第2章_矿石品位与储量计算(采矿学)-讲稿

1、第二章 矿石品位与储量计算 学习目的：掌握储量类别划分的原则，储量计算参数的确定，品位、矿量估计的断面法和平面法等。假设你有意投资一个矿区，你会提出什么样的问题？1、有多少吨矿石？2、能生产多少吨精矿？3、总投资多少？4、每吨矿能赚多少？5、投资环境如何？1、储量估计问题？2、矿石品位估计问题？3、矿床开采方案问题？4、矿山技术经济问题？5、地域和国际政局稳定问题？第二章 矿石品位与储量计算 第一节 储量的分类 第二节 储量计算参数的确定 第三节 品位、矿量计算的垂直断面法 第四节 品位、矿量计算的水平断面法 第五节 三维块状模型补充探矿知识 探矿四阶段：勘探、详查、普查和预查四个阶段 普查三

2、法：一般地质方法、物探、化探 矿床勘探、详查：采用钻探和坑探等手段确定矿床储量的方法 一、普查_（补充） （一）、一般地质方法 地质测量法：就是把沿岩层或垂直岩层走向所追索到的和找到的各种地质特征，标记在地形图上，编制成各种地质图，并对一切与成矿有关的地质因素进行全面系统的研究，圈定出可能找到矿床的地段。 砾石找矿法和重砂测量法：矿床风化以后，形成的砾石和重砂所散布的面积较原来的矿床要大，通过追踪这些砾石和重砂，并测量样品的重砂含量，来寻找原生矿床。砾石找矿法和重砂测量法，可以找到有露头的矿体，但不适用于隐伏在深处的矿体。 （二）、地球物理探矿法_（补充） 物探方法：当矿体与围岩的物理性质在磁

3、性、弹性、放射性、电性和密度等五个方面中至少有一个方面存在差异，并且这个差异能被仪器测到时，可分别选用相应的磁性测量、地震测量、放射性测量、电法测量、重力测量等物探方法进行找矿。物探就是利用各种岩石和矿物的物理力学性质上的差异，在地表采用专门的仪器来寻找矿床的探矿方法。例如： 磁铁矿具有磁性，可以用磁力仪在地表寻找由磁铁矿引起的地磁异常寻找矿床； 含镍、铜、铅、锌等硫化物，电阻率低、电化学性质活泼，则可用各种电法仪器，在地表观测电场分布寻找矿床。 （三）、地球化学探矿法_（补充） 化探原理就是通过地球化学异常来寻找矿体。 在矿体周围的岩石、土壤、水流、气体和生物中，有用元素的分布相对于矿体而言

4、品位低，但对整个地区而言却呈现出相对集中，这就是矿化分散晕。 主要化探方法有：岩石测量（原生晕法）、水化学法、生物化学测量法、气体测量法（气晕法）、稳定同位素法、土壤测量（次生晕法）等。 化探的技术手段是现代微量化学分析，即应用现代灵敏、高速的化学分析和物理化学分析，如光谱分析等，来测定样品中微迹元素的含量，发现一般地质方法所不能见到的地质异常。二、矿床勘探、详勘_（补充）在矿床勘探阶段，主要勘探手段是钻探和坑探。钻探：一般使用岩芯钻，也有使用无岩芯钻，用以追索和圈定矿体的轮廓 (尤其是深部的轮廓)，了解矿体和围岩的埋藏条件及矿岩质量等，应用十分广泛。坑探：包括探槽、浅井、勘探竖井、勘探斜井、

5、勘探平峒等。目的是为了直接了解地质构造、矿床的埋藏条件，或者为了要得到精确的地质资料和高级储量，或者为了检验钻探、物探、化探成果的可靠性。主要用于勘探埋藏条件复杂的矿体。三、矿床探矿结果图_（补充）1、钻孔地质柱状图2、勘探线剖面图3、水平平面图4、总投影图5、储量计算图等一、储量分类意义：由于矿产资源储量分类是定量评价矿产资源的基本准则，它既是矿产资源储量估算、资源预测和国家资源统计、交易与管理的统一标准，又是国家制定经济和资源政策及建设计划、设计、生产的依据，因此各国都对矿产资源储量分类给予了高度重视。(1)分类依据根据经济上的合理性、技术上的可行性、地质资源的可靠性三个指标进行储量的分类

6、。 经济上的合理性根据经济意义将固体矿产资源储量分为：经济的(1) 数量和质量是依据符合市场价格的生产指标计算的边际经济的(2M) 接近盈亏边界次边际经济的(2S) 当前是不经济的，但随技术进步、矿产品价格提高、生产成本降低，可变为经济的内蕴经济的(3) 无法区分是经济的、边际经济的还是次边际经济的经济意义未定的(?) 仅指预查后预测的资源量，属于潜在矿产资源技术上的可行性根据可行性评价将固体矿产资源储量分为：可行性研究(1)、预可行性研究(2)和概略研究(3) 三个阶段 地质资源的可靠性根据地质可靠程度将固体矿产资源储量分为： 探明的(1) 、控制的(2) 、推断的(3)和预测的(4) 分别

7、对应于勘探、详查、普查和预查四个勘探阶段 a探明的。矿床的地质特征、赋存规律(矿体的形态、产状、规模、矿石质量、品位及开采技术条件)、矿体连续性依照勘探精度要求已经确定，可信度高。b控制的。矿床的地质特征、赋存规律(矿体的形态、产状、规模、矿石质量、品位及开采技术条件)、矿体连续性依照详探精度要求已基本确定，可信度较高。c推断的。对普查区按照普查的精度，大致查明了矿产的地质特征以及矿体(点)的展布特征、品位、质量，也包括那些由地质可靠程度较高的基础储量或资源量外推部分，矿体（点)的连续性是推断的，可信度低。d预测的。对具有矿化潜力较大地区经过预查得出的结果，可信度最低。 (2)分类及编码 依据

8、矿产勘察阶段、经济意义、可行性评价及其结果、地质可靠程度，并参考美国等西方国家及联合国分类标准，中国将矿产资源分为3大类(储量、基础储量、资源量)及16种类型。 储量 指基础储量中的经济可采部分，用扣除了设计、采矿损失的实际开采数量表述。 基础储量 查明矿产资源的一部分，是经详查、勘探所控制的、探明的并通过可行性研究、预可行性研究认为属于经济的、边际经济的部分，用未扣除设计、采矿损失的数量表达。 资源量 指查明矿产资源的一部分和潜在矿产资源，包括经可行性研究或预可行性研究证实为次边际经济的矿产资源，经过勘察而未进行可行性研究或预可行性研究的、内蕴经济的矿产资源，以及经过预查后预测的矿产资源。我

9、国1999年12月1日起实施的固体矿产资源储量分类国家标准(GB/T17766-1999)是我国固体矿产第一个可与国际接轨的真正统一的分类。(3)我国早期矿产储量分级根据对矿床的勘探程度和工业用途，将储量级别划分如下： 开采储量-A级； 设计储量-B级、C级(原C1级)； 远景储量-D级(原C2级)； 预测储量。(一)开采储量-A级A级储量:是矿山生产期间准备采出的储量，它是由矿山生产部门在B级储量基础土经生产勘探进一步探明的储量。在一般情况下， A级储量是作为生产部门编制开采计划所依据的储量。 (二)设计储量-B级、C级B级储量：是地质勘探期间所探获的高级储量。一般要求分布在矿体的浅部，即矿

10、山初期开采地段，作为矿山初期采准设计的依据，并验证C级储量的可靠程度。C级储量：即原C1级储量，是地质勘探期间探获的基本储量，主要分布在设计开采范围内，是作为矿山设计和建设依据的主要储量。 (三)远景储量-D级D级储量:即原C2级储量，是作为进一步布置地质勘探工作和矿山建设远景总体规划所依据的储量。 (四)预测储量根据区域地质测量、矿床分布规律、区域构造单元结合已知矿产地的成矿规律进行预测的储量。它只能作为编制普查工作远景计划时的参考，或作为地质普查找矿设计之用。二、矿石的品位矿石品位指矿石中有用组分的含量。品位有如下表示方法： (1)质量分数(%): 最常用的形式 (2)克/吨( g /t)

11、法: 多用于贵金属矿 (3)毫克/吨( mg/t)或克拉/t: 用于金刚石矿 (4)克/立方米(g/m3)法: 多用于重金属砂矿 (5)千克/立方米(kg/m3)法: 多用于石棉、云母等工业品位和边界品位是国家(或勘探部门)规定的工业指标，用于圈定矿体。工业品位是指圈定矿体时矿体或矿段平均品位必须达到的最低值。边界品位是矿体边部所允许的最低品位值，是用于区分矿石与废石的临界品位值。矿床中高于边界品位的部分是矿石，低于边界品位的是废石。显然，边界品位定的越高，矿石量也就越小。三、储量计算的一般过程 (1)圈定工业矿体的边界线 储量计算之前，需在各种勘探剖面图、水平断面图上，根据工业指标圈出矿体的

12、空间位置与形态，并将原始数据(如化学分析结果、矿体厚度、矿石密度等)进行整理，计算出代表性的基本参数(如矿体平均品位、平均厚度、平均密度等)。 (2)计算矿体的体积 利用勘探剖面图、水平断面图，或垂直纵投影图上的矿体面积或投影面积乘以平均厚度得矿体体积。 V = SM ，V = SM (3)计算矿体的矿石量。用矿体体积乘以矿石的平均密度而得。(4)计算矿石内有用组分的储量。用矿石量乘以矿石的平均品位。 VQ QCP 四、储量计算中常用的工业指标 工业指标：边界品位、最低工业品位、最小可采厚度、最低工业米百分(或米克)值、夹石剔除厚度、剥离系数和有害组分最大允许含量。 第二章 矿石品位与储量计算

13、 第一节 储量的分类 第二节 储量计算参数的确定 第三节 品位、矿量计算的垂直断面法 第四节 品位、矿量计算的水平断面法 第五节 三维块状模型一、矿体的圈定(一)可采边界线 矿体的圈定是在储量计算图上，将工业指标在矿体的边界线圈定出来。按最小可采厚度和最低工业品位、或最低工业米百分值等矿产工业指标所圈定的矿体界线称为可采边界线，由可采边界线圈定的矿产储量为表内储量。第二章 矿石品位与储量计算 第一节 储量的分类 第二节 储量计算参数的确定 第三节 品位、矿量计算的垂直断面法 第四节 品位、矿量计算的水平断面法 第五节 三维块状模型（a）当一条矿体在两个相邻断面上的面积（S1和S2）相差不到40

14、时，两断面之间的矿体体积用下式计算：（b）当两个相邻断面上的面积相差大于40时，采用下式计算：（c）当矿体在二断面间是楔形尖灭时，计算公式为：LSSV221LSSSSV32121LSV2计算出两断面间矿石块段体积后，矿石块段的矿量为：然后将所有块段的矿量相加，即得矿床的总矿量。iiVq niiqQ1（1）对穿越矿体的每一钻孔的样品进行“矿段样品组合”，求出组合样品的品位。（2）求出每一组合样品的影响面积。该面积是以钻孔为中线向两侧各外推二分之一钻孔间距得到的矿体面积。（3）对组合样品品位以其影响面积为权值进行加权平均计算，求出矿体在断面上的平均品位。（4）一条矿体的总平均品位是该条矿体在各断面

15、上的平均品位以断面所代表的矿量为权值的加权平均值。niniiiilclC11/第二章 矿石品位与储量计算 第一节 储量的分类 第二节 储量计算参数的确定 第三节 品位、矿量计算的垂直断面法 第四节 品位、矿量计算的水平断面法 第五节 三维块状模型 第六节 地质统计学法 矿量、品位计算第i个多边形的质量台阶矿石总量台阶矿石的平均品位HSTiiniiTT1niniiiisscc11/ciTT为标注方便，图中的品位是原品位的100倍 iiininiiiiniiiiiiiiCQPQCQCQQVQMSV111/第二章 矿石品位与储量计算 第一节 储量的分类 第二节 储量计算参数的确定 第三节 品位、矿量

16、计算的垂直断面法 第四节 品位、矿量计算的水平断面法 第五节 三维块状模型 第六节 地质统计学法 ：niNiniNiibddcc111/bc 第二章 矿石品位与储量计算 第一节 储量的分类 第二节 储量计算参数的确定 第三节 品位、矿量计算的垂直断面法 第四节 品位、矿量计算的水平断面法 第五节 三维块状模型 第六节 地质统计学法第六节 地质统计学法 地质统计学是由法国数学家Georges Matheron 于20世纪60年代创立的。在过去的几十年中，地质统计学在理论上得到发展与完善，实践中地质统计学被用于矿床的品位估算。一、区域化变量、协变异函数和半变异函数如果以空间一点为中心获取一个样品，

17、样品的特征值X（z）是该点的空间位置z的函数，那么变量X即为一区域化变量。协变异函数（协方差） hzXEhzXzXEzXEhzXzXh, 2,hhzXzXhzXzXhhzXzX相关系数半变异函数 221hzXzXEh半变异函数与协变异函数之间的关系 hh2二、实验半变异函数及其估算设从矿床中获得一组样品，相距h的样品对数为n（h），那么半变异函数（h）可以用下式估计： hniiihzXzXhnh1221三、半变异函数的数学模型实验半变异函数由一组离散点组成，在实际应用时很不方便，因此常常将实验半变异函数拟合为一个可以用数学解析式表达的数学模型。常见的半变异函数的数学模型有以下几种：球状模型、随

18、机模型、指数模型、高斯模型、线性模型、对数模型等。四、半变异函数平均值的计算设在区域中有两个几何体和W，如果在V中任取一点z，在中任取一点z，z与z之间的距离为h，那么半变异函数在两点上的值为（h），记为 （z，z）。半变异函数在V和W之间的平均值就是当z取V中所有点、z取W中所有点时， （z，z）的平均值，即积分。 zinVinWzdzdzzzVWWV,1,如果几何体W代表的是一个样品，用w表示，样品的中心位于z0，样品值为X0，而且样品的体积很小，不再划分为子体，即n；如果V也代表一个样品w，w的中心位于z0，w的取值为X0，w的体积很小，不再划分为子体（n）；那么：式中， （w，w）称为半变异函数在两个样品之间的“平均值”。00,zz五、克里金法(Kriging)参数估计克里金估值是在一定条件下具有无偏性和最佳性的线性估值;所谓线性估值线性估值，是指未知量 的估计 是若干个已知取样值Xi的线性组合，即：niiivxb1vvniiininjjiijikV