矿产资源储量计算方法汇编

矿产资源储量计算方法汇编我国的矿产资源储量计算方法尹镇南（原国家矿产储量管理局）一、我国矿产资源储量计算方法的发展状况概述新中国成立以来，我国矿业发展迅速，至今已建成国有矿山万多座，集体矿山万多座，私营矿山万多座。在矿业发展的过程中，我国从事地质、矿山设计、生产及计算机应用的单位和科学工作者，为提交可靠的矿产资源储量，在选择和研究正确合理的矿产资源储量计算方法上做了大量的工作，积累了相当丰富的经验，极大地丰富了矿产资源储量计算方法的内容，使其有了很大的发展。回顾年来的发展历程，我国矿产资源储量的计算方法经历了学习、应用、发展、创新的过程。我国矿产资源储量计算方法的发展与应用与矿产勘查规范的实施联系得十分紧密。新中国成立初期，因缺少经验，我国在矿产资源储量的质量技术管理工作中所施实的矿产勘查规范，参照的是原苏联的矿产勘查规范。所谓参照，基本上是照搬采用。“计算方法”作为“规范”中的一项重要内容，随之被介绍过来。这就是在地质和矿山领域人们所熟悉的断面法和地质块段法，通常称其为传统矿产储量计算方法。这些方法中的许多具体方法和公式，均是以苏联专家的名字命名的，如普罗科菲耶夫计算法和佐洛塔列夫计算法。以后的年，从年代至年代末期，在全国提交的地质勘查报告成果和矿山开采设计中，采用的矿产储量计算方法，基本上都是单一的传统储量计算方法。当然，在计算储量的过程中，结合不同矿床的特征和各种不同的矿石工业指标要求，采用的储量计算方法，在许多技术细节的运用上，有许多创新与改造，如综合法、等高线法等。但是，其实质仍属于传统储量计算方法的范畴，并没有内涵本质的区别。年代初期，我国的经济建设进入了一个新的历史时期。随着国家实施改革开放政策的不断深入，我国矿业开发发展得更为迅速，特别是从年代后期开始，矿业的发展超过了以往任何一个时期。生产的发展带动着科学技术的发展。我国从事地质勘探和矿山开发的科学工作者，从矿产储量管理和矿山开采中，深感传统储量计算方法的局限性已不能满足现代化的矿业发展的需要，并为生产所需，相继改造和研究出许多适宜各类矿产资源储量计算需要的计算方法，应用在地质勘探报告和矿山设计及矿山生产上。这期间，在地质领域出现了与矿产储量计算方法发展密切相关的两件大事：一是年由美国福禄尔采矿金属（博士随美中贸易全国委员会矿业代表团来华访问，向中国的同行全面介绍了一种不同于传统储量计算方法的国际先进的地质统计学储量计算方法（克立格法）；二是计算机在地质矿产领域的广泛应用。这两个事件对我国矿产资源储量计算方法的发展产生了很大影响。地质统计学的引进，拓宽了人们研究“计算方法”的思路。地质统计学建立的区域化变量的概念及与时空变化关系联系起来进行定量研究的方法，大大推进了我国矿产资源储量计算方法研究的深度。地质工作管理部门、矿山设计部门、矿山企业、大专院校，以及有关的学术专业团体都表现得十分活跃，地矿领域里的许多单位和专家开始着力研究地质统计学在矿产储量计算中的应用。年以后，原国家矿产储量管理局和全国矿产储量委员会办公室，在有关工业部门的支持下，将其作为一项业务管理内容进行推进。年月日，全国矿产储量委员会办公室以储办发（号文颁发了“关于运用地质统计学方法提交地质勘探报告的编写提纲和审查提纲的试行意见”，确立了地质统计学的技术性法规地位，有力地促进了地质统计学的深入发展。与此同时，传统储量计算方法呈现出多样化的局面。由于有了丰富的实践经验，在技术技巧方面发展得十分丰富。许多地勘单位结合本地域的矿床特点，创造性地改进了原有的剖面法或地质块段法，而采用本单位自行改进创新的储量计算方法，出现了空前繁荣的局面。而计算机的应用，给各种储量计算方法的实现与发展，提供了可靠的技术手段保证，改变了地质的传统工作方式，并以它全新的科学技术特征对矿产资源储量计算方法的应用与发展产生了深远的影响。纵观矿产资源储量计算方法的发展历程，大致经历了以下三个发展阶段。第一阶段（年）：单一的传统储量计算方法应用阶段。该阶段历经的时间较长，达年之久。在理论研究的深度上和方法本身的创新上发展缓慢。但是，传统储量计算方法日趋成熟，在矿产资源储量计算的应用方面日臻完善。矿床的勘探程度和研究程度，选择基本参数的合理性，矿体的圈定与连接及储量计算方法本身这四项内容，构成了传统储量计算方法整体的有机组成部分，大大丰富了传统储量计算方法的内容。这期间，在地质勘查和矿山开采提交的储量成果计算中，均采用了传统的储量计算方法；在计算的手段上，以手工为主，先进的辅助工具有手摇计算机，随后有机。计算机的应用在该阶段尚未出现。该阶段明显的特点是：①传统储量计算方法是计算矿产资源储量唯一的方法。采用单一的传统储量计算方法是该阶段最显著的特征。传统储量计算方法在内容和技术细节上已经日趋丰富。据初步统计，已有近种传统储量计算方法出现。②传统储量计算方法的应用与发展与矿产勘查规范的实施联系得十分紧密。随着矿业的发展，我国在矿产资源储量的质量技术管理中，从年代照搬原苏联的矿产勘查规范到年代和年代根据我国矿床特点自行修改和制定规范，随着矿产勘查规范内容的不断修定与补充，传统储量计算方法亦得到了不断的完善。③计算方法手段落后，以人工手算为主，耗时费力。储量计算方法的发展受到落后手段的制约。第二阶段（年月）：出现新的矿产资源储量计算方法阶段。由于地质统计学储量计算方法在我国的传播与发展，传统储量计算方法受到挑战。在这一背景下，一方面，传统储量计算方法的应用与发展进一步深化，广泛运用计算机手段代替人工计算，计算方法呈现出多样性；另一方面，地质统计学储量计算方法开始从开发研究与学术交流活动转向生产实践，与地质勘探和矿山生产相结合，逐渐发展成作为地质勘查单位和矿山单位进行矿产资源储量计算的计算方法。譬如，年月，在陕西省西安市，在全国矿产储量委员会的支持下，由陕西省矿产储量管理局组织审查，并通过了由国家武警黄金指挥部黄金第十四支队提交的陕西洛南县驾鹿金矿地质勘探储量报告。该报告是全国第一份采用地质统计学储量计算方法及软件系统提交的储量报告，是第一份将地质统计学储量计算方法直接用于地质勘探生产的开创性成果。年月，全国矿产储量委员会办公室又组织审查并通过了全国第二份采用地质统计学储量计算方法提交的山西省灵邱县刁泉银铜矿床勘探地质报告，同时推出北京科技大学地质系提供的“三维普通克立格法程序系统”。地质统计学储量计算方法在上述两份矿床勘探地质报告中的成功应用，大大促进了地质统计学储量计算方法的发展。该计算方法已为广大的地质勘探和矿山企业所了解和接受，并成为矿产储量管理部门和有关工业主管部门的一项工作内容。该阶段的特点是：①矿产资源储量计算方法由单一的传统储量计算方法发展为以传统储量计算方法为主流，与地质统计学储量计算方法及其他方法同时并存的局面；②计算机技术在矿产资源储量计算方法中得到了普遍的应用，成为主要计算手段，在工作方式、工作效率等诸方面对计算方法的应用与发展产生了很大的影响。第三阶段（年月至今）：多种矿产资源储量计算方法并存与共同发展阶段。首先，该阶段的一个显著特点是，地质统计学储量计算方法确立了自己的技术性法规地位，进入有计划的发展应用、深入发展的阶段。年月日，全国矿产储量委员会办公室颁发了关于“运用地质统计学方法提交地质勘探报告的编写提纲和审查提纲的试行意见”。这标志着地质统计学储量计算方法进入了一个新阶段。其次，为适应生产的需要，无论是传统储量计算方法，还是地质统计学储量计算方法，均相继开发研制并推出了一批适于国内生产需要的软件系统。储量计算方法与相应的软件系统的一体化，是该阶段的第二个特点。这里需特别提到的是，全国最大的铜矿山江西铜业公司德兴铜矿，长期坚持在矿山开发和生产中应用先进的地质统计学方法，引进并开发相应地软件系统，至今已成功地用于整个生产过程中，取得了巨大的经济效益，在全国矿山中，成为应用这一先进技术方法的典范。最后，以储量计算方法为代表的，由我国科技人员自行创新和改进的矿产资源储量计算方法及其软件层出不穷，在数量上大大超过以往任何一个阶段，呈现繁荣的局面。我国矿产资源储量计算方法应用与发展的几个主要特点我国矿产资源储量计算方法的发展与负有矿产资源储量管理职能的业务主管部门的政府行为有直接密切的关系。早在年代，即年，根据中共中央和国家计委的指示，地质部会同有关工业部门组建了全国矿产储量委员会，负责各类矿产储量入库前按照国家或部委制定的储量质量标准进行审批验收，以保证国家中长期建设规划和近期建设项目有可靠的储量基础。矿产地质勘查规范是储量质量标准的主要内容，其中确定的储量计算方法具有技术规范性质。近年来，在进行矿产储量计算时，选用的储量计算方法一般需要获得矿产储量业务主管部门的认定；新的储量计算方法的建立与采用，亦需经过审定与认可。传统储量计算方法是这样，地质统计学储量计算方法和储量计算方法及其他计算方法的采用亦是这样。地质勘查部门和矿山生产部门在提交矿产储量时不会选取未经储量管理部门认定的计算方法。年月和年月，原全国矿产储量委员会办公室和原全国矿产资源委员会办公室颁发了关于推广应用地质统计学储量计算方法和矿产储量计算方法。此后，这两种新的储量计算方法才得到进一步的发展和利用。矿产资源储量计算方法的应用和发展与技术手段的发展密不可分。技术手段的先进与落后，推进和制约着储量计算方法的应用与发展。这一点在我国计算方法的发展上表现得尤为明显。以地质统计学储量计算方法在我国的发展为例。该方法于年传入我国后，在很长一个时期内，一直处于学习研讨、发表论文和理论方法的研究阶段。经过了漫长的年后，直到年月才直接用于地质勘探储量报告中，为生产所利用。其原因固然是多方面的，但缺少先进的计算机技术手段，是一个不能回避的重要原因。起步于年代末的储量计算方法（简称法），在近年的研究历程中，在很长一段时间内都未能使法步入一个更高的科学水平，亦有类似的原因。）我国矿产资源丰富，矿床类型繁多，矿体形态复杂。为适应我国矿产资源特点和不同地质特征的矿床需要，储量计算方法日趋丰富多样。储量计算方法的多样化，不仅表现在不同类型的矿产储量计算方法上，也表现在同一类型的计算方法，在不同矿产、不同矿床的计算上，也有不同的演变方法。这一点在本书中已经明显的展示出来。《汇编》的产生是我国矿产资源储量计算方法发展的一个重要标志《汇编》的出版是我国矿产储量计算方法发展的必然结果首先，从年我国开始制订“矿床地质勘探规范”算起，矿产储量计算方法随着“规范”内容的不断变更与发展，已有近年的发展历史，已从单一的传统的储量计算方法发展为包含地质统计学储量计算方法在内的多种类储量计算方法；从人工计算发展为计算机自动化计算；从方法的非标准设定发展为方法的系统软件。其间，积累了丰富的经验，产生了一大批研究成果。无论是有关单位，还是科技人员，都迫切希望能够对这些成果进行全面系统的科学总结，使其成为社会共享的财富，少走弯路，健康发展。其次，在社会主义市场经济体制下，地勘和矿山部门为生产所需，企盼有《汇编》这样一个指导性的工具书问世，以指导生产。从许多单位和个人来函来电关心《汇编》的出版一事就说明了这种需求的迫切性。《汇编》反映了我国在矿产资源储量计算方法领域取得的成果。编选的程序十分严谨，汇集了自年以来，由原国家矿产储量管理局、全国矿产储量委员会办公室、地矿部资源局先后公告或发文确认的矿产储量计算方法及其软件系统，同时还择优审定收编了几篇经专家推荐的由部级或省级通过的矿产储量计算方法及其软件系统。这是一部有较高的科学水准，并在生产应用中具有较强实用价值的工具书。《汇编》内容丰富，选材广泛，方法齐全。矿种包括固体矿产、石油、天然气和地下水资源；计算方法既有国外先进的地质统计学（克立格法）储量计算方法，也有国人自行创立的储量计算方法，以及传统的储量计算方法。其科学性、全面性、系统性使该书具有一定的权威性。从上述三个方面可以看出，《汇编》称得上是我国矿产资源储量计算方法发展史上的一个里程碑，必将对我国矿产资源储量计算方法的发展产生较大的影响。二、我国矿产资源储量计算方法的现状方法与分类传统储量计算方法：断面法与地质块段法为其两大基本方法。以两大基本方法为基础，演变出许多变种方法。①断面法（又称剖面法）：平行断面法梯形公式法：式中，为储量（下同）为体积（下同）为断面上矿体的面积（下同）为两断面之间的距离（下同）为矿石体重（下同）。截锥公式法：楔形公式法：锥体公式法：似柱体公式法之一：式中，为一剖面上的矿体边长、宽；为另一剖面上的矿体边长。似柱体公式法之二：式中，为和两平行断面之间的断面积，用内插法求得。单断面法：式中，为断面的矿体面积为断面的影响距离。线储量计算法：当相邻两剖面的线储量差＜时，相邻两剖面线储量差＞时，当只有一个剖面见矿时，式中，为断面和之间的储量；为断面的线储量；为断面的线储量；为断面的距离；为断面的影响距离。不平行断面法普逻科菲耶夫计算法：式中，、分别为剖面间块段的水平投影面积；分别为矿体在剖面上的投影长度。佐洛塔列夫计算法：式中，为的形心到旋转轴的距离；为剖面间夹角。②地质块段法：算术平均法或地质块段法：式中，为块段面积（下同）；为块段平均厚度（下同）。最近地区法（多角形法）：式中，为多角柱体积；为多角柱体的底面积；为每个工程中的见矿厚度。等高线法：式中，为块段体积；为块段矿体面积；为块段矿体平均真厚度，为块段宽度；为两等高线的水平平均间距；为两等高线的高差。等值线法：开采块段法：式中，为块段长度；为块段垂直方向宽度；为块段倾斜面的宽度；为块段矿体真厚度；为块段平均水平厚度。三角形法：式中，为三角形面积；为块段平均厚度。地质统计学储量计算方法目前，地质统计学已形成一套较完整的理论体系，研究出若干重要的方法和技巧，并相应编制出有实用价值的程序系统。这里列出的只是在我国应用的地质统计学储量计算方法。二维及三维普通克立格法及计算程序系统；二维对数正态泛克立格法及计算程序系统；二维指示克立格法计算程序系统；二维及三维协同克立格法及计算程序系统；三维泛克立格法及计算程序。最佳结构曲线断面积分储量计算方法（简称储量计算方法）。三种矿产资源储量计算方法在我国应用的基本情况评价传统储量计算方法：仍是我国矿产资源储量计算的主要计算方法。但在外资、合资矿产资源合作项目中，地质统计学储量计算方法已成为主要计算方法，传统储量计算方法居次要地位。传统储量计算方法在技术上已基本上实现了计算机自动化，软件系统比较成熟。地质统计学储量计算方法：在国内矿产资源储量计算或评价中仍居次要地位，但在外资、合资矿产资源合作项目中，已成为主要计算方法。其中比较成熟的方法为普通克立格法。在专业软件系统方面尚不够成熟。最佳结构曲线断面积分储量计算方法（亦称储量计算方法）。虽然其理论与方法已经成熟，但在应用领域，尚处在起步阶段，已编制出一套适用于生产的软件系统。对《汇编》成果的简要评述可视化固体矿产勘查微机评价系统”是福建省地勘局数据信息中心在提交紫金山铜矿床地勘成果中研制的，并得到了成功的应用，在技术方法上业已成熟。该成果利用计算机图形学的方法和技术，将固体矿产勘查评价中产生的数据与过程，以形象具体的图形表示，实现了固体矿产勘查评价中的数字可视化。它有两个十分明显的特点：其一，实现了储量计算以勘探图作为支撑，使储量计算过程中的矿体圈定、矿体连接、块段划分、储量计算参数等因素人工智能化。这种用户交互数据的可视性大大提高了储量计算的可靠性和准确性。其二，在储量计算过程中，实现了矿床地质勘探规范与计算机自动化技术的紧密结合。如对复杂的单工程矿体圈定，完全是依照“规范”中关于矿体圈定的方法进行的。该成果根据矿床特点，在依靠计算机自动化技术实现传统储量计算方法的全过程方面，处于国内先进水平，是传统储量计算方法中的姣姣者。东方矿体经济评价系统亦是传统储量计算方法中很有特色的一项成果。在矿床储量勘探过程中，钻孔偏离勘探线的现象是经常出现的，采用断面法很难正确利用这些钻孔信息。作者在传统储量计算方法的基础上，以解析几何为工具，创造性地研制出矿产储量计算空间坐标法，并应用于金矿生产矿山上，效果显著。该成果反映了目前在传统储量计算方法基础上，依据不同的矿床特点，计算方法趋于多样化的这一特征。《汇编》中反映地质统计学储量计算方法成果的三维普通克立格法程序系统和协同克立格程序系统、地质统计学储量计算、地勘系统软件、矿化模型管理系统，是近十年来在国内地勘系统很有影响的成果。三维普通克立格法程序系统和协同克立格程序系统是山西刁泉银矿地勘储量报告采用的方法。该方法在矿体边界的圈定、特高品位的处理等方面颇有建树，并且提供了一套计算地质可信度程序，这在国内尚属首次。地质统计学储量计算”是一项完全追踪我国矿产勘查及储量分类规范流程，使其计算机化的成果，已在全国二十多个省（市）的地矿部门推广，从方法到技术都显得比较成熟，是国内领先的科研成果与生产成果。“中文地勘系统软件（”是从加拿大引进后经汉化开发而形成的一套适合我国地质勘探过程中数据管理、储量计算、工程图形与表格输出的软件系统，目前已经在武警黄金地质系统得到推广使用。这项成果是引进外国地勘软件系统在国内得到成功开发利用的首例成果。“矿化模型管理系统（地质统计学在长沙有色院矿山设计中的应用）”是一个应用于地质勘探、矿山资源管理的一套综合性大型技术管理软件，经长沙有色冶金设计研究院多年探索，利用矿体网格化模拟技术解决了矿山矿岩界线突变关系这一重大生产课题，并能进行可采矿块经济开采边界圈定，向采矿工程设计作了延伸，使地质统计学原理与计算机技术融为一体。它也是目前国内在利用地质统计学储量计算成果应用于采矿工程辅助设计最完善的矿业软件系统，居国内同行业中领先地位。有色金属工业总公司于年月组织鉴定并通过，认为达到了同类微机软件年代初的国际水平。在固体矿产储量计算方法中，《汇编》中有一项不同于传统储量计算方法和地质统计学储量计算方法的储量计算方法。该方法以断面构形为核心，以最佳结构地质变量为基础，利用函数和分维几何学为工具实现矿产储量计算。其中，最具特色的内容是精度法所确定的审定法基础，从定量的角度探索了矿产勘查预测和评价工程的控制程度和储量精度。原全国矿产资源委员会办公室已于年月向有关单位发了关于推广应用矿产储量计算方法的通知，从而使这项由国人自行创立的矿产储量计算方法得到业务主管部门的认可，同时亦是我国矿产储量计算方法走向成熟的一个标志。关于油气储量计算方法，《汇编》中全面介绍了成熟与常用的石油天然气储量计算方法，意在对油气储量计算方法有个全面的了解。此外，还特别收入了一篇“油气储层的随机建模和油气储量的预测”优秀成果。该方法以地质统计学的油气储层随机建模原理为基础，以等人的方法为主，提出了以储层随机建模方法来预测储层内部的含油气体积总量。该法将地震资料和测井资料结合起来，预测油气体积总量的统计方差随着井的数目的增加而减少，其统计方差计算不受井的数目限制，科学地刻化了油气储量估计的不确定性，反映了我国油气储量计算领域与世界同步的研究和应用水平。在《汇编》中，还全面系统地介绍了“地下水资源数值法计算方法”。该方法已经十分成熟，且广泛应用于地下水资源计算中。这篇文章给了我们一个全方位的科学介绍。从上述简述中，可看出《汇编》中的论文，代表了国内储量计算的先进成果，总体上体现了我国矿产资源储量计算现状的科技水平。三、问题与讨论《汇编》成果依附的是现行的“地质勘探规范”（以下简称储量规范）。储量计算方法涉及的矿体圈定、储量计算参数、储量分类标准等内容满足了现行“储量规范”的规定。年月日我国颁布了新的《固体矿产资源／储量分类》，并于年月日正式实施。其中，关于储量分类标准、工业指标及矿床的评价等内容都有了重大改变，这将直接影响到《汇编》成果今后的应用。为适应新的储量规范的需要，《汇编》成果需进行补充与修定。目前，储量计算方法与计算机技术已经成为一体，两者已经构成同一问题的两个方面。因此，在推出储量计算方法的同时，软件系统亦应同时推出。但是，作为成熟的商业通用软件，在我国尚处于起步阶段，与国外工业发达国家相比，尚有一定差距。这是一个比较突出的问题。矿业的发展，需要地质勘探、矿山设计、矿山生产三个阶段统一利用数据资源，满足三个阶段的统一方法技术。但现存的三大储量计算方法及软件系统，尚没有实现从勘探时的工程样品数据准备到地质作图、储量计算（克立格法或传统储量计算方法）、矿山开采块段大小选择、矿量和品位的统计及矿山资源管理等一条龙的方法技术。矿产储量计算与矿产储量计算方法选择。在固体矿产中，并存的三大储量计算方法各有自己的适用范围，不会因为一种新方法的出现，老的方法就会消失。地质统计学储量计算方法和储量计算方法的出现，丰富了我国矿产储量计算方法内容，传统的储量方法不会因此而消失，况且它还在发展。从国内外的发展历史和现状来看，也是如此。当然，这三种方法各有自己的优势，有的优势大一些，有的优势小一些。譬如地质统计学储量计算方法，给出了估计精度，而且是无偏的、估计方差最优的估计。传统储量计算方法在这方面则存在较大缺憾，没有给出衡量估计精度的标准与方法。但这不等于选择地质统计学储量计算方法，一定比选择传统储量计算方法好。一种方法的优势是指这种方法本身的优势，一种方法的精确度只是说明这种方法本身所达到的精度，与选择这种方法的正确与否没有关系。储量计算方法的正确选择，依赖于诸多条件的正确选择与采用，选择不当，计算的结果就不会准确。这是两个不同的概念。地质统计学储量计算李裕伟杨庄弟杨丽沛任效颖（国土资源部高咨中心）（中国矿产信息研究院）固体矿产勘查评价自动化系统（是一个计算机辅助勘查工具，它能完成从野外地质编录、钻孔柱状图编绘、勘查数据管理、矿体圈定、勘查图件绘制、储量计算等矿产勘查全过程的工作。储量计算是整个系统的核心。它不仅能应用于普查、详查、勘探阶段，也可用于矿山可行性研究、矿山设计与矿山生产阶段。所使用的勘查工作地质标准完全符合我国有关部门的规定；而它的系统结构与技术处理又同国外著名的同类系统相一致。因此，是一个既扣准中国国情，又同国际接轨的计算机辅助勘查评价系统。这个系统已在地矿部门全面推广，并逐渐向全地勘行业推广，它是我国矿产勘查走向世纪的重要工具。一、系统基本流程与功能概述完全追踪我国矿产勘查及储量分类规范流程，把这个流程上的所有计算、拟、绘图与制表任务纳入计算机化过程。我国勘查工作基本流程见图对图图矿产勘查工作基本流程图的勘查流程逐框实现，各种技术处理及成果表示完全符合我国现行的规范要求。分为数据管理、储量计算、图形处理和打印输出四部分。这四部分是一个统一的整体，它意味着储量计算这个核心功能是在强大的数据管理、图形处理和打印输出功能的支持下完成的，这也就是本系统同国内任何其他计算机储量计算系统（或程序）的最大区别。这一特点，决定了本系统的解决实际矿产勘查问题的能力。现将的系统功能简列于下：数据管理矿区管理地质编录剖面地质编录坑道地质编录钻孔地质编录测试分析数据录入地质数据排序三维坐标换算预检编录数据）打印编录表格编录文件操作储量计算传统储量计算方法参数配置储量计算参数储量计算方法选择剖面法块段法水平断面法综合方法三带划分依据伴生组分储量计算依据特高品位处理原则平均体重计算方法分段品位计算方法面品位计算方法块段品位计算方法计量单位参数工业指标参数开采技术参数单工程圈定单样矿床分带单样工业指标归类单样三厚度计算单样特高品位处理单样人工干预处理样品合并分段处理分段初圈结合输出分段人工干预处理储量计算底图制备剖面图水平或垂直投影图水平断面图储量计算剖面法块段法水平断面法综合方法地质统计学方法储量计算数据提取二维克立格法数据提取三维克立格法数据样品等长分割统计分析经验变差函数计算理论变差函数拟合克立格法空间估值（克立格法变量网格化）储量边界多边形限定对照表法空间估值（对照表法变量网格化）盘区储量计算总储量计算品位吨位曲线盘区结果数据汇总与汇集图形处理基本花纹、符号生成组合花纹生成图形编辑图形文件操作）选取图形文件）选择编辑图形文件）重画编辑操作）追加图元删除图元）移动图元拷贝图元）多段线操作捕捉方式）属性操作参数设置）颜色参数）多段线参数）符号参数）文本参数）花纹充填参数）阴影充填参数数字化输图文件操作）选取文件名）定图界）重画编辑操作）多段线）符号）文本）花纹充填）阴影充填操作方式参数设置矿体圈定主控状态操作包括提取图形文件、追加／删除图形文件、浏览等功能。矿体圈定状态操作完成由结点一多线段一面的矿体圈定操作，操作方式包括输入、删除和分断三种。圈定的矿体、矿石类型可用不同的线型表示。面积计算操作通过人工点边组织多边形，可自动计算该多边形面积，并能进行夹石处理。系统打印输出钻孔柱状图打印打印机配置绘制图名编绘柱状图打印柱状图系统打印操作包括打印系统图例样张、组合花纹、系统基本花纹和系统定义符号。矿区打印操作图例数据的生成组合花纹数据的生成基本花纹和定义符号二、地质统计学储量计算为实际勘探工作与矿山设计、生产开发的地质统计学储量计算系统，比数学意义上的地质统计学储量计算复杂得多，因为系统需考虑大量的地质、勘探与采矿等因素。对这些因素的计算机处理，是造成实用地质统计学系统复杂化的主要原因。（一）地质统计学储量计算系统概述地质统计学储量计算系统（以下简称由个模块组成，能完成地质统计学储量计算的全过程处理，较好地满足了矿床勘探、矿山设计与矿山生产的需要。一个地质统计学储量计算的完整流程，应该包含以下九个方面的处理：数据提取地质统计学计算所需的数据只是原始勘探或矿山生产数据库中的一部分。可通过和从原始数据库中分别提取二维和三维地质统计学所需数据，并形成可接受的格式的输入数据文件。样品正则化地质统计学要求对样品进行正则化处理，特别是要求将不等长的钻孔、坑道样品作等长处理。模块完成此一功能。统计分析为探求数据的统计性质，选择合适的克立格方法，评估储量计算的可靠性，均需对数据进行统计分析。模块除进行常规的统计计算外，德威依斯、希切尔、昆楼尼等统计量。变差函数计算包括经验变差函数计算与理论变差函数拟合。模块用于计算经验变差函数，模块用于理论变差函数拟合。所得到的理论变差函数是克立格估值的重要输入参数。储量计算参数的空间估值储量计算参数指的是品位、厚度、体重、矿体倾角等变量，需要在一个统一的克立格网格块段模型中对这些变量进行估值。提供两种空间估值方法：克立格法变量网格化：使用克立格法，据不规则的大量空间观测数据进行每个网格的估值。品位、厚度估值一般采取这一方法。模块用于这种估值。对照表法变量网格化：对于那些原始观测很少的储量计算参数，只能采取类型数值对照表法进行克立格网格的空间估值。体重的估值一般采用这一方法。模块用于进行这类估值。矿体边界的多边形限定克立格法储量计算是一种自动产生矿体边界的方法。有时，地质人员希望能预设一个矿体（或矿石类型）边界，使储量参数计算的结果被限制在这个边界以内。模块执行这一功能。储量计算通过以上操作，储量计算诸参数如品位、厚度、体重等均以克立格块段为单位进行了计算，下一步就是计算克立格块段、盘区和全矿体的储量了。克立格块段储量计算：利用每个块段已计算出的参数，计算该克立格块段的储量模块执行这一功能。盘区储量计算：为该盘区所有克立格块段储量之和，分矿石类型统计。模块执行这一功能。矿体储量计算：为该矿体所有盘区储量之和，分类型统计。模块执行这一功能。可采用普通克立格法、简单克立格法、对数克立格法、泛克立格法、群聚克立格法及不规则块段克立格法计算储量。品位吨位曲线研究品位吨位曲线是进行矿山可行性研究的重要依据。利用克立格法估值结果，可获得一个矿床完整的品位吨位曲线，以便在进行可行性研究时平衡经济效益与资源效益的关系。模块执行这一功能。储量计算结果的汇总可按盘区对不同矿石类型的品位、储量进行汇总，也可对不同盘区的品位、储量进行汇总。能完成全部以上九个方面的处理，得到品位、厚度、体重、储量的计算结果，并能对克立格块段进行经济分析。因此，是矿山可行性研究与矿山生产不可缺少的工具。图为流程图。图中的处理模块与数据文件内容为：处理模块：：二维数据提取：三维数据提取：样品正则化：统计分析：经验变差函数计算：理论变差函数拟合：克立格法空间估值（克立格法变量网格化）：矿体边界的多边形限定：按克立格块段计算体重及其他储量计算参数（对照表法变量网格化）：盘区储量计算：总储量计算：品位吨位曲线分析：盘区结果数据汇集与汇总数据文件：原始库文件三维克立格原始数据文件正则化克立格输入文件经验变差函数文件理论变差函数参数文件体重岩性对照表，或矿体倾角多边形对照表文件矿体、矿石类型或开采场多边形坐标文件克立格块段体重文件品位或厚度克立格估值结果文件）克立格块段矿体（或矿石类型）多边形面积文件）盘区高程文件）克立格块段经济分析参数文件盘区克立格品位、厚度、储量计算结果汇总与汇集文件）盘区储量计算结果文件总储量计算结果文件。（二）地质统计学储量计算实施方案的制定地质统计学储量计算方法的应用具有强烈的“个案研究”性质，即具体对象具体分析。这主要是由于矿床千差万别，没有两个矿床是完全一样的。因此，没有两个地质统计学实施方案是完全一样的。制订地质统计学实施方案是地质统计学储量计算能否成功的关键。可惜这一点很多应用地质统计学的人并不清楚，从而导致了失败。制订这种方案是一个创造性的劳动过程，而不是简单的软件应用过程，这一点同其他计算机软件系统的应用有极大区别。要制订一个成功的地质统计学实施方案，首先要了解地质统计学的基本原理，同时要具备足够的地质、勘查、采矿与经济学方面的知识。地质统计学实施方案不是唯一的，但有优与非优之分。一个优秀的地质统计学实施方案应该在估值精度、运行效率、资源利用、经济效益及同生产衔接上达到较高的水平。地质统计学实施方案同子系统的大量参数有直接的关系。换句话说，如果没有一个逻辑的地质统计学实施方案，子系统的各种参数将难以确定。本书是一本软件系统用户手册，不可能全面叙述地质统计学实施方案的编制方法和内容，因为这已超过了本手册的范围。有兴趣的读者可参阅有关地质统计学在勘探与采矿中应用的著作，或参与专门的培训。这里仅列举方案编制的框架和基本问题，供用户参考。一般说来，地质统计学实施方案包括对象设计、样品设计、变量设计、空间设计、方法设计五部分。储量计算空间对象设计即储量计算的空间对象。可列举如下：勘探块段：勘探块段指的是两条勘探线限定的部分。预置矿体边界内勘探块段储量（预置矿石类型边界内储量克立格法自动确定矿体边界内勘探块段储量（克立格法自动确定矿石类型边界内勘探块段储量（盘区：预置矿体边界内全盘区储量预置矿石类型边界内全盘区储量预置矿体边界内盘区勘探块段储量（预置矿石类型边界内盘区勘探块段储量（预置矿体边界内盘区采矿块段（矿房、矿柱）储量（预置矿石类型边界内盘区采矿块段（矿房、矿柱）储量克立格法自动确定矿体边界内全盘区储量（克立格法自动确定矿石类型边界内全盘区储量克立格法自动确定矿体边界内盘区勘探块段储量克立格法自动确定矿石类型边界内盘区勘探块段储量克立格法自动确定矿体边界内盘区采矿块段（矿房、矿柱）储量克立格法自动确定矿体边界内盘区采矿块段（矿房、矿柱）储量克立格块段：克立格块段储量（无预置边界条件下）克立格块段中矿体部分储量（预置矿体边界条件下）克立格块段中矿石类型部分储量（预置矿石类型边界条件下）多边形：任意具一固定厚度的多边形（板块）储量（矿体：预置矿体边界内全矿体储量（预置矿石类型边界内全矿体储量（克立格法自动确定矿体边界内全矿体储量克立格法自动确定矿石类型边界内全矿体储量矿石类型：预置矿石类型边界内全矿石类型储量克立格法自动确定矿石类型边界内全矿石类型储量采矿单元：预置矿体边界内全采矿单元储量预置矿石类型边界内全采矿单元储量克立格法自动确定矿体边界内全采矿单元储量克立格法自动确定矿石类型边界内全采矿单元储量在具体实施一个矿区的储量计算时，往往是上述储量计算空间对象的组合。其中某些空间对象可能是另一些空间对象的基础。例如：：表示只计算克立格块段储量，且无预置的矿体边界。：表示首先计算克立格块段储量，无预置矿体边界限制；然后计算盘区预置矿体边界内储量；最后计算全矿体预置边界内储量；也就是说，有三个层次的储量计算对象。：表示首先计算克立格块段储量，无预置矿体边界限制；然后计算盘区该勘探块段范围内储量，有预置矿体边界限制；最后将勘探块段在各盘区的储量相加，形成全勘探块段的储量。：表示首先计算克立格块段储量，无预置的矿体边界限制；然后计算盘区该采矿块段（矿房、矿柱）范围内的储量，有预置矿体边界限制；最后将采矿块段（矿房、矿柱）在各盘区的储量相加，形成全采矿块段的储量。上面只是一些储量空间对象组合的例子，用户可以根据自己的需要灵活地选择各种储量空间对象的组合。但用户必须掌握各储量计算空间对象之间的关系和操作顺序，才能正确地实施各空间对象的储量计算。按储量空间对象属于基础层次还是组合层次，空间对象可分为三级：第一级：最基础层次的储量计算对象，是组合其他所有更高层次的储量计算最小空间单位。这类空间对象有第二级：过渡层次的储量计算空间对象。它的储量数字由第一级的最小空间单位的储量数字累加而来；而第二级的空间对象的储量值又是第三级储量空间对象储量值的基础。这类空间对象有既可以定义第二级整体空间对象（全盘区），也可以仅定义第二级局部空间对象（该盘区内的勘探块段、采矿单元）。第三级：最高层次的储量空间对象。第二级空间对象是它的基础。这类空间对象有。其中是第三级整体空间对象，是第三级局部空间对象。样品设计）样品长度在三维克立格法估值的情况下，地质统计学要求所有样品在形状和体积上相同。如果不同，要进行正则化处理。为了简化起见，对于钻孔和刻槽样品，只需转换成等长样品就行了，其直径与形状的微小差异，则予以忽略。在二维克立格法估值时，由于视为点样品操作，故无此正则化过程。原始样品的长度是不同的，一般样长为之间。进行地质统计学分析之前，将所有样品化为等长样段。新的等长样段的位置用该样段中点的三维坐标表示，其变量值为组成该样段各样品的变量值按样长的加权平均值。本子系统所涉及的所有三维地质统计学计算均按转换后的等长样品进行。）样品接受标志由于种种原因，如取样质量、化验质量、样品的地质背景等，我们希望有些样品不参与地质统计学计算。这样，在原始样品信息文件中，需给每个样品一个接受标志，以标明该样品是接受还是被拒绝。但接受与拒绝是相对的，在这一次储量计算方案中设计为拒绝的样品，在下一次方案中有可能考虑予以接受，视具体情况而定。有效样品空间范围为了有针对性地选择分布于矿区空间的样品，可以设置若干个以平行六面体表示的接受区，凡在接受区内的样品将被采用；还可以设置若干个用平行六面体表示的拒绝区，凡在拒绝区内的样品均不被采用。这一空间设置，主要用于经验变差函数计算（）用于估值的最低样品品位（有效参估品位）低于这一品位的样品，将不参与克立格法估值计算。这样处理的目的是为了保证矿化很低或无矿化的地段不要参与克立格法估值，以免大幅度降低矿体的品位。变量设计被估变量的数目与名称对一个矿区往往要进行多种矿产及有益有害组分的克立格法估值。因此，在进行克立格法估值之前必需先确定这些变量的数目及其名称（代码）。在这里，矿产、有益组分、有害组分、矿产其他质量指标、矿体厚度等，我们统称为变量。需要确定以下信息：变量数目各变量在原始数据输入文件中的排列顺序（如：各变量的代码（如：变量的统计分布特征分析在进行统计分析）后，提出每个变量的统计分布特征，包括：基础统计分析结果，分布类型（正态分布、对数正态分布）、回归分析结果等。）变量的转换确定对原始变量的转换类型，如：倒数变换、对数变换、指数变换等。）变量的相关与回归设计对变量的相关与回归进行设计，包括：拟进行的回归作业数、每次作业的因变量名、自变量数与变量名、变量对数转换选择等。空间设计坐标系与坐标旋转确定矿区原始坐标系，即矿区原始编录所采用的坐标系。按照矿体的产状，确定克立格网格系统。如果原始坐标系统与克立格网格系统方向不一致，需设计一水平旋转角系克立格网格系统同原始坐标系的水平夹角，反时针方向为正（见图）研究区全研究区指全部被研究的地区，在三维地质统计学操作时，用一个平行六面体限定；对二维地质统计学问题，则用一矩形限定。被研究的对象应全部落入此平行六面体或矩形之中。应该注意的是全研究区可以是全矿区或全矿体，也可以不是全矿区或全矿体，取决于地质特征与生产设计需要。例如，一个矿床分东、西两段，其地质特点有很大差异，那么可把东、西分两个全研究区处理。全研究区一般用于确定样品等长分割、统计分析经验变差函数计算（和总储量计算（的研究范围。克立格估值研究区指克立格系统加上其扩边带。在本子系统中，在研究三维问题时，主要指由克立格网格系统组成的盘区加上沿三个方向的扩边带。克立格估值研究区既包含了全部被估克立格块段，又包含了全部样品搜索空间（见图规则克立格估值研究区：由被估克立格块段组成的矩形盘区（具一固定厚度）加三个图克立格块段系统一原始坐标原点一平面旋转后的坐标原点（克立格网格系）克立格网格步长克立格网格系外扩带；平面旋转角图局域块段系统一名义局域块段；局域子块段一实际局域块段；样品方向的扩边带组成。为了便于操作，建议对每个盘区采用同一克立格平面网格系统（网格起点坐标、沿与方向的步长与网格数），并采用同一盘区厚度。这样所有盘区叠在一起构成一规则的平行六面体。当然，对每个盘区采用不同的克立格网格系统与厚度从软件运行来说是允许的，但加大了用户对各盘区储量综合的困难。多边形克立格估值研究区：首先定义被估值的多边形（具一定厚度），然后设置一该多边形的外接矩形。该外接矩形加上沿方向的扩边带即构成该多边形克立格估值研究区。）局域块段（图全研究区有时需划分为若干个局域块段。划分局域块段的目的是为了计算样品点邻域内的局域方差，以便在计算相对经验变差函数时用局域方差取代全区方差。用这种方法可以消除由于方差在空间上的趋势变化对相对变差函数的影响。为此，需设置三种局域块段：名义局域块段全研究区被划分为若干个名义局域块段。对名义局域块段并不估计局域方差，它的用途仅在于进一步被细分为局域子块段。局域子块段每个名义局域块段被细分为若干个局域子块段。可计算每个局域子块段的均值和方差，以便用于计算局域方差的回归常数与回归系数。实际局域块段具有与名义局域块段相同的尺寸，但它是以一个样品点为中心形成的局域块段。实际局域块段被用于据回归方程计算样品点的局域方差。实际局域块段可看成是一个实际样品点的邻域。对于初始用户，建议先不使用局域块段，以免操作不熟悉而引起变差函数计算的混乱，这时可设置局域块段数为，局域块段的尺寸（步长）取全研究区的尺寸，即局域块段平行六面体相当于全研究区平行六面体。矿体边界与矿体外围带矿体边界矿体边界有两种表达方式。在克立格法估值模块（）中，通过给每个克立格块段赋以矿体标记（代表全矿体或矿石类型），从而形成矿体边界。这是一个非精确的由边缘块段围成的矿体边界（见图。另一种是精确的矿体边界，由多边形操作模块）完成（见图图矿体边界矿体外围带（图矿体边界的外扩带。仅在上述第一种矿体边界表达方式下才能生成矿体边界的外围带。如果在上述第二种矿体边界情形下需产生矿体外扩带，则需据精确的多边形边界化为第一种边界表达形式。矿体外围带为矿体边界的外扩带。外扩单位为克立格块段。例如，由两个块段组成的矿体外围带表示自矿体边界向外扩张两个块段所组成的环绕矿体的带。对矿体内的克立格块段的估值只使用大于边界品位的样品，而对矿体外围带的克立格块段估值则允许使用小于边界品位的样品。矿体边界与外围带的设计需对每个盘区进行。图矿体外围带）搜索区在地质统计学研究中，需设计两类搜索区。搜索扇（图是沿一个方向定义的一个扇形范围，用以搜索计算经验变差函数的样品对。如果进行二维地质统计学研究，至少要设计两个扇区；如果是三维研究，至少要设计三个扇区。对每个扇区要设计以下参数：扇区号；扇区水平方位角：为扇区中轴线在平面上的投影与坐标轴的夹角，反时针方向为正；扇区垂直方位角：扇区中轴线在图搜索扇平面上的投影同坐标的夹角，反时针方向扇区方向；扇区水平方向角扇区容差角一滞为正；后；该扇区接受样品；该扇区拒绝样品扇区容差角：扇区边界线与扇区中轴线的夹角，定义样品对的搜索范围；扇区步长：每个扇区计算经验变差函数的距离间隔。搜索扇用于计算经验变差函数的样品对的搜索。搜索椭球（圆）（图搜索椭球（二维情况下为搜索椭圆）是克立格法估值的邻域。以被估点或被估块段为中心，以据三个变程设计的三个长度为主轴形成一搜索椭球。椭球内的样品被用于进行克图搜索椭圆被估克立格块段；搜索邻域；邻域内样品；邻域外样品立格法估值，椭球外的样品被舍弃。当邻域内的样品数不足或过多时，要进行适当处理。搜索椭球用于克立格法估值对邻域样品的搜索。盘区克立格块段系统（图对每个盘区需进行盘区克立格块段系统设计。在二维地质统计学研究时，可视研究对象为一个唯一的平面盘区，此时盘区无厚度。盘区克立格块段设计包括坐标系统设计、块段类型与参数设计、离散点设计三部分。盘区克立格块段坐标系