矿产资源储量估算一般原则、方法
(一)矿体的圈定
矿体圈定的原则,对不同勘查程度的勘查区,都应认真研究已收集到的相关资料,用已掌握的地质特征和规律,依据主要控矿因素结合其他因素来圈连矿体。有标志层的要结合矿体与标志层的相关关系来圈连,避免随意性。圈连的顺序是:单工程-纵向、横向剖面-平面-空间,由浅入深的依次进行。为便于空间连接,还可进行多方向剖面的对比。矿体圈连的具体原则和方法如下:
1、普查时应严格按照原全国储委发布的《矿产工业要求参考手册》所列一般指标圈连矿体,详查或勘探应严格执行经预可行性研究或可行性研究推荐的工业指标圈矿矿体。衡量矿石的三项质量指标或开采技术条件指标是否符合要求,都不得采用四舍五入的方法。
2、单工程中矿体(层)的圈连,凡大于边界品位的样品,不论其连续累计厚度有多大,都可圈为一个矿体(层)。在单个矿体(层)中,允许小于工业(一般)指标中规定的夹石剔除厚度的夹石包含其中。当存在有大于夹石剔除厚度的夹石存在时,应视具体情况作如下处理:①若“一个矿体”的许多工程中在相应位置见矿,且能对应连接,但其间都有一层大于夹石剔除厚度(局部有小于夹石剔除厚度)的夹石存在时,应将该矿体分为两个单独的矿体;②当地表或工程证实,矿体具有分支复合特征时,工程所处位置又近矿体边部,因将矿体作分支复合形态处理,即把矿体分作两个或多个分支。③当矿体中个别工程出现大于夹石剔除厚度的夹石,与相邻工程又无法对应连接时,应作为夹石从该矿体中剔除。
采用传统的双指标或三指标圈矿时,当出现大于夹石剔除厚度,且分布范围较大的低品位矿石(品位介于边界品位与最低工业品位之间)地段,应该单独圈出。
3、矿体(层)对比,要想合理圈连矿体(层),对于多层次、相对集中分布的矿体来说,就要进行认真细致的对比,除了矿石物质组成的对比、标志特征对比外,矿体间相互关系也是重要的对比内容,可以通过切出一定数量的不同方向、不同水平的剖面进行对比,从中找出相对客观的相互关系,指导圈矿。也可采用多剖面的立体透视图进行对比,现在可以用计算机技术制作三维立体模型图,通过任意角度进行对比,更加合理的圈连矿体。
4、剖面上矿体(层)的圈连,当勘查区内存在与矿体(层)有密切关系的标志层时,圈矿应充分考虑两者的相互关系;通常情况下矿体的圈连,要按照已经掌握的地质规律进行,不允许采用不考虑地质规律见矿就连的作法。
普查时,地表已用稀疏工程控制,深部有工程证实矿体存在,据此圈出推断的资源量(333);依据工程圈出的矿体,结合区内的地质特征、可能的成因类型、物化探异常特征及未见矿工程的位置,有依据的圈出矿体的零点边界,零点边界与最近工程的间距,一般不超过参考工程间距的2-3倍,该范围内可估算预测的资源量(334)。圈边工程的矿体是按米百分值或米克吨值圈定者,不得外推。极薄矿体(品位高,厚度通常小于可采厚度)全矿采用米克吨值圈矿者例外。
详查是在推断的资源量(333)范围内择优投入系统工程圈出的,勘探是在控制的基础储量(122b、2M22)或控制的资源量(332)范围内择优进行加密工程圈出的,因此,经详查圈出的控制的资源量(332)之外,自然是推断的资源量(333),不存在外推的问题,对于勘探也是同理。
在剖面上依据工程圈连矿体(层)顶底板界线时,任意地段矿体的厚度,不得大于相邻工程中该矿体(层)的最大厚度,当矿体(层)中出现夹石时,也应遵循这一原则。
剖面上出现相邻工程不见矿时,通常采用两工程间距的1/2尖灭圈连矿体边界;若相邻工程在相应位置,见到大于边界品位2/3的矿化时,允许采用两工程间距的2/3处尖灭圈连。只有当有依据充分证明矿体的延伸与矿体厚度呈正相关时,各剖面上矿体的延伸,可遵循正相关的关系连接。矿体中出现“天窗”时,按同一原则处理。
剖面上两工程间矿体的连线,通常以直线连接,当工程控制较密时,也可在地质剖面图上,用曲线连接反映矿体的自然形态。
当剖面上有多个矿体(层)时,应结合地质规律进行对比后再圈连。详查、勘探阶段,对圈连的多层矿应投入适量的工程进行验证,否则达不得基本确定矿体的连续性,更无法肯定矿体的连续性。
5、平面上矿体(层)的圈连,首先是地表或覆盖层下矿体的圈连,也就是沿矿体走向的圈连,原则同剖面上的圈连方法。由于是在地表及浅部,便于观察,施工方便,因而,规范中要求地表工程应适当加密槽、井探工程,目的是通过深入研究浅部矿体(层)的各种特征,包括矿体延伸的两端,矿体与围岩关系,矿体尖灭特征,夹石分布,蚀变特征等,用于指导深部勘查和矿体圈连。
矿体(层)零点边界(尖灭点)的圈定,只需直线连接各剖面的尖灭点即可。对于详查和勘探地段矿体的圈定,还多了一个最低可采边界的圈定,可通过内插法圈定,也可通过换算确定。
6、矿体内各地段的地质可靠程度,是依据主要地质因素的复杂程度结合各地质可靠程度的具体要求,通过投入不同工程间距的工程进行控制来实现的。应据各自勘查区的地质复杂程度和所要达到的地质可靠程度,确定投入的工程量。为了便于经验不足的地质技术人员,开展矿产勘查工作,在各矿类(种)规范的附录中,提供了达到控制的资源量(332)可靠程度的工程间距,仅供参考,不强求执行,也不作为验收的依据。勘查者可依据各自勘查区的地质特征和规律,对工程间距进行必要的调整,从而达到控制的资源量(332)基本确定矿体连续性,和探明的资源量(331)肯定矿体连续性的要求。
(二)矿产资源储量类型划分
依据规范要求,按照不同的地质可靠程度,划分矿产资源储量类型,是矿产勘查的主要目的之一。不同的矿产资源储量类型,在地质可靠程度上有着严格的要求。推断的,工程控制程度应达到地表有稀疏工程控制,深部有工程证实,其矿体的连续性是推断的;控制的,其矿体的连续性是基本确定的,也就是矿体局部地段的连接还有不确定性,工程控制达到了系统控制的程度,即最大工程间距是一定方向上区域化变量(有用组份或/和厚度)变异函数的变程值,或略小于该变程值;探明的,其矿体连续性是肯定的,也就是不存在多解性,工程控制是在系统控制基础上再加密工程,加密的数量视复杂程度定,从不到一倍直到数倍,达到肯定矿体连续性为目的。
勘查过程中,根据对勘查区地质特征和矿产特征的认识程度,设计了各项工程,在施工后的实际情况与设计预期会有变化,甚至较大的变化。这就要据勘查的实际成果,严格按规范要求,确定矿产资源储量类型。
不同矿产资源储量类型的分布,应遵循矿山生产的需要。勘查程度高的类型,应分布在矿山的首采地段(第一水平),由浅入深的依次分布,不能倒置。为了方便生产,勘查程度高的类型,其分布应相对集中,且应分布在相近标高上,切忌呈犬牙交错状分布。
为了尽可能的实现设计预期,避免因盲目性造成的损失。在矿产资源储量类型的分布上,最关键的是在设计各项工程之前,一定要充分收集勘查区内的资料,尤其是与成矿有关的资料,认真深入的进行分析研究,从中找出内在的规律,找准靶区,科学的布置各项工程,这样就能收到事半功倍的效益。
(三)块段划分
每个勘查区,在矿产勘查结束后,估算矿产资源储量都需要划分块段。由于目前采用传统方法还较多,这里重点介绍利用传统方法估算资源储量时,块段的划分。其他方法都有各自的作法。
勘查阶段块段划分,依据资源储量估算方法的不同,块段划分不尽相同。但首先都必须依据不同矿体、不同矿石类型、不同资源储量类型划分块段。对某些非金属矿产还要视不同用途划分块段。此外,常用的断面法估算资源储量,是以相邻两剖面及剖面上相邻两工程构成的小块段作为一个估算块段,其间距一般是与要求达到的相应资源储量类型一致。用剖面法估算资源储量,块段是以相邻两剖面同一资源储量类型的范围圈定的,当其范围较大时,须象断面法的块段划分方法一样,划分小块段估算资源储量。这种四个工程圈出的块段,对于在同一个资源储量类型中,其合理性是可行的。但对位于不同资源储量类型分界线上的块段来说,其合理性明显有问题,如两个工程连线的两侧,从工程质量、控制程度、地质可靠程度等各方面衡量都是一样的,但人为的将其资源储量类型划分出高低来。这是传统方法中,长期存在的弊病之一。
有些国家在这方面的划分方法,有可取之处,可供借鉴。他们采用工程对地质可靠程度的影响程度来划分块段,也就是用距离影响半径的方法,按不同资源储量类型,呈同心圆状划分估算块段。其最大的特点是,各相同资源储量类型块段的地质可靠程度(精度)是相同的。
需要强调的是这两种方法,由于理念上的不同,对一些问题的处理方法也不一样。因此,不宜混用。
生产矿山开发阶段深部(四周)延伸段探矿的块段划分,应依据已采地段所获地质资料探索的规律,部署相关勘查工作和取样工程(包括坑内钻)。块段划分以有利于矿山生产为最佳。但各项参数的选择和资源储量估算,都要符合规范要求。考虑到正在生产的矿山,投资风险有所减少,可供生产的资源储量的勘查程度以满足生产需要为原则,具体要求与业主或投资者商定,无须死搬硬套。
(四)矿石类型、品级及夹石圈定的原则
1、不同矿石类型、品级分圈的问题,当矿体中存在需要分采分选,又能分圈的矿石类型和品级时,应该分圈,分别估算资源储量。无须分采分选或需要分采分选但无法分圈时,不必分圈。对于无法分圈者,应按不同矿石类型所占比例,采取包括这些类型的混合矿样,进行选矿试验,若效益不佳则不应圈为矿体,并应立即停止对其的勘查工作。
2、圈定夹石边界的原则应与圈矿一致,用传统方法圈矿时,常常出现多圈矿少圈夹石的现象。具体表现是圈矿用方形连接,圈夹石用菱形连接,后者比前者的面积小一倍。正确的方法应该是圈矿和圈夹石应是同一原则,避免人为误差。圈矿用方形连接实际上是一种连续外推的作法,这种作法是不对的。
(五)资源储量估算中其他应参考的原则
1、凡提供矿山设计、建设的矿区,不仅对首采区的矿体要有相应资源储量类型的工程控制,还应有总体控制,以满足矿山总体布置的需要。矿石选(冶)、加工技术性能试验成果,须满足为矿山确定生产工艺流程及产品方案提供依据的要求。对可以利用且有社会、经济效益的伴生矿产,必须进行综合评价。
2、详查、勘探所用不同资源储量类型的工程控制间距,须经论证后确定,在勘查中出现个别大于经论证确定的工程间距的块段时,应专门论证该块段的地质可靠程度及应划归的资源储量类型。普查时的工程间距,应符合规范要求。参与矿产资源储量估算的工程位置精度和采样、测试质量必须符合规范要求。
3、查明的各类型矿产资源储量,不论数量多少,都必须符合各自类型的类型条件,不得弄虚作假。老矿山周边接替资源的勘查,由于矿山主要工程、配套设施是现成的,建设矿山的风险已大部消除,其提供开发利用的矿产资源储量的勘查程度,可适当放宽,这里指的不是类型条件的降低。
4、经坑道工程证实,钻探所获地质成果与坑道所获成果相近,则不强求一定要投入较多坑道工程量,对变化较大地段应投入适当坑道工程量。
5、矿体的圈连,依据工程、地质和物化探异常信息,有依据的连接。当地质和物化探异常信息不明显时,也可据已掌握的成因特征所推测的成因类型,结合已有工程圈出的(333)资源量工程间距的1-2倍,圈连矿体的零点边界线。当推测的成因类型复杂时(接触交代型),圈边的工程间距也可小于1倍。
6、当矿体呈分支复合形态时,用传统方法估算资源储量不得采用压缩法,各分支矿体都应单独估算资源储量,避免增加人为误差。只有当这些分支矿体无法单独估算资源储量时,即不存在连续两个及以上工程控制的分支矿体时,可合并估算。
7、对盲矿体的圈定,要特别注意矿头部分的控制,由于盲矿体的矿头部分控制程度低而造成损失,改变设计方案的事例已不是个别。因此,当遇到控制程度甚低的盲矿体矿头部分圈定时,应特别慎重。对于勘探阶段的矿区,应补充工程满足圈矿的需要,这也是为满足矿山生产设计的需要。对处于详查阶段的勘查区,也应据勘查区的地质特征和矿体的分布规律,较正常的工程间距适当加密。已无法加密,工程控制过稀时,圈矿的原则要求应较常规的工程间距减少1/3-1/2,即从严控制,避免造成不必要的损失。
矿体氧化带的圈定,也应考虑同一原则。因为氧化矿和原生矿的生产工艺流程通常是不一样的,对存在有较多氧化矿的矿山来说,氧化带的底界,对于矿山的经济效益,甚至成败有重大影响。因此,圈定氧化带的界线,也是勘查工作中至关重要的工作,从详查工作一开始就要注意收集资料,采集物相分析样品,为划分界线提供依据。
8、不同矿石类型、品级的矿石,需要分采分选时,应按工业指标的要求,严格通过样品分别圈出需分采分选矿石类型、品级的界线,分别估算资源储量。无法分采分选的矿石,无须分别圈出矿石的类型和品级。只有当其中某矿石类型的参与影响选矿效果时,应单独圈出。
9、某些矿产需用含矿率估算资源储量时,首先须确定矿体的含矿率。含矿率确定的方法,可以是工程的含矿率,即工程中矿体的厚度被含矿体的厚度除后乘以百分之百。某些伴生组份,需用精矿法估算资源储量时,首先应确定能从精矿中提取,依据精矿中该伴生组份的含量和精矿的产率求得。
10、矿体圈连中的1/2尖推与估算资源储量时的1/4平推是两个概念,一定不能混淆。后者是采用某些传统方法估算资源储量时,为了简便而采用的办法,它不适用于剖面图上对矿体的圈连。否则,造成对矿体形态的歪曲。
11、矿产资源储量重复统计问题,在对矿区(勘查区)内的矿体进行资源储量估算时,要视估算资源储量范围内的具体情况而定,一类是新区,即以前从未提交过资源储量的矿区(勘查区),这类估算资源储量时,只需估算已探获的查明资源储量即可,它既是累计查明资源储量,也是保有查明资源储量;另一类是在此次提交查明资源储量之前,曾经提交过资源储量,这类估算资源储量时,要分别估算累计查明资源储量、新增资源储量(扣除前次提交的资源储量),当区内尚未开采时,累计查明资源储量也就是保有资源储量;再一类是以前曾提交过资源储量,此次提交前已有采空区存在,这类估算资源储量时,除要估算另一类中的新增、累计资源储量外,还要估算采空区的资源储量,从累计资源储量中减去采空区资源储量,就是保有资源储量。
采空区资源储量的估算,当提交查明资源储量的矿区(勘查区),存在采空区(老采坑或新采坑)时,应尽可能准确的圈出采空区的范围,并估算采空区的资源储量。采空区本身缺少有关参数时,应据相邻周边所有块段相应参数的平均值代替。若采空区范围以前有估算资源储量的资料,可利用其相关参数。
12、存在采空区的矿区(勘查区),应充分收集探采对比资料,并在报告中论述探采对比的方法和结果。采出的矿量与原估算资源储量数,相差较大时,应对影响探采误差的诸因素进行深入分析并说明之。
13、民采工程利用问题,一些勘查区在进行普查时,工程集中在资源质量相对较好的地段,集中探求推断的资源量333,在周边地段,依据自身投入极少量的工程量,估算了预测的资源量334?。但若在334?分布地段内有民采工程存在时,应将民采工程作为一个控制工程对待,确定该地段的资源储量类型时,并据自身投入工程结合民采工程,统一考虑其控制程度,实事求是的确定资源储量类型。
主要有算数平均法、地质块段法、开采块段法、断面法、等值线法、类比法、等高线法等。
最比较常用的是地质块段法。
现就断面法简要说一下:
1、垂直平行断面法 利用相邻山垂直纵剖面进行资源储量估算的方法。
2、水平平行断面法 利用相邻的水平投影面积进行资源储量估算的方法。