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什么是矿业块段模型?

块段模型是矿山把零散的钻孔样品变成可供规划之物的方式:一个覆盖矿体的三维块体阵列,每个块体带有品位、密度与岩性的估值。除了样品本身所在之处,它处处都是估计值,而理解这一点,正是善用它与过度信任它之间的分界。本文解释块段模型是什么,以及它如何形成。

简短定义

取包含矿体的空间,把它划分为规则的矩形块体格网。给每个块体一组属性——目标矿物的品位、堆积密度、岩石类型、置信度分类。

这个阵列就是块段模型。它是地质(只在几千个点上被测量)与矿山规划(需要处处都有一个值)之间的桥梁。

数字从哪里来

输入是钻孔数据:沿每个钻孔的样品,每个样品在特定区间上有化验品位。它们会被组合到统一长度,以便相互可比。

块体值随后通过插值估计。反距离加权按距离分配权重。克里金则更进一步,使用变差函数——描述品位相似性随距离衰减快慢的模型——按矿体自身的空间行为为样品加权。

无论用哪种方法,结果都是估计值。只有在样品位置上才有实测;其余处处都是推断,而远离任何钻孔的块体是长距离推断。

块体尺寸及其掩盖的东西

块体尺寸依钻孔间距与开采方法选定——粗略说,一个块体应当是设备现实中能够选别开采的对象。

块体过大会把矿体抹平:高低品位互相平均,模型呈现出岩石并不具备的均匀性。块体过小则暗示了钻探无法支撑的分辨率——估值照样是平滑的,只是现在看上去很细致。

这正是块段模型表面精度具有误导性的原因。一个保留两位小数的数值,仍然是相距数十米的钻孔之间的插值。

边界品位、矿石与废石

一个块体通过与边界品位比较而成为矿石或废石——边界品位是在当前价格与成本下,开采与加工能够收回成本的品位。

这个门槛是经济的,不是地质的。当价格变动时,块体会在没有任何一块岩石发生变化的情况下改变类别,这正是储量数字随市场移动的原因。

高于边界品位的是矿石,低于的是为到达矿石而必须搬运的废石。二者之比就是剥采比,也是露天矿最主要的经济指标。

模型用来做什么

资源与储量估算——有多少,以及其中多少在经济上可采。

境界优化——算法在块体阵列上运算,在边坡约束下求出价值最大的境界。

计划编制与品位控制——决定何时开采什么,并把预测值与选厂实际收到的量进行盘点核对。

资源估算与矿山计划编制是各有专用软件的独立专业。STREAM 覆盖矿山工程中地形与工程量的一侧——曲面、体积、台阶与运输道路几何、爆破孔网与报告——而不是地质块段建模。

常见问题

块段模型与地形模型有什么区别?

地形模型描述的是曲面:每个位置一个高程。块段模型描述的是体积:一个三维块体阵列,每个块体带有品位、密度等估值属性。一个告诉您地面的形状,另一个告诉您估计其中有什么。

块段模型的品位是实测的还是估计的?

除钻孔样品外处处都是估计的。反距离或克里金等插值方法把这些样品铺展到整个块体阵列,因此一个块体的值是推断,其可靠性取决于最近钻孔有多近。

块体尺寸如何选定?

依钻孔间距与开采方法——一个块体大致应当是设备能够选别开采的量。过大会抹掉真实的品位变化;过小则暗示钻探无法支撑的分辨率。

为什么没有开采,储量却会变化?

因为边界品位是经济的。当金属价格或操作成本变动时,块体会跨越矿石与废石之间的门槛,储量数字随之变化,尽管岩石本身没有任何改变。