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1、 矿产资源矿产资源/储量计算储量计算矿产勘查学第七讲矿产勘查学第七讲矿产勘查学矿产勘查学第八章第八章1.矿产资源矿产资源/储量单位及工业指标储量单位及工业指标2.矿产资源储量边界线的种类及圈定方法矿产资源储量边界线的种类及圈定方法3.矿产资源矿产资源/储量估算图纸储量估算图纸4.矿产资源矿产资源/储量估算参数的测定与计算储量估算参数的测定与计算5.矿产资源矿产资源/储量估算方法储量估算方法6.矿产资源储量误差与精度估计矿产资源储量误差与精度估计要 目1.矿产资源矿产资源/储量单位及工业指标储量单位及工业指标1)矿产资源矿产资源/储量单位储量单位2)矿产工业指标矿产工业指标1）矿产资源）矿产资源
2、/储量单位储量单位通常单位为通常单位为 吨吨(t)一般建材、石英砂等以体积计一般建材、石英砂等以体积计(m3)各种矿石都要估算出矿石量，而有色金属、贵金各种矿石都要估算出矿石量，而有色金属、贵金属及稀有分散元素等还要估算出金属及有用组分的储属及稀有分散元素等还要估算出金属及有用组分的储量。量。国内外表示的差异国内外表示的差异国外国外：100mt1.2%Cu国内：国内：120万吨铜金属储量，平均品位万吨铜金属储量，平均品位1.2%2）矿产工业指标）矿产工业指标 矿产工业指标是指当前经济技术条件下，矿床应达到工业利用的综合标准。包括：(1)矿石质量标准矿石质量标准 边界品位边界品位 最低工业品位最
3、低工业品位 伴生组分最低含量伴生组分最低含量 有害杂质最大允许含量有害杂质最大允许含量 (2)矿床开采技术指标矿床开采技术指标 最小可采厚度最小可采厚度 最低工业米百分比最低工业米百分比 夹石剔除厚度夹石剔除厚度(1)矿石质量标准矿石质量标准边界品位边界品位：圈定矿体时对单个样品有用组分含量的最低要求，圈定矿体时对单个样品有用组分含量的最低要求，是区分矿体与围岩是区分矿体与围岩(或夹石或夹石)的品位界限。一般应比选矿后尾的品位界限。一般应比选矿后尾矿的品位高矿的品位高12倍。倍。最低工业品位最低工业品位：简称工业位品，指单个工程中单矿层或储量简称工业位品，指单个工程中单矿层或储量估算的既定块段
4、中，有工业意义的有用组分平均含量的最低估算的既定块段中，有工业意义的有用组分平均含量的最低要求，即最低可采品位。要求，即最低可采品位。（即采矿利润率为（即采矿利润率为0时的品位）时的品位）伴生组分最低含量伴生组分最低含量：对伴生有用组分对伴生有用组分(可以单独或顺提取的可以单独或顺提取的)和有益组分和有益组分(难以提取但对主组分商品有益难以提取但对主组分商品有益)的最低要求。的最低要求。有害杂质最大允许含量有害杂质最大允许含量：单个工程样品中对矿产品质量和加单个工程样品中对矿产品质量和加工过程起不良影响的组分充许的最大含量。工过程起不良影响的组分充许的最大含量。（根据市场动态调整质量标准具有重
5、要的经济意义，紫金实例智利找矿发现统计智利找矿发现统计(降低工业指标后导致新增加储量)边界品位等工业指标是矿业公司非常重边界品位等工业指标是矿业公司非常重要的技术经济指标，不是随意指定的，国内要的技术经济指标，不是随意指定的，国内一般要上报主管部门批准，国家有一般要上报主管部门批准，国家有勘查规范勘查规范指导这面的工作。指导这面的工作。国际上矿业公司一般会根据市场行动态国际上矿业公司一般会根据市场行动态调整。调整。(2)矿床开采技术指标矿床开采技术指标最最小小可可采采厚厚度度：在在矿矿石石质质量量符符合合要要求求时时，有有工工业业 开采价值的单层矿体的最小开采价值的单层矿体的最小真真厚度。厚度
6、。最最低低工工业业米米百百分分比比：简简称称米米百百分分值值或或米米百百分分率率，是是最最低低工工业业品品位位与与最最小小可可采采厚厚度度乘乘积积，用用于于圈圈定定厚厚度度大大于于最最小小可可采采厚厚度度，而而品品位位却却高高于于最最低低可可采品位时用。采品位时用。夹夹石石剔剔除除厚厚度度：亦亦称称最最大大允允许许夹夹石石厚厚度度。开开采采时时难难以以剔剔除除时时允允许许夹夹在在矿矿体体中中的的非非工工业业矿矿石石的的最最大大真厚度或应予剔除的最小厚度真厚度或应予剔除的最小厚度2.矿产资源储量边界线的种类及圈定方法矿产资源储量边界线的种类及圈定方法 要要估估算算矿矿产产资资源源/储储量量，必必
7、须须先先圈圈定定其其边边界界。一一般般先先在在单单个个工工程程中中确确定定边边界界点点，在在平平面面或或剖剖面面联联结结各各边边界界点点而而成成边边界界线线，联联结结平平面面剖剖面面图图上上边边界界线线而而得得到到矿矿体体在在三维空间内的各种边界。主要的边界线有：三维空间内的各种边界。主要的边界线有：1）零点边界线）零点边界线2）可采边界线）可采边界线3）矿石品级及类型边界线）矿石品级及类型边界线4）储量类别边界线）储量类别边界线5）内边界线及外边界线）内边界线及外边界线6）暂不能开采边界线）暂不能开采边界线1）零点边界线）零点边界线 零零点点边边界界线线是是在在投投影影图图上上，矿矿点点厚厚
8、度度或或有有用用组组分分含含量量趋趋于于0的的各各点点联联线线。即即矿矿体体尖尖灭灭点点的的联联线线。是是为为了了确确定定可可采采边边界界线线时时的的辅辅助助线线，不不是是真真正正意意义义的的资源资源/储量边界。储量边界。确确定定的的方方法法有有中中点点法法、自自然然尖尖灭灭法法、地地质质推推断断法和几何法等。法和几何法等。2）可采边界线）可采边界线 可采边界线是按最小可采厚度和最低工业品可采边界线是按最小可采厚度和最低工业品位或小最工业米百分值所确定的基点的联线。位或小最工业米百分值所确定的基点的联线。一般用内插法确定。一般用内插法确定。mBRmAmExACBDEF最低工业要求mE，可采边界
9、基点C3）矿石品级及类型边界线）矿石品级及类型边界线 在可采边界线以内，按矿石的技术品级和类型在可采边界线以内，按矿石的技术品级和类型的要求标准，划分的不同技术品级和矿石类型的分的要求标准，划分的不同技术品级和矿石类型的分界级。表明各种品级和类型的矿石在工业矿体中的界级。表明各种品级和类型的矿石在工业矿体中的分布情况。分布情况。4）储量类别边界线）储量类别边界线 按不同储量类别条件所圈定的界线各种类别储量之间的界线5）内边界线及外边界线）内边界线及外边界线 内边界线矿体边缘内边界线矿体边缘见矿见矿工程控制点连接的界线。工程控制点连接的界线。外边界线是根据边缘见矿工程向外推断确定的边界外边界线是
10、根据边缘见矿工程向外推断确定的边界线。零点边界线应属外边界线，而其他的几种边界线。零点边界线应属外边界线，而其他的几种边界线既可在内边界线以内，也可以在内外边界线之间线既可在内边界线以内，也可以在内外边界线之间6）暂不能开采边界线）暂不能开采边界线 此边界线是根据边界品位圈定的，此线与可采此边界线是根据边界品位圈定的，此线与可采边界线之间的矿量为资源量。边界线之间的矿量为资源量。在实际勘探图认识各种边界线：安庆铜矿勘探剖面图 安庆铜矿中段平面图 3.矿产资源矿产资源/储量估算图纸储量估算图纸 矿产资源储量估算要借助于图纸来进行。用于矿产资源储量估算要借助于图纸来进行。用于估算储量的主要图件有：
11、估算储量的主要图件有：1）勘探线剖面图）勘探线剖面图2）中段地质平面图（水平断面图）中段地质平面图（水平断面图）3）矿体垂直（纵）、水平投影图）矿体垂直（纵）、水平投影图4）矿体底（或顶）板等高线图）矿体底（或顶）板等高线图1）勘探线剖面图）勘探线剖面图 勘勘探探线线剖剖面面图图是是垂垂直直矿矿体体的的走走向向，表表明明沿沿矿矿体体倾倾斜斜方方向向的的地地质质构构造造特特征征的的基基本本图图件件。它它是是依依据据沿沿勘勘探探线线的的地地表表剖剖面面测测量量和和勘勘查查工工程程所所获获的的全全部部资资料料综综合合编编制制而而成成的的。是是矿矿床床勘勘探探的的最最基基本本图图件件之之上上，是是垂垂
12、直直断断面面法法（平平行行剖剖面面法法）估估算算储储量量的的必必备备图图件件，也也是是编编制制其他综合图件的依据，比例尺一般为其他综合图件的依据，比例尺一般为1:500 1:2000。图面内容图面内容：参见安庆铜矿：参见安庆铜矿实例图实例图编编制制：工工程程校校正正与与绘绘制制 各各工工程程上上边边界界点点的的确确定定 边界点连线边界点连线 成图成图 （实验）（实验）2）中段地质平面图（水平断面图）中段地质平面图（水平断面图）中段地质平面图是根据通过同一标高的勘查工中段地质平面图是根据通过同一标高的勘查工程所获得的资料综合编制而成的用以反映在不同的程所获得的资料综合编制而成的用以反映在不同的标
13、高各水平面上矿体及地质构造特征、矿化分布规标高各水平面上矿体及地质构造特征、矿化分布规律、勘探工程分布等的一种水平断面图。律、勘探工程分布等的一种水平断面图。中段地质平面图是水平断面法估算矿产资源中段地质平面图是水平断面法估算矿产资源/储储量的主要图件。比例尺一般为量的主要图件。比例尺一般为1:5001:1000实例实例CAD图（安庆铜矿）图（安庆铜矿）3）矿体垂直（纵）、水平投影图）矿体垂直（纵）、水平投影图矿体垂直纵投影图矿体垂直纵投影图：在与矿体延长方向（走向）平行的垂直投影面上表示矿体内各类储量与矿石品级分布和工程控制程度。矿体水平投影图矿体水平投影图：在与矿体延长方向（走向）平行的水
14、平投影面上表示矿体内各类储量与矿石品级分布和工程控制程度。垂直纵投影图和水平投影图是矿体地质块段法、开采块段法等估算储量的基本图件。一般当矿体倾角大于45o时，用垂直纵投影，当矿体倾角小于45o时，用水平投影。4）矿体底（或顶）板等高线图）矿体底（或顶）板等高线图多用于中等倾斜程度、厚度较稳定、工程较密多用于中等倾斜程度、厚度较稳定、工程较密的层状矿体。其特点是可以根据矿层顶（底）板等的层状矿体。其特点是可以根据矿层顶（底）板等高线的形态变化，反映矿体的产状变化与构造形态，高线的形态变化，反映矿体的产状变化与构造形态，且能按不同标高的深度划分块段、分别估算资源且能按不同标高的深度划分块段、分别
15、估算资源/储量，便于开采设计。储量，便于开采设计。煤矿的资源煤矿的资源/储量估算常用此图，一般比例尺储量估算常用此图，一般比例尺为为1:500或更小。或更小。在在国国内内这这些些剖剖面面图图、中中段段图图和和投投影影图图还还是是矿矿产产勘勘查查中中必必须须使使用用的的图图件件，国国际际上上的的发发展趋势是三维成图。展趋势是三维成图。三维矿业软件市场基本上都被国外公司三维矿业软件市场基本上都被国外公司占领占领DatamineSURPACMicromineGocad实例4.矿产资源矿产资源/储量估算参数储量估算参数的测定与计算的测定与计算1）矿体（块段）面积测定）矿体（块段）面积测定2）矿体厚度的
16、测定与计算）矿体厚度的测定与计算3）估算参数平均值的计算）估算参数平均值的计算4）特高品位的确定与处理）特高品位的确定与处理1）矿体（块段）面积测定）矿体（块段）面积测定（1）求积仪法）求积仪法（2）曲线仪法（平行线法）曲线仪法（平行线法）（3）方格纸法）方格纸法（4）几何法）几何法 在在AutoCAD图上可直接量出面积（图上可直接量出面积（实例实例），），三维勘探图直接算块断的体积，不用计算面积。三维勘探图直接算块断的体积，不用计算面积。2）矿体厚度的测定与计算）矿体厚度的测定与计算(1)坑道中矿体厚度测定坑道中矿体厚度测定 当矿体和围岩揭露完全且界线清楚时当矿体和围岩揭露完全且界线清楚时,
17、可直接可直接测定，但要注意假厚度与真厚度间的换算测定，但要注意假厚度与真厚度间的换算.(2)钻孔中矿体厚度测定钻孔中矿体厚度测定矿体真厚度:矿体铅直厚度:式中l为矿心长度,n为矿心采取率(%),a为钻孔截穿矿体的天顶角,b为矿体的倾角,g为钻孔截穿矿体处钻孔倾向与矿体倾向间的夹角.矿体水平厚度:当钻孔倾向与矿体倾向相反时,前后两项间为正号,否则为负号3）估算参数平均值的计算）估算参数平均值的计算(1)算算术术平平均均法法:适适合合于于矿矿体体参参数数变变化化较较小小、测测点点分分布布均均匀，或该参数与其他参数无任何相关关系时。匀，或该参数与其他参数无任何相关关系时。(2)加加权权平平均均法法:
18、当当测测点点分分布布不不均均匀匀或或该该参参数数与与某某一一因因素素有有相相关关关关系系，则则应应以以这这一一因因素素为为权权，以以加加权权平平均均法法来来确确定定该该参参数数的的平平均均值值。如如品品位位与与厚厚度度间间有有一一定定的的相相关关关关系系，且厚度变化较大时，则应以厚度为权。且厚度变化较大时，则应以厚度为权。4）特高品位的确定与处理）特高品位的确定与处理 特高品位是高出一般品位很多倍（通常为特高品位是高出一般品位很多倍（通常为68倍），在确证数据无误差后，可采取如下几倍），在确证数据无误差后，可采取如下几中方法取理：中方法取理：（1）计算平均品位时，将特高品位除去；计算平均品位时
19、，将特高品位除去；（2）用整个工程或整个块段的平均品位代替特高品用整个工程或整个块段的平均品位代替特高品位；位；（3）用与特高品位相临的两样品的平均品位代替特用与特高品位相临的两样品的平均品位代替特高品位；高品位；（4）用一般品位的最高值代替特高品位；用一般品位的最高值代替特高品位；（5）统计不同级别的频率，然后用每一级样品的频统计不同级别的频率，然后用每一级样品的频率去加权计算平均品位。率去加权计算平均品位。5.矿产资源矿产资源/储量估算方法储量估算方法1)几何学方法几何学方法2)统计分析法统计分析法3)SD法法1)几何学方法几何学方法 几何学方法是传统的常用的储量估算方法。由于自然界几何学
20、方法是传统的常用的储量估算方法。由于自然界绝大多数矿体的形状是复杂的，在目前的勘查技术条件下要绝大多数矿体的形状是复杂的，在目前的勘查技术条件下要准确地确定矿体的形状和体积几乎是不可能的。因此传统的准确地确定矿体的形状和体积几乎是不可能的。因此传统的传统的矿产资源传统的矿产资源/储量估算方法都遵循一个基本原则：将形状储量估算方法都遵循一个基本原则：将形状复杂的矿体描绘成体积大致相等的简单几何体，并将矿化复复杂的矿体描绘成体积大致相等的简单几何体，并将矿化复杂状态变为在影响范围内的均匀化状态。以便采用简单的数杂状态变为在影响范围内的均匀化状态。以便采用简单的数学公式计算其体积和储量。主要的几何学
21、方法有：学公式计算其体积和储量。主要的几何学方法有：(1)断面法断面法 (2)块断法块断法 (3)其他不太常用的数学方法(1)断面法断面法(平行剖面法平行剖面法)断面法：当矿体被一系列勘查断面（勘探线剖面或当矿体被一系列勘查断面（勘探线剖面或中段水平地质图）横切，截为若干块断时，就中段水平地质图）横切，截为若干块断时，就可以以这些断面图为基础，估算相邻两断面间可以以这些断面图为基础，估算相邻两断面间的矿块储量乃至整个矿床的储量。的矿块储量乃至整个矿床的储量。垂直断面法：基于勘探线剖面，适合于所有矿床基于勘探线剖面，适合于所有矿床 水平断面法：基于中段平面地质图，适合陡倾矿体基于中段平面地质图，
22、适合陡倾矿体估算程序：估算程序：作断面图作断面图计算体积计算体积 计算矿石量计算矿石量 计算金属量计算金属量关键体积计算体积计算:当相邻两断面的矿体形状相似当相邻两断面的矿体形状相似,且相对面积差且相对面积差(S1-S2)/S1 小于小于40%,用梯形体积公式用梯形体积公式,即即当相邻两断面的矿体形状相似当相邻两断面的矿体形状相似,且相对面积差且相对面积差(S1-S2)/S1 大于大于40%,用截锥形体积公式用截锥形体积公式,即即当相邻两断面的矿体形状不同当相邻两断面的矿体形状不同,不论面积相差多少不论面积相差多少,除了有一对应边除了有一对应边(长度或厚度长度或厚度)相等时可用梯形公相等时可用
23、梯形公式外式外,其余均用似角柱体其余均用似角柱体(辛浦生辛浦生)公式公式,即即其中其中Sm为似角柱体平均断面为似角柱体平均断面(中间段面中间段面)的面积的面积当相邻两断面只有一个断面上有矿体当相邻两断面只有一个断面上有矿体,另一个剖面矿体已尖另一个剖面矿体已尖灭灭,或在矿体两端边缘部分块断只有一个断面控制时或在矿体两端边缘部分块断只有一个断面控制时,其体其体积计算依尖灭特点而选用楔形或锥形公式积计算依尖灭特点而选用楔形或锥形公式:矿体线尖灭时用楔形公式矿体线尖灭时用楔形公式:矿体点尖灭时用锥形公式矿体点尖灭时用锥形公式:计算块段矿石储量计算块段矿石储量:计算相邻两剖面间块段的金属储量计算相邻两
24、剖面间块段的金属储量(2)块段法块段法(地质块段法地质块段法)根据矿床地质特点和条件根据矿床地质特点和条件(如矿石品级、自然类型、储如矿石品级、自然类型、储量类别、矿床开采技术条件等量类别、矿床开采技术条件等)或勘探工程把矿体划分成不同或勘探工程把矿体划分成不同的小块段，而每一个块段则按算术平均法估算储量。的小块段，而每一个块段则按算术平均法估算储量。在平面上将矿体划分成若干块段，每一段块的面积可直接在平面上将矿体划分成若干块段，每一段块的面积可直接测定，其厚度、品位和矿石的体重用算术平均法计算求得，每测定，其厚度、品位和矿石的体重用算术平均法计算求得，每一块段的体积一块段的体积Vi、矿石量、
25、矿石量Qi及金属量及金属量Pi按下式计算：按下式计算：2)统计分析法统计分析法(1)距离加权法距离加权法 利利用用距距离离加加权权法法估估计计局局部部品品位位。一一般般是是在在圈圈定定的的矿矿体体平平面面图图内内，按按每每一一个个钻钻孔孔分分为为一一个个单单元元(小小块块段段)，它它的的品品位位可可以以由由周周围围毗毗邻邻的的与与之之密密切切相相关关的的所所有有或或者者绝绝大大部部分分钻钻孔孔的的品品位位来来估估计计，根根据据钻钻孔孔间间距距离离给给定定权权数数，并并由由此此形形成成该该块块断断周周围围各各钻钻孔孔品品位位的的线线性性组组合合。这这样样便便可可求求得得以以每每个个钻钻孔孔为为中
26、中心心孔孔的的单单元元品品位位，并并根根据据平平面面图图上上圈圈定定的的矿矿体体边边界界线线或或块块段段的的面面积积、所所求求块块段段的的平平均均品品位位、平平均均厚厚度度和和平平均均体体重重等参数，计算块段或矿体的矿石量和金属量。等参数，计算块段或矿体的矿石量和金属量。多以距离平方的倒数为权数，即多以距离平方的倒数为权数，即距离平方反比法距离平方反比法n为参加品位估算的钻孔数，需要根据统计理论为参加品位估算的钻孔数，需要根据统计理论确定一个参加该钻孔品位估算的影响范围确定一个参加该钻孔品位估算的影响范围(影响影响半径半径)，有两种方法确定，一是根据经验取勘探，有两种方法确定，一是根据经验取勘
27、探线间距的线间距的1.5倍左右；另一是采取图解法（类似倍左右；另一是采取图解法（类似于实验变异曲线图解）于实验变异曲线图解）距离平方反比法品位估算公式距离平方反比法品位估算公式(2)相关分析法相关分析法 多用于伴生元素的储量估算，因伴生元素一般与主元素间多用于伴生元素的储量估算，因伴生元素一般与主元素间密切相关。密切相关。首先首先计算伴生元素与主元素品位间的相关系数计算伴生元素与主元素品位间的相关系数:g g为为伴伴生生元元素素与与主主元元素素间间的的相相关关系系数数,x、y分分别别为为组组合合分分析析样样品品中中伴伴生生元元素素和和主主要要元元素素品品位位，和和 为为分分别别为为矿矿体体中中
28、伴伴生生元元素素和和主主要要元元素素之之平平均均品品位位,和和 分分别别为为伴伴生生元元素素和和主主要要元元素素的的均均方方差差,n为为组组合合样样品品的的个个数数。相相关关系系数数反反映映二二者者的的相相关程度，为关程度，为1则完全相关，为则完全相关，为0则不相关，通常介于则不相关，通常介于01间。间。其次其次，计算每一小块段的伴生元素的平均品位，当二者显著计算每一小块段的伴生元素的平均品位，当二者显著相关时，用直线回归方程计算相关时，用直线回归方程计算：为使块段平均品位计算更精确，常用联合回归方程同时计算，为使块段平均品位计算更精确，常用联合回归方程同时计算，其结果可作参考：其结果可作参考
29、：X和和Y分别分别代表计算块段的伴生元素和主要元素之平均品位。因代表计算块段的伴生元素和主要元素之平均品位。因为伴生元素和主元素之间可能不完全相关，所以上述二式算出为伴生元素和主元素之间可能不完全相关，所以上述二式算出的结果可能不一致。的结果可能不一致。最后计算块段的伴生元素金属储量：最后计算块段的伴生元素金属储量：P=QX，Q为块段的矿石为块段的矿石量。量。3）克里金）克里金(Kring)法法 把矿床地质参数把矿床地质参数(如品位如品位)看成看成区域化变量区域化变量,以较严谨的数以较严谨的数学方法学方法变异函数为工具来处理地质参数的空间结构关系，变异函数为工具来处理地质参数的空间结构关系，在
30、充分考虑样品的形状、大小及待估计块段相互位置和品位变在充分考虑样品的形状、大小及待估计块段相互位置和品位变量空间结构基础上量空间结构基础上,根据一个块段内外若干样品数据根据一个块段内外若干样品数据,给每个样给每个样品赋予一定的权品赋予一定的权,利用利用加权平均加权平均对该块段品位作出最优估计对该块段品位作出最优估计,并并可得到一个相应的估计误差可得到一个相应的估计误差.(1)基本原理基本原理 任一待估点任一待估点V的真值的估计值是估计邻域内的真值的估计值是估计邻域内n个信息值的线性个信息值的线性组合，即组合，即6.矿产资源储量误差与精度估计矿产资源储量误差与精度估计一、矿产资源一、矿产资源/储量误差储量误差误差来源：误差来源：1、地质误差 2、技术误差 3、方法误差误差检查方法：误差检查方法：1、重复测量 2、检查测量 3、探采对比二、矿产资源二、矿产资源/储量精度估计储量精度估计 1、用计算参差数的精度来评价储量的精度 2、储量区间估计 3、克里金法精度估计