三維軟件常用品位估值方法介紹

謝偉

【摘 要】隨著礦業領域高新技術的發展，傳統模式已無法滿足現代先進礦山的需求。三維礦山軟件應運而生。由于礦山向大規模進化的過程中，傳統地質品位估值方法的缺陷顯露出來，本文利用三維礦山軟件為平臺，簡要介紹三維軟件常用的三種品位估值方法，能快速解決礦山儲量計算問題，促進先進礦山的數字化、智能化。

【關鍵詞】三維軟件；估值；克里格

0 前言

礦產資源一直是社會發展進步的重要物資基礎，礦產開發亦然已成為國民經濟的重要支柱產業。而在礦產資源估算過程中，塊段法通過幾十年的運用，已成為國內公認的一套標準體系，其結果在運用過程中也被證實是符合行業標準和規范的。然而，隨著礦業技術的發展，礦山向大規模開采方式進化，迫切需要地質人員更快地提供各類準確數據，這一估算方法的缺點就暴露無遺。傳統估值方法不考慮品位之間的空間相關性，因而就無法反映礦化強度的空間變化性（或離散性）。同時，由于數據量偏大，人工計算無法滿足時間的要求。三維礦山軟件在近幾年迅速在國內推廣開來，提供了多種估值方法，能有效解決問題。

1 三維礦山軟件發展

1.1 三維軟件的發展

國際三維礦業軟件起步于20世紀70年代，早期的礦業領域計算機應用基本上都是從某個功能的計算機應用開始，或基于專業技術。而國內三維礦山軟件是近幾年興起，隨著計算機技術運用的發展，礦業領域也對圖件的要求越來越高，運用三維礦山軟件，實現二維制圖到三維可視化轉化（如圖1所示），利用其直觀性、便捷性完成各種計算設計工作，取得顯著效果。

1.2 三維軟件的作用

實際工作中，三維礦山軟件的作用主要是通過三維數據模型的建立，完成礦體空間展布和品位分布的表述，來實現礦山發展的自動化、智能化。運用三維礦山軟件，一切操作都是在三維中進行，更便于檢查和優化。對鉆孔設計的合理性，采礦工程布置的準確性，數據運用的實時性都提供了很好的檢驗空間。三維礦山軟件就是將各種真實的三維空間信息，通過一定的方法組織起來，形成一個空間上相互關聯的集合體，完成準確的空間展布，便于后期一系列的技術操作。尤其是傳統的儲量計算工作工作量大，一個中段采場儲量計算往往要花費10天左右的時間才能完成。然而，通過三維軟件的應用，可以快速計算這些數據，工作效率得到極大的提高。三維軟件最重要的作用就是其強大的計算功能，它將計算機的運算功能很好的運用到礦山技術工作中去，是現在礦山數字化的基礎。

2 品位估值方法介紹

三維礦山軟件建立的塊段模型是將礦床劃分為許多正方體的單元塊形成的離散模型。塊段模型不僅被廣泛用于品位估值、礦量計算，也被用于屬性數據顯示。

將礦床分為單元塊之后，需要運用某種方法對單元塊進行品位估值。在三維軟件中常用的有三種方法，即最近樣品法、距離冪反比法、克里格法。三種均是以已知樣品點為中心，選擇不同的影響范圍，對未知樣品點進行估值。

2.1 最近樣品法

最近樣品法就是將距離某一單元快最近的樣品品位作為該單元塊的品位值。以未知單元塊為中心，選取合適的影響半徑，搜索已知單元塊距中心塊的距離，選取最近已知塊的品位作為未知塊的品位。在三維狀態下，搜索范圍為球體，考慮了各樣品點三維空間的聯系。

礦床中所有單元快估算結束之后，品位大于邊界品位的單元塊劃分為礦體，礦體的礦石量和平均品位可由單元塊重量的簡單累加和品位的平均求得。

2.2 距離冪反比法

距離冪反比法是最常見的空間內插方法之一，是一種與空間距離有關的插值方法，在計算插值點取值時按距離越近權重越大的原則，用若干鄰近點的線性加權來擬合估值點的值。

以被估單元塊中心為圓心、通過確定搜索橢球體參數，確定影響范圍。搜索橢球體一般要確定橢球角度，即方位角、傾伏角、傾角，還要確定搜索橢球體半徑，即主軸、次軸、短軸，完成橢球體的確定（如圖2所示）。

運用公式計算單元塊的品位xb=■■/■■。

式中，xi為落入影響范圍的第i個樣品的品位；di為第i個樣品到單元塊中心的距離（如圖3所示）。

運用距離冪反比法，綜合考慮空間范圍內已知樣品點對未知樣品點的影響，考慮到同一地質環境下，空間上的品位點相互影響，能更準確的估算礦床未知單元塊的品位。

2.3 克里格法

地質統計學作為一種較好的品位估值方法被大部分人所認同，三維軟件里一般提供的克里格估值法包括簡單克里格法、普通克里格法、對數正態克里格法。

由于樣品在平面上的分布可能不規則，不可能所有樣品都位于規則的網格點上，所以往往需要計算各個方向上的實驗變異函數來擬合樣品散布規律。往往將實驗變異函數擬合為能用數學公式表達的數學模型，一般包括線性模型、高斯模型、球狀模型、指數模型。通過數學模型的擬合。驗證各變異函數參數，根據樣品點的分布，確定主軸、次軸、短軸三個方向的實驗變異函數，進而用合適的數學函數對實驗變異函數進行模擬，生成理論變異函數來對未知塊估值（見圖4所示）。實踐證明，克里格法能夠準確的估算單元快的品位。

3 結論

本文簡單介紹了三維礦山軟件中的三種常用的品位估算方法。地質統計學是公認的較好的估算方法，尤其是在品位變化較大的礦床運用中，優勢尤為突出。但是，如果鉆孔信息量不夠大，無法用合適的數字模型擬合實驗變異函數，在運用克里格法時會遇到問題。所以，不同的估值方法都有不同的適用條件，在實際運用中，需要實際運用經驗來選擇采用何種估值方法。原則上，鉆孔信息越少，采用越簡單的估值方法。

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[責任編輯：王楠]