geological Variable of Structure

       指采用風暴值處理、權尺穩健、SD樣條函數擬合等一系列數學方法排除隨機因素的干擾,專門反映某種地質特征的空間結構及其規律性變化的地質變量。該結構地質變量具有相對性和可變性,在一定空間范圍內相互影響,既與其所在的空間位置有關,也與周圍的地質變量大小和距離有關。

3.6 框塊  Blocks

       是指SD法計算礦產資源儲量時,按一定尺度對礦體進行劃分,形成的基本塊體。

3.7 風暴品位  Storm Grade

       指SD法規定的在某一礦體中,在SD樣條曲線上出現峰值,明顯高于周邊樣品品位的孤峰值。

3.8 風暴厚度  Storm Thickness

       指SD法中規定的在某一礦體中,單工程礦體厚度明顯高于周圍工程的礦體厚度值,其厚度在SD樣條曲線上出現突出孤峰的礦體厚度。

3.9 框棱  Edge

       是SD法特有的對工程控制程度進行量化的指標。用于衡量工程平均控制間距,其數值為平均線距和平均點距乘積開方值。

3.10 SD基距  SD Basal Scope Edge

       是當工程控制程度可以求取真量時的最小控制間距,也是確認礦體接近礦體真態時的最小框棱,用Ha表示。

3.11 SD精度  SD Accuracy

       是綜合反映工程控制程度和資源儲量精確程度的一個定量尺度,用η表示。是預測工程數、確定工程間距(框棱)、定量描述資源儲量可靠程度、量化探采風險及定量劃分勘查程度的依據。

3.12 SD靶區  SD Range

       指在當前工程控制程度下估算的資源儲量相對于資源儲量真量的上下限范圍,亦即推知資源儲量風險的范圍。

3.13 SD計算單元  SD Calculation  Domain

       是依據礦帶(礦層)、礦體、礦石類型、勘查階段、開采方式、礦體產狀、構造破壞情況等對礦床的地質認識而具體劃分的,用于礦產資源儲量計算的某一次計算的范圍,可以是單個礦體范圍,也可以是多礦體范圍,還可以是整個礦區范圍。

3.14 SD斷面線  SD Section Line

       指在計算單元內用于SD法資源儲量計算以及精度計算的斷面投影線。主要是勘查線及少量根據實際情況設置的必要的輔助斷面線(控制線)。

3.15 SD計算點  SD Calculation Point

       指采用SD法計算時所劃分計算單元內,參與計算的實際工程點(有礦工程、礦化工程及無礦工程)和輔助計算點(控制點和外推點)的總稱。

4.基本原理

4.1 “SD動態分維拓撲學”也稱為“地質分維拓撲學”是SD法的基本原理。是以構建結構地質變量為基礎,運用SD動態分維拓撲學技術和SD樣條函數工具,采用包括“降維(拓撲)形變”、“權尺穩健”、“搜索(積分)求解”和“遞進逼近”等四大原理和SD穩健公式、結構地質變量公式、SD邊值公式、SD復雜度公式、SD風暴品位下限值公式、SD樣條函數公式、SD體積公式、SD精度公式等八組公式,預測資源儲量精度,確定靶區,求取礦產資源儲量。SD法的基本原理是有別于傳統簡單幾何學原理和概率統計數學原理的,屬于動態分維拓撲學范疇。

4.2 SD法通過一系列數學方法、技術、系統軟件,求得準確可靠的資源儲量及其精度

       a) 通過建立SD動態分維理論對礦體(品位、厚度等)復雜程度進行定量、精細地描述;

       b) 通過權尺穩健、風暴品位及厚度處理、齊底拓撲形變后建立SD樣條函數等技術手段構建結構地質變量,將原始地質變量數據構建為具有規律性、代表性的穩健化數據;

       c) 通過搜索積分求解計算出各框塊的資源儲量結果(體積、礦石量、金屬量、品位等);

       d) 通過遞進逼近方法求得資源儲量的SD精度,用SD精度來定量確定各礦塊(框塊)的資源儲量地質可靠程度,同時確定出資源儲量的風險靶區,預測達到某一勘查程度所需的工程數和框棱。

       e) SD法的詳細原理參見附錄A。

5. SD法適用條件

       SD法的應用與勘查階段無關,適用于具有兩個及以上工程(槽、井、坑、鉆等)的數據,兩條以上的剖面范圍即可進行資源儲量和SD精度的估算,獲得資源儲量的數量及精確程度成果。適用于固體礦產勘查、開采等各階段、各種礦種、各種規模、不同成因類型條件下的各種礦床的資源儲量估算。

6.基本要求

6.1 遵循SD方法的一般原則和要求,并采用相應的軟件系統來完成資源儲量估算。

6.2 根據礦床實際情況按礦種劃分計算單元及計算方案類型。

6.3 各SD計算單元的斷面線和計算點應根據具體控礦情況和計算要求確定。

6.4 應按照SD法的原則和要求,認識和使用SD法的資源儲量靶區。

6.5 資源儲量估算的過程和結果應符合客觀真實性原則,所采用的文、圖、表內容的協調一致。

6.6 資源儲量估算過程中如有需要特殊說明的問題應予以闡述。

7.估算參數選擇

7.1 設置計算單元

7.1.1 設置及劃分方式

       分為手工劃分和自動劃分兩種。手工劃分計算單元的前提條件是要有較明確的礦體(帶)劃分認識,然后采用SD軟件系統自動繪制的剖面底圖解析礦體,或利用已有的礦體(帶)認識模型手工進行計算單元的劃分;自動劃分是SD軟件系統根據對已有數據進行處理分析后給出劃分方案,通過人機交互實現礦體及計算單元的劃分。在計算時應根據礦床情況,分別以平行斷面資源儲量估算或不平行斷面資源儲量估算,選擇合適的劃分方式。

7.1.2 設置計算單元的基本原則

       一般根據礦帶(體)、礦石類型、工程類型分布、開采方式、礦體產狀、構造控制特點并結合估算的目的和需求劃分計算單元,一般一個礦區可以劃分成一個計算單元,也可以劃分為多個計算單元。劃分的具體要求和原則如下:

       a) 一般需按礦體劃分,不同的礦體劃分為不同的計算單元;

       b) 若同一礦體產狀變化大時,一般應分段計算,劃分為不同的計算單元;

       c) 不同開采方式且工業指標不同時,應劃分不同計算單元分別計算;

       d) 不同礦石類型分采分選且工業指標不同時,應劃分不同計算單元分別計算;

       e) 對于不同選冶要求的礦石,開發時可以分采分選時,應劃分不同計算單元分別計算;

       f) 當礦區內礦體對應連接較困難,多解性大,且品位變化較小時,允許按照礦帶(即:不劃分具體的礦體)劃分計算單元;

       g) 每一個計算單元都需命名,該名稱稱為計算單元名。同一礦區內的計算單元名不允許相同;

       h) 構成計算單元的要素是斷面線和計算點。具體需按本規程7.2、7.3規定合理設置斷面線和計算點。

7.2 斷面線參數設置

7.2.1 對計算單元內控制礦體的實際工程分布情況,確定勘探線的類型(平行或不平行或扇形等)選定平行斷面線還是不平行斷面線方式估算資源儲量。

7.2.2 當出現實際工程附近未設置實際勘探線的情況時(如圖1 a),應在這些工程的集中部位設置輔助勘探線(如圖1 b)。輔助勘探線名稱可按一定命名原則命名。

圖1工程分布示意圖

7.2.3 當計算單元內的計算對象為單孔或多孔單線控礦且礦體在走向兩端均未圈邊時,應在走向兩端設置控制線(KZX)(如圖2)。

圖2 控制線分布示意圖

7.2.4 當礦體走向變化較大,變化較大部位又無實際工程控制者,應根據具體情況設置恰當的控制線(如圖3)。如圖3所示,根據2線和3線的工程揭露以及地表情況,在2~3線間仍然屬于一條礦體,2~3線間礦體走向相對總體平均走向發生了急劇變化,為更加準確反映礦體各部位的展布形態,SD法估算時,需在變化較大部位(如:在2~3線之間)設置1條或多條控制線以準確控制礦體的實際形態,確保資源儲量估算的準確性。

圖3 水平投影示意圖

7.2.5 當沿礦體走向方向存在巖體、斷層等其他需要特殊控制的地質邊界時,應在適當位置布置恰當的控制線。

7.2.6 當在兩條以上已知斷面線(勘查線或控制線)控礦基礎上,沿著走向方向需作無限外推時,可在走向兩端設置輔助線來控制計算的邊界(如圖4)。

圖4  輔助線示意圖

7.2.7 一個計算單元最多有兩條外推控制線,分別是首外控制線和尾外推控制線。外推控制線上沒有實際工程,估算時不參與編號,但要提供其相關的信息,主要包括:外推控制線的性質、外推控制線數及外推距離。外推控制線與相鄰斷面線的距離,有首外推距離和尾外推距離之分,如圖4,d1為首外推距離,d2為尾外推距離。

7.2.8 控制線名稱一般以“KZX1”“KZX2”等依次命名的??刂凭€上無實際工程,但是其上要據實際地質認知設置控制點。

7.2.9 同一計算單元的各斷面線首尾端方向需一致。

7.3 計算點參數設置

7.3.1 應首先選取計算單元內控制礦體的有效實際工程點作為計算點,如鉆孔、探槽、坑道、淺井等。包括見礦點、礦化點、無礦點。

7.3.2 對于單孔控制的斷面線需根據具體情況設置恰當的控制點KZD(如圖5)。

圖5 控制點示意圖

7.3.3 在無實際工程點的控制線上需根據具體情況恰當的設置兩個控制點。

7.3.4 當斷面線上有兩個以上實際工程且礦體在端點兩側或一側仍有延伸、且礦體的品位厚度變化主要以斷面線方向為主時,可在端點兩側或一側設置外推點。

7.3.5 控制點用“KZD”或“KZDJM(無礦控制點)”表示。

7.3.6 外推點用“WTD”表示。外推點分“首外推點”和“尾外推點”。外推點只需給定外推距離(指沿礦體延深方向的斜距),其品位、厚度是SD軟件系統根據給定的位置采用SD 邊值公式自動求得。

7.3.7 外推點與控制點同樣作為計算邊界點使用。

       a) 外推點一定是設置在非單孔線勘探線實際見礦工程端點之外控制計算礦體的邊界點。

       b) 控制點既可在控制線上設置也可在實際勘探線上設置,可根據實際地質情況設置控制點距離。

       c) 外推點受外推距離的限制,一般可參照幾何法規范中工程間距確定或參考SD基距的倍數確定,外推適當距離??刂泣c則基本不受距離的影響。

       d) 斷面線邊緣無礦工程之內控制邊界只能設置控制點。

       e) 斷面線上僅一個工程時,不能設置外推點,只能設置控制點。

7.3.8 同一計算單元內計算點排序方向需一致??v投影計算資源儲量時斷面線上計算點(工程點,輔助點)應按從高到底排序方式。

7.3.9 斷面線上的計算點應以見礦中點位置進行就近歸屬。

7.4 SD計算方案類型參數確定

7.4.1 每一計算單元應分別確定各自的SD計算方案參數。

7.4.2 每一計算單元應分別對組成SD計算方案的 “計算類型”、“數據類型”、“定位系統”、“形質方案”四個基本參數進行單獨確定;一般根據計算需求和原始數據提供情況確定。

7.4.3 計算類型分為“標準型”和“綜合型”。當計算單元內工程有完備的原始樣品數據和工程測斜數據時,采用原始樣品分析數據作為基礎數據進行計算時,均采用“標準型”。當計算單元內工程僅有單工程平均品位、厚度時,直接采用單工程的綜合數據作為基礎數據進行計算時,采用“綜合型”。若需采用同樣的單工程數據進行復核對比時,在驗證其單工程合理的情況下,一般也采用“綜合型”。

7.4.4 SD法應根據礦體的規模、產狀、形態、勘查工程類型、工程對礦體的揭露情況不同,采用不同的計算類型進行。計算的數據類型分為A型、B型、C型、D型共四種。

7.4.4.1 A型數據適用于可劃分多個臺階(中段)以及厚大(一般厚層~極厚層)、且分臺階(中段)估算的礦體。對于同源成因的礦帶中品位厚度變化不大,但形態不規則,認知有多解性的礦體,也適用分層(段)估算選A型數據。選擇A型的計算單元所利用的探礦工程可以是完全揭穿礦體的,也可以是未揭穿礦體頂底板的。若選擇了A型,則必須對每一探礦工程揭穿礦體的屬性進行標識。若數據類型選擇了A型,則其計算類型必須選擇標準型。用于計算的單工程計算厚度應是鉛直厚度,積分計算的投影面是水平投影面或礦層(體)斜面。

7.4.4.2 B型數據適用于產狀陡傾(一般傾角大于45°)的薄層礦體。選擇B型數據的計算單元所利用的探礦工程一般要求揭穿礦體(礦帶)的頂底板。若數據類型是B型、用于計算的單工程計算厚度應是水平厚度和真厚度,積分計算的投影面是垂直縱投影面。

7.4.4.3 C型數據適用于產狀緩傾斜產出(一般傾角小于45°)的薄層礦體;選擇C型的計算單元所利用的探礦工程一般要求揭穿礦體(礦帶)的頂底板。若數據類型是C型、計算類型是綜合型時,用于計算的單工程計算厚度應是鉛直厚度和真厚度,積分計算的投影面是水平投影面或礦層(體)斜面。

7.4.4.4 D型數據適用于坑、鉆結合施工,工程方向不一致時,不滿足A、B、C型數據估算條件的情況。

7.4.5 定位系統包括地理坐標和相對坐標兩種。這里的地理坐標指經過測量儀器準確測量的x、y、z三維直角坐標。相對坐標是指在估算范圍內,按照SD法規定建立的相對直角坐標系(如圖6、如圖7)。

圖6  A、C型相對坐標建立示意圖

圖7  B型相對坐標系建立示意圖

       如圖6所示,A、C型數據相對坐標系是建立在水平投影面上,將平行于斷面線的方向作為X軸方向,垂直斷面線的方向作為Y軸方向,并且確定一個估算的基點坐標。

       如圖7所示, B型數據相對坐標系是建立在垂直縱投影面上,將平行于斷面線的方向作為Z軸,垂直于斷面線的方向作為Y軸方向,同樣確定出一個計算的基點坐標。

7.4.6 形質方案包括框塊、分塊、A臺階、A框塊、A分塊??驂K是在投影面上劃分的若干個矩形條塊。每個框塊由沿斷面線方向的條距和垂直斷面線方向的塊距構成。分塊是在投影面上根據實際需求劃分的任意計算范圍。A框塊、A分塊都是在臺階的基礎上進一步劃分,B、C型一般選擇框塊計算,A型一般A框塊計算??驂K的大小一般采取SD系統根據礦床具體情況自動確定的大小。特殊情況下,可根據用戶的特殊需要進行適當調整。

7.4.7 由計算類型、數據類型、形質方案、定位系統四個基本應用參數聯合構成的SD計算方案,常用的包括(關聯關系見圖8所示):

       a) 標準型系列計算方案有:

       1) 標準型A型地理坐標臺階、框塊、分塊

       2) 標準型B型地理坐標框塊、分塊

       3) 標準型C型地理坐標框塊、分塊

       b) 綜合型系列計算方案有:

       1) 綜合型B型地理坐標框塊、分塊

       2) 綜合型B型相對坐標框塊、分塊

       3) 綜合型C型地理坐標框塊、分塊

       4) 綜合型C型相對坐標框塊、分塊

       5) 綜合D型地理、相對坐標框塊、分塊

圖8 SD法計算類型、數據類型、坐標系統、形質方案關聯示意圖

7.4.8 礦體規模參數確定

       a) 礦體規模分為特大型、大型、中型、小型、微型。大中小型一般參照各礦種的勘查規范確定,特大型一般為大型的2倍以上,微型(特小型)一般為小型的1/2以下。

       b) 礦體規模應按計算單元單獨確定。

       c) 確定礦體規模時,特殊情況下應考慮初步估算的資源儲量結果進行適當調整。

7.4.9 礦床成因類型參數確定

       a) 礦床成因類型按內生、外生和次生,分為九大類,分別為沉積礦床、沉積(變質)礦床、層控礦床、斑巖型礦床、熱液型礦床、巖漿巖型礦床、矽卡巖型礦床、殘坡積礦床、砂礦床。具體根據礦床具體情況合理確定。

       b) 礦床成因類型按計算單元單獨確定。

       c) 礦床若有多種成因類型時,應按主要的成因類型確定。

7.4.10 無限外推范圍參數的確定

       SD法根據SD樣條曲線按照礦體品位厚度的變化規律搜索有限外推邊界;對于無限外推邊界,一般依據SD法通過精度法自動計算的基距以及相應地質可靠程度所對應的框棱來確定。

7.5 礦體產狀方式參數選擇

7.5.1 一般可由SD軟件系統自動根據圈礦后的單工程數據求取各工程的礦體產狀。

7.5.2 當計算單元中所利用的工程出現不能完全揭露礦體頂底板或其他特殊情況,自動求取的單工程數據不能作為礦體產狀計算的基礎數據。不能完全合理地反映礦體產狀時,應根據礦床實際情況直接給定合理的礦體產狀。當整個計算單元的礦體產狀變化不大時,可直接給定統一的產狀;當礦體在不同部位產狀變化較大時,應根據具體情況按照不同斷面或不同工程給定礦體產狀。

7.6 體積質量求取方式參數確定

7.6.1 體積質量即礦石體重,計算時首先應考慮濕度校正,一般當濕度>3%時應進行濕度校正。SD法主要有四種體積質量求取方式,分別是平均體積質量式、品位回歸方程式、樣品自然巖性式、品位等級區間式。估算時應根據礦床具體情況合理選擇。

7.6.2 礦石體積質量應針對每個計算單元單獨確定。

7.6.3 平均體積質量式是將礦區所有小體積質量樣采用算術平均法計算出平均體積質量值后,利用此平均體積質量進行估算,是最常見的一種體積質量求取方式。體積質量變化一般比品位變化小得多,故體積質量樣品的采取數量也較少。如果所計算的礦床的控制程度較低,一般用算術平均法計算的平均體積質量即可保證資源量計算精度要求;因此,平均體積質量是適用于礦床不同部位體積質量變化不大或勘查程度精度要求不高時使用。

7.6.4 品位回歸方程式是每個見礦樣的體積質量與一個或多個礦種的組合品位建立的一種回歸模型,以此求出每個樣的體積質量,進而求出每個工程乃至每個框塊的體積質量。品位回歸方程式適用于礦種組分較多、品位或品位的組合對體積質量的相關性較大的礦床,常用的有鉛鋅礦床等。

7.6.5 樣品自然巖性式是指樣品的體積質量受巖性影響較大的情況。當同一礦床不同巖性或不同礦石自然類型的體積質量相差較大時,應采用樣品自然巖性式單獨求取體積質量。

7.6.6 品位等級區間式主要是針對單一礦種的品位區間段與體積質量關系密切的情況。常用于鐵礦等黑色金屬礦產。

7.7 地質可靠程度區間參數確定

       確定地質可靠程度等級參數是由SD軟件提供SD精度來具體確定。用SD精度確定的具體地質可靠程度等級區間分別為:

       SD精度為  80% ≤ ≤ 100 % 表示地質可靠程度是探明的;

       SD精度為  45% ≤<  65 % 表示地質可靠程度是控制的;

       SD精度為  15% ≤<  30 % 表示地質可靠程度是推斷的;

       SD精度為  2%  ≤<  10 % 表示地質可靠程度是預測的。

       除以上四個等級區間外,其余區間為相應的待定區間:

       SD精度為  65 %≤<80 % 表示地質可靠程度是探明­控制待定;

       SD精度為  30 %≤<45% 表示地質可靠程度是控制推斷待定;

       SD精度為  10 %≤<15% 表示地質可靠程度是推斷預測待定;

       SD精度為   0 %≤< 2% 表示地質可靠程度是無意義的。

       待定區間不屬于地質可靠程度等級區間,它應結合地質研究程度,給予相應的等級確定。SD法精度對地質可靠程度的定量劃分標準中,對于處于待定區間的地質可靠程度通過SD地質可靠程度待定區間歸屬專家系統進一步定量確定。

7.8 待定區間專家系統參數確定

7.8.1 該專家系統充分考慮了工程控制程度。礦體變化規律,以及水文地質、工程、環境、構造等綜合因素。具體歸屬參數包括:勘查階段、礦體形態、構造、水文地質、工程、環境、類比條件,礦體復雜度。

7.8.2 確定地質可靠程度待定區間歸屬參考標準

       a) 礦體形態:

       1) 簡  單:厚層狀,層狀,大脈狀。

       2) 較簡單:似層狀,薄層狀,單脈狀。

       3) 一  般:分叉式似層狀,透鏡狀,層式脈狀。

       4) 較復雜:不規則狀。

       5) 極復雜:極不規則狀,囊狀,雞窩狀。

       b) 礦體構造及內部結構:

       1) 簡  單:產狀變化小,無大的斷層破壞,節理裂隙不發育,無或極少夾石層。礦體邊界清晰,內部組分均勻。

       2) 較簡單:產狀變化較小,有斷層,但破壞性小,有明顯節理有較少夾石層?;虻V體邊界不清晰,內部組分不均勻。

       3) 一  般:產狀有波狀起伏,有部分礦體被斷層破壞,節理發育,裂隙明顯,有夾石層。

       4) 較復雜:產狀變化較大,或礦體被多組斷層錯開,或有厚薄不等的多層夾石層。礦體小,變化大。內部組分不均勻。

       5) 極復雜:產狀變化大,(礦體傾向、走向、陡緩變化很大),或多組斷層嚴重破壞礦體的完整性,或多層不連續夾石層。礦體小而多不連續。內部組分極不均勻。

       c) 水文地質:

       1) 簡  單:礦體位于當地侵蝕基準面上,地形有利于自然排水,地表水不易形成水體。

       2) 較簡單:礦體大部分位于侵蝕基準面以下,但近巖層無含水層或近巖有含水層,但有隔水層隔開,地表水不形成水體。

       3) 一  般:礦體位于侵蝕基準面以下,含水層對礦山生產不造成大的危害。

       4) 較復雜:礦體位于侵蝕基準面以下,臨近巖體有富水層,或地表水形成水體,礦山開采時易形成較大漏水量。

       5) 極復雜:礦體位于侵蝕基準面以下,臨近巖體有富水層,或裂隙水或巖溶發育,地表水亦形成水體,易使礦山形成大的漏水量。

       d) 工程地質:

       1) 簡  單:礦體圍巖單一,礦體力學強度高,節理、裂隙不發育,穩定性好;

       2) 較簡單:礦體圍巖較單一,礦體力學性能較強,礦體節理裂隙較多;

       3) 一  般:礦體力學性能一般,可能有較強風化性,節理、裂隙較發育;

       4) 較復雜:礦體風化強,或者節理、裂隙很發育;

       5) 極復雜:礦體遭強烈風化,或者遭構造破壞,形成破碎礦帶。

       e)  環境地質:

       1) 簡  單:無原生環境地質問題,礦石及廢棄物不易分解出有害組分,采礦活動不形成對附近環境和水體的污染。

       2) 較簡單:一般情況下,采礦活動中,不易對環境形成污染,不會出現有害組分。

       3) 一  般:環境地質情況不明、礦石及廢棄物不易分解出有害組分以及采礦活動是否對附近環境和水體污染的情況不明。

       4) 較復雜:存在原生環境地質問題,或礦石及廢棄物可能分解出有害組分,或采礦活動可能對附近環境和水體污染。

       5) 極復雜:嚴重存在原生環境地質污染,或采礦活動中不可避免存在對環境的嚴重污染。

       b)   類比條件:

       1) 簡  單:本地區有可類比的已確知的礦體,其形態、構造、礦化、水文及工程地質為“簡單”者;

       2) 較簡單:本地區有可類比的已確知的礦體,其形態、構造、礦化程度“簡單”,水文及工程地質為“較簡單”者;

       3) 一  般:本地區有可類比的已確知的礦體,為“較簡單”者;或無類比的,已知此礦形態、構造、水文地質或工程地質“簡單”者;

       4) 較復雜:本地區有可類比的已確知的礦體,為“一般”者;或無類比的,已知此礦形態、構造、水文地質或工程地質“一般”者;

       5) 極復雜:本地區有可類比的已確知的礦體,為“較復雜”者;或無類比的,已知此礦形態、構造、水文地質或工程地質“較復雜”者。

7.9 可行性參數確定

       不同勘查階段,可行性研究程度要求不同。根據礦區(床)實際情況,確定“可行性研究參數”,主要包括“概略研究”、“預可行性研究”、“可行性研究”。

7.10 經濟參數確定

       確定經濟參數方式有三種:定性式、品位區間定量式、效益品位定量式。

7.10.1 定性式

       當可行性研究階段為“概略研究”時,則整個礦段的經濟意義只能定性確定為“內蘊經濟的”。

7.10.2 品位區間定量式:

       a) 先由用戶自定義主礦種的品位區間,然后系統據此定量確定各塊段的經濟意義,不同部位其經濟意義不同。

       b) 用戶可以根據可行性論證或開采經濟評價結果,直接錄入各經濟意義級別的品位區間。一般情況下,常以工業指標為依據。如:

       1) 塊段品位大于或等于最低工業品位者,確定為經濟的;

       2) 介于最低工業品位與邊界品位之間者,確定為邊際經濟的;

       3) 小于邊界品位者,確定為“次邊際經濟的”;

       c) 該方式主要用于詳查及以上階段且進行了預可行性研究(或可行性研究)的金屬礦床和部分非金屬礦床。

7.10.3 效益品位定量式:

       a) 主要以“內部收益率”作為衡量不同地質可靠程度的礦產資源儲量經濟意義的定量指標。

       b) 內部收益率是評價礦床在估算期內各年凈現金流量現值累計等于零時的折現率,它反映其內部獲利的水平。經可行性研究或預可行性研究得出的內部收益率,當大于或等于行業基準內部收益率是經濟的;在零至行業基準內部收益率之間的,即接近盈虧邊界的,是屬于邊際經濟的;小于零的是次邊際經濟的。

       c) 選用該方式時,要求首先確定礦床(區)、經濟評價相關指標,如:年生產規模、采選回收率、產品售出價格、采選總成本等,然后系統求取內部收益率后自動確定出各個框塊的經濟意義。

8.資源儲量估算操作流程

8.1 應用步驟綜述

8.1.1 SD法估算過程一般分為三個階段八個步驟(見圖9)。第一個階段為收集分析原始資料,包括原始資料收集和原始資料分析兩個工作步驟;第二個階段為正式計算,包括組織SD法礦區勘查原始數據、礦體(帶)解析、形成SD計算單元數據、確定估算參數、運用SD軟件進行估算;第三階段為成果提取,包括生成和分析提取所需的成果文字、附圖、附表等八個工作步驟。

圖9 SD法應用步驟示意圖

8.1.2 計算時,若礦區礦體比較簡單或已經有成型的對礦體認知的資料,可略去第三、第四步的工作,直接從第五步手工組織SD計算單元開始。

8.2 原始資料收集

       原始資料的收集按照現行相關規定執行,對于已經形成的歷史資料,應盡量核查其真實性。

8.3 分析及組織數據

       各類原始數據的分析與組織均與現行相關規范一致。僅在資源儲量計算時,將原始數據按照SD方法及軟件系統規定的數據格式填寫即可。

8.4 礦體(帶)解析

8.4.1 礦體解析的方式有軟件自動礦體解析和人工礦體解析兩種,根據礦床實際情況合理選擇。對于厚大礦體,礦化均勻而且較富的礦體,則一般由軟件自動礦體解析結合人機對話完成。在解析的過程中,對礦體的圈定既可采用單指標方案也可采用多指標方案圈定,而對于薄層且復雜礦體宜采用多指標方案圈定。若礦體簡單,不需嚴格地圈出礦體的形狀即可判定礦體的對應關系,則只需要給出礦體賦存的區域即可。也可初步確定工程間礦體對應關系,直接由人工參照現行規范進行解析,交互調整并最終圈定礦體。

8.4.2 SD法根據已認知的地質規律,采用多指標圈礦,是采用常用指標體系中的邊界品位及邊界品位與礦化品位之間的品位值,圈出的一個比較完整的礦化區域,根據礦體復雜度和基距等指標,采用常用指標體系中的邊界品位和最小可采厚度搜索出框塊內的礦域和非礦域,然后再用常用指標體系中的工業品位和最小可采厚度判別出工業礦框塊和低品位礦框塊,根據SD精度定量確定框塊資源儲量類型,最后分別統計相應的資源儲量。

8.5 形成SD計算單元數據

8.5.1 按本規程前述原則,合理劃分計算單元并確定各計算單元的計算方案類型。按照各計算方案的要求組織相應的計算單元數據。

8.5.2 計算單元數據有自動生成和手工組織兩種方式。自動生成方式是通過自動解析礦體的過程來自動完成;手工組織是根據礦體解析成果按照SD法及其軟件系統SD計算單元數據要求組織。

8.5.3 若已組織了SD礦區數據,則此時僅需在SD礦區數據表的基礎上進行完善,主要完善的數據是樣品數據中的礦體號(若按礦體劃分計算)、各計算單元基本情況、基巖界線數據和投影地形點數據(礦體露頭或接近地表時)等。投影基巖界線數據一般包括投影基巖界線點序號、線序號、距離、標高、礦體號等;投影地形點數據一般包括投影地形點序號、線序號、距離、標高、礦體號等。

8.5.4 采用綜合型計算,則工程數據需要按照工程的礦中點坐標、單工程品位及厚度值組織。

8.5.5 若采用A型數據計算,則應補充臺階數據的內容,一般包括臺階劃分方式、臺階數、臺階序號、臺階間距等。

8.6 確定基本估算參數

       按照本規程9.1,9.2,9.3的原則和要求確定各估算參數。

8.7 獲取過程參數

8.7.1 計算時,采用SD軟件系統進行資源儲量估算,按照SD法軟件操作要求進行操作。主要步驟是接收和轉換SD計算單元原始數據、計算參數設置、數據檢驗、計算、審定。

8.7.2 礦體復雜度由軟件系統根據SD動態分維法自動求得,是礦體復雜程度的最終衡量參數,分品位復雜度Tc和厚度復雜度Th以及礦體的綜合復雜度Tz。礦體復雜度值在[0,1]之間,按照五級定量劃分標準判別其復雜程度。具體求取公式及劃分標準,參見附錄A。

8.7.3 風暴品位的識別和處理是由SD軟件系統在計算過程中根據倍數限與礦體復雜度的相關關系采用定量公式自動處理,定量計算求得,最終用風暴品位下限值替代風暴品位參與計算。具體求取過程參見附錄A。

8.7.4 風暴厚度是由SD軟件系統在計算過程中自動識別和處理。

8.7.5 單工程品位、單工程厚度由SD軟件系統自動求取。

8.7.6 礦體斷面面積、框塊體積、框塊平均品位、礦石量、金屬量等均由SD軟件系統依據工業指標搜索,通過SD樣條函數積分自動計算求得。具體求取過程參見附錄A。

8.7.7 外推范圍內品位厚度搜索,是外推范圍內的礦體厚度和品位按照SD樣條函數搜索確定,一般遵循礦體變化規律,進行曲線外推,是非等值外推,即:外推范圍內各處的品位和厚度不同。有限外推范圍內品位厚度一般小于見礦工程,無限外推范圍內品位厚度可能大于相鄰見礦工程,也可能小于相鄰見礦工程。

9.資源儲量分類

9.1 地質可靠程度確定

       地質可靠程度由SD精度自動定量確定為“探明的”、“控制的”、“推斷的”、“預測的”。具體確定參數詳見本規程7.7和7.8。

9.2 可行性研究確定

       不同勘查階段,可行性研究程度要求不同。根據礦區實際情況,確定“可行性研究參數”,主要包括“概略研究”、“預可行性研究”、“可行性研究”。具體確定參數詳見本規程7.9。

9.3 經濟意義確定

        經濟意義參數確定方式有三種:“定性式”、“品位區間定量式”、“效益品位定量式”。具體確定參數詳見本規程7.10。

9.4 資源量和儲量類型劃分

9.4.1 資源量類型劃分

       運用SD系統進行資源儲量估算,系統自動確定地質可靠程度等級,按照地質可靠程度由低到高,資源量分為推斷資源量、控制資源量和探明資源量。

9.4.2 儲量類型劃分

       按照技術可行性和經濟合理性結果及地質可靠程度由低到高,儲量分為可信儲量和證實儲量。

10.SD法計算結果

10.1 計算結果

10.1.1 報告結果

       SD法計算的結果,除最佳估值外,還提出資源儲量靶區,它由估值的高值和低值組成了資源儲量的區間。它是通過SD精度自動求取。具體求取過程參見附錄A。結果主要包括資源儲量估算原始數據表、資源儲量估算參數表、結果數據表(圈礦信息表、工程控制程度預測表、資源儲量結果表、資源儲量靶區表等),詳見附錄C。

10.1.2 圖件結果

       SD系統根據礦區數據,自動生成和編制相應圖件。主要包括資源儲量分類圖、品位品級分劃圖、地形地質圖、剖面圖、鉆孔柱狀圖等圖件。

10.2 采空區或壓覆范圍

       當有采空區或有壓覆時,一般先估算累計查明資源儲量,然后以此為基礎,扣除保有資源儲量求得消耗資源儲量;或者扣除消耗資源儲量求得保有資源儲量。這些結果的統計均由軟件協助完成。

11.估算結果自檢

       SD法目前常采用SD標準型框塊搜索法估算,其估算結果的可靠性可用SD整體搜索法或綜合型法結果進行互檢。當二者靶區范圍重合率達80%以上時認為框塊法結果安全性、可靠性較高。若達不到此重合率要求則需進一步分析、調整框塊的大小直至滿足要求。

12.SD精度的應用

12.1 SD精度對勘查程度判別

       SD精度對勘查程度的判別中,SD法提供礦體的總精度和各框塊的資源儲量精度兩個數值。前者可用于定量判別達到的勘查程度級別。后者表示礦體各個部位的控制程度高低。

12.2 SD精度對地質可靠程度判別

       SD精度對地質可靠程度的定量判別中,可直接定量確定各框塊的地質可靠程度,為地質人員(或合資格人/勝任人)提供量化的標準和工具,避免完全靠經驗性的定性判斷而引發的諸多爭議。

12.3 SD精度對工程數預測

       SD精度不僅對資源儲量估算結果精確程度進行確定,而且還對其勘查程度、地質可靠程度定量判斷,并對勘查區進行勘查風險控制和對勘查工程數進行預測。工程數和框棱的預測是通過SD精度實現的,它是在當前工程控制程度下對未來達到任何勘查程度所需的工程數和框棱做出的預測判斷。這種預測,是用于勘查設計、動態指導勘查進程,提高勘查過程中的可控性、計劃性,避免盲目性和勘查風險的一個重要指標。

12.4 SD精度對風險靶區控制

       SD精度對風險靶區的控制,是用SD法提供的資源儲量靶區結果,以最佳估值乘除SD精度得到資源儲量靶區的下限值和上限值,用于指示當前工程控制程度下,資源儲量的變化區間,即資源儲量風險范圍,從而用此靶區進行有效地控制風險。用于較低勘查程度及存在較大資源儲量風險的礦床和各種用途下資源儲量風險的判別和控制。

13.資源儲量變化情況評述

13.1 評述內容主要包括:在與以往報告相比時,重疊范圍內資源儲量變化原因一般有礦體形態認識變化(厚度變化,產狀變化,甚至礦體對應關系變化,新增礦體變化等),礦石體積質量的變化,資源儲量采礦消耗變化,不同方法的估算差異等幾個方面的原因。

13.2 SD法與其他方法估算的主要差異有以下幾個方面

       a) 風暴品位處理差異;

       b) 外推邊界差異(特別是有限外推邊界),外推范圍內礦體厚度品位的求取方式差異(SD法為曲線非等值外推);

       c) 資源儲量的估算可不依賴人工劃定的礦體形態進行估值;

       d) 直接根據原始數據求得工程控制程度,不需要按照勘查類型進行估算;

       e) 資源儲量分類差異。除去其它因素外,主要是地質可靠程度的差異,SD法通過SD精度定量確定。

14.SD法資源儲量報告的編寫

14.1 總體要求

       采用SD法估算資源儲量的勘查、核實等各類報告,除礦體特征描述、勘查方法及工程布置、資源儲量估算章節及相關附圖附表與其它估算方法報告編制格式和內容要求有所不同外,其余章節安排及內容依從現行標準對報告的要求。

14.2 正文部分

14.2.1 礦體特征章節:在正文中,凡有關礦體厚度復雜程度、品位復雜程度的內容,應以SD復雜度及其所屬的等級去衡量和描述,主要表現在礦體特征一節。礦體產狀應結合SD法估算的產狀綜合描述??墒褂肧D軟件繪制的礦體立體透視圖描述礦體的空間關系。

14.2.2 勘查方法及工程布置章節:在此節中,有關工程間距合理性的評述,應采用由SD精度所確定的判別標準,用SD精度、框棱等去衡量、檢驗當前工程對礦體的控制程度,并評價工程間距布置的合理性。

14.2.3 資源儲量估算章節:首先應描述所采用的工業指標,清楚說明具體要估算的對象和范圍以及依據的原始資料來源(特別是采空區數據),對資料的有效性進行評述和說明。重點說明計算中各參數的選擇依據,包括計算單元的劃分,計算方案的確定,礦體規模、礦床成因、礦石體積質量、礦體產狀、外推距離、框塊大小等的設置依據,描述風暴品位處理的結果以及資源儲量估算的最終結果(包括SD精度)、對下一步工作的預測成果,結果可靠性自檢結論。

14.2.4 章節提綱和內容要求

       具體章節提綱和內容要求詳見附錄B。

14.3 生成提取所需的成果附圖、附表

       利用軟件系統生成附圖、附表(附錄C)。

 

 

 

 

附 錄 A
(資料性附錄)
SD法原理

       SD法是以現代數學地質為基礎的動態分維拓撲學理論的中國自主資源儲量估算方法體系,有別于前蘇聯體系的傳統簡單幾何學原理和歐美體系的概率統計數學原理,于20世紀末由我國地質科技工作者唐義和藍運蓉在地質找礦、礦產資源勘查實踐中運用數學與計算機為工具共同創立。SD法具有理論、原理、方法等方面的含義,分別代表“Spline”樣條函數和“動”態分維;代表“搜”索、“遞”進;代表“審定(即:對資源儲量精確程度的定量確定)”。SD法體系主要分為SD儲量計算法和儲量審定法(SD精度),還包括四條原理(“降維形變原理”、“權尺穩健原理”、“搜索求解原理”和“遞進逼近原理”)、八組公式(SD穩健公式、結構地質變量公式、SD邊值公式、SD復雜度公式、SD風暴品位下限值公式、SD樣條函數公式、SD體積公式、SD精度公式)及系列軟件(單機版本、企業網絡版本和現代移動互聯網版本)。

A.1 定量確定礦體復雜度

       為了能比較準確描述礦體的復雜程度,SD法引入了動態分維理論,并提出了品位復雜度和厚度復雜度的概念,這兩個概念是適合礦體特性和要求,從動態分維角度來精細地刻畫和描述礦體復雜程度。它充分考慮了地質變量的空間結構性特點,包括工程品位、厚度的大小,工程所處的位置及工程間的距離等。

       礦體復雜度分品位復雜度Tc和厚度復雜度Th以及礦體的綜合復雜度Tz,用以定量描述礦體的復雜程度。復雜度在[0,1]之間,是礦體復雜程度的最終衡量參數,具體表達通式如下:

                                                                                       (1)

       (1) 式中:
            T——礦體復雜度;
            M——變化度;
            D——SD分數維。

                                                                                        (2)

                                                                                            (3)    

                                                                     (4)

                                                                                                              (5)

       (2)、(3)、(4)、(5)式中:

            Tc——礦體品位復雜度;

            Th——礦體厚度復雜度;

            Tz——礦體綜合復雜度及T;

            Mc——品位變化度;

            Mh——厚度變化度;

            D ——SD分數維;

            m ——線數。

              j ——線的序號,j=1.2. … m;

             n ——點數;

              i ——觀測點序號,i=1.2.… n;

            Yi ——觀測點的觀測值(單工程的平均品位或厚度值);

             Lij ——小區間距離:;

             Lj ——j線I個區間總距離:;

       SD法對礦體復雜度(厚度復雜度、品位復雜度、綜合復雜度)按照復雜程度進行了五級定量劃分標準,具體應用中均以此為標準:

       a) 簡  單: 0~0.0625

       b) 較簡單: 0.0625~0.25

       c) 一  般: 0.25~0.39

       d) 較復雜: 0.39~0.56

       e) 極復雜: 0.56~1

A.2 風暴品位處理

       風暴品位的存在是客觀的,它的出現會影響平均品位的可靠性。SD法不去尋求原始數據的統計規律,而用穩健處理數據的方法,將原始數據處理成相對平滑的空間結構的數據,即結構地質變量,但是,SD法仍然要求結構數據的合理性即合理均值。為排除特異值對結果正確性干擾,SD法對它進行了穩健性處理。

       SD法采用修勻數據的辦法來消減風暴品位在參與計算時過大的影響力,從而達到計算結果穩健可靠的目的。SD法處理風暴品位值的辦法是,將風暴品位值適度削減,將削減值替代風暴值,置于原始數據中參與計算。風暴品位處理具體公式:

                                                                                                                                   (6)

       (6)式中:

         C ——風暴品位下限值;

 

       ——風暴品位倍數限;

        ——采用搜索法計算的礦體平均品位。

        風暴品位倍數限計算公式:

                                                                                                                     (7)

 
 
 
 
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