CN106560865A - 一种基于日常生产相互关联的三大地质模型 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于日常生产相互关联的三大地质模型，通过对所有开采生产炮孔取样化验数据、地质勘探数据、生产勘探数据和地质断层构造等四方面数据进行合并估值，集成建立了矿块品位模型、品位控制模型以及地质资源模型，并作为后续采剥计划、采矿设计、配矿等业务使用提供准确地质基础数据，对提高采剥计划执行率，控制采矿损失贫化和减少配矿品位波动起到重要基础作用。本发明增加了两个精细化地质品位模型，提供准确地质基础；建立了矿块品位模型，为配矿提供准确地质基础，提供工作效率；建立品位控制模型，为采剥计划、采矿设计、三维卡调提供准确地质基础；对地质资源模型定期更新，提高年度生产计划、公司生产作业计划执行率。

Description

一种基于日常生产相互关联的三大地质模型

技术领域

本发明涉及地质模型领域，具体是一种基于日常生产相互关联的三大地质模型。

背景技术

矿山只有全面掌握加工对象的形态、数量、质量等信息，才能有规划性的高效组织生产。因此，建立数字矿山，必须首先实现矿床的数字化、可视化。

通过收集整理矿山地质勘探数据、生产勘探数据、钻孔及岩粉资料、地质编录数据，结合矿山地形现状测量以及运输道路数据等记录数据，建立地质数据库，并在此基础上建立三维矿床模型、地层模型和构造模型。通过从粗略地质模型到精细的品位数据的综合显示，形成动态的可视化矿床模型，对矿体空间展布和矿体与勘探工程的空间关系有了清晰的了解，为后期采矿生产工作打下了基础。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于日常生产相互关联的三大地质模型，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于日常生产相互关联的三大地质模型，通过对所有开采生产炮孔取样化验数据、地质勘探数据、生产勘探数据和地质断层构造等四方面数据进行合并估值，集成建立了矿块品位模型、品位控制模型以及地质资源模型，并作为后续采剥计划、采矿设计、配矿等业务使用提供准确地质基础数据，对提高采剥计划执行率，控制采矿损失贫化和减少配矿品位波动起到重要基础作用；

所述品位控制模型的具体形成步骤如下：

（1）三维实体模型的建立

根据矿块品位模型应用的地质数据库，生成矿区钻孔平面图；利用勘探线剖面对单个工程进行地质解译，严格按照资源储量估算工业指标，并结合矿区矿石类型、产状、蚀变、矿化特征矿体的圈定原则进行外推；把矿区内相邻剖面的地质解译线依次连接，形成矿体实体模型；

（2）品位控制模型的建立

创建品位控制模型块体模型，模型单元块尺寸为4m×6m×15m；

统计分析：利用矿体的赋存形态及断层分布，将铜钼矿体各自细分为五个分矿体, 进行原始样统计分析，研究品位数据的分布规律；

组合品位：将工程中的样品段按品位进行组合，采厚度12m和夹石剔除厚度12m；在某个工程中，从第一个样品开始，搜索符合条件的样品段，并将这些样品段组合成一个新的样品段；

特高品位处理：在计算变异函数和品位估算之前对特高品位进行处理，处理特高品位采用统计学的方法，用品位累计分布曲线中97.5%分位数所对应的值替代特高品位；

进行铜钼品位试验变异函数及理论曲线的拟合：利用铜品位的组合样文件计算矿体的试验变异函数，并用球状模型的理论曲线进行拟合；按照估值搜索椭球体的概念，每个矿体应给出主轴、次轴和最小轴三个方向的变异函数；

结构分析：计算变异函数进行结构分析，确定搜索椭球体及结构参数，最后利用交叉验证方法获取最佳的结构参数；

（3）品位控制模型具有如下作用：为短期计划、月度采剥计划提供数据支持，对采矿分穿设计提供地质依据；为生产管控平台的提供矿量、品位、金属量数据支持；随着品位系统随时不断的更新，为地质资源模型定期更新提供了最新最准确的基础数据；

所述地质资源模型是在原始地质矿床模型的基础上，将品位控制模型数据更新到该模型中；地质资源模型更新方法与品位控制模型相同，区别在于品位控制模型对矿块品位模型下2个台阶范围矿体更新，而地质资源模型是更新全部矿体；地质资源模型的作用：为矿山的最终境界的确定、中长期计划、年度采剥计划提供地质数据支持，进而生成年度生产计划，同时也为月度采剥计划提供开展位置。

作为本发明进一步的方案：所述矿块品位模型的具体形成步骤如下：

（1）数据来源：

生产炮孔取样数据

采用牙轮钻机及爬山虎钻机对爆破区域布置钻孔，矿体内部隔孔取样，矿岩边界加密取样，矿化异常区需分层取样,掌握了矿体内部精密的孔网参数下地质情况；

生产勘探数据

采用阿特拉斯反循环钻机对矿床内部及边缘布置生产勘探孔，掌握了准确矿床边缘及产状；

地质勘探数据

原始地勘数据，便于掌握矿床整体的成矿规律；

（2）采用条形码取样化验方式，实现自动化验流程,创建岩粉数据库：

对生产炮孔样品通过条形码方式取样化验，数据自动映射地质数据库；

通过设计对每个炮区内的钻孔进行挑选，对需要进行取样的炮孔进行编号；

钻孔化验数据条码化及自动采集，根据编号生成相应钻孔条形码，并把条形码放入取样袋中；

样品进入化验室，经过称重、溶样及ICP原子发射光谱仪化验步骤，通过自动提取每个工序后台结果，集中至统一计算机中进行化验样品品位的测算，自动上传至公司的MES系统中形成化验数据报告，减少人为手工录入数据的漏洞；

技术人员通过公司MES，将化验数据报告根据前期炮孔编号自动映射到地质炮孔数据库中，形成矿块品位模型，用于后续估值赋值、自动配矿，实现化验数据不落地；

（3）数据库合并：

地质勘探数据及生产勘探数据形成的地质数据库与岩粉数据库进行合并，形成对原始数据的集中管控；

（4）矿块品位模型估值：

创建矿块品位模型，在合并后的地质数据库的基础上，利用地质统计学方法对单个炮区进行品位估值；根据不同的品位信息对每个单元块赋予不同的属性，以便对爆区矿量、年度探采对比以及损失贫化率的计算；

（5）根据不同颜色圈定矿岩类型，形成矿岩多边形数据，线圈包含多种属性值；

（6）通过矿块品位模型，提供以下功能：判断矿岩界线，为矿岩分爆设计提供依据；通过矿岩多边形线文件与原始地质模型数据进行年度探采对比；为后续配矿提供了数据支持。

作为本发明再进一步的方案：步骤（1）中所述生产炮孔取样数据的孔排间距分别为8m×7m，6m×4.5m，深度为15m，取样长度15m。

作为本发明再进一步的方案：步骤（1）中所述生产勘探数据的勘探间距确定为50m×50m，对原有工程钻孔进行加密工作，深度为30m，取样长度3m。

作为本发明再进一步的方案：步骤（1）中所述地质勘探数据的勘探网度为100m×100m，最大深度1300m，取样长度2-6m。

作为本发明再进一步的方案：步骤（4）中所述地质统计学方法包括距离幂次反比法。

作为本发明再进一步的方案：步骤（4）中所述矿块品位模型的单元块尺寸设定为2m×2m×15m。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：增加了两个精细化地质品位模型，提供准确地质基础；建立了矿块品位模型，为配矿提供准确地质基础，提供工作效率；建立品位控制模型，为采剥计划、采矿设计、三维卡调提供准确地质基础；对地质资源模型定期更新，提高年度生产计划、公司生产作业计划执行率。

附图说明

图1为基于日常生产相互关联的三大地质模型中地质勘探钻孔延勘探线分布图。

图2为基于日常生产相互关联的三大地质模型中生产勘探钻孔延勘探线分布图。

图3为基于日常生产相互关联的三大地质模型中生产炮孔布置图。

图4为基于日常生产相互关联的三大地质模型中设计炮孔取样编号图。

图5为基于日常生产相互关联的三大地质模型中条形码打印及取样袋图。

图6为基于日常生产相互关联的三大地质模型中称重及ICP原子发射光谱仪图。

图7为基于日常生产相互关联的三大地质模型中乌山MES系统化验数据表。

图8为基于日常生产相互关联的三大地质模型中自动映射结果图。

图9为基于日常生产相互关联的三大地质模型中距离幂次反比法估值图。

图10为基于日常生产相互关联的三大地质模型中不同颜色代表不同品位图。

图11为基于日常生产相互关联的三大地质模型中矿岩多边形图。

图12为基于日常生产相互关联的三大地质模型中地质解译线。

图13为基于日常生产相互关联的三大地质模型中矿体实体模型。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～13，本发明实施例中，一种基于日常生产相互关联的三大地质模型，包括矿块品位模型、品位控制模型和地质资源模型。

矿块品位模型

以生产炮孔取样的化验数据为主，结合地质勘探数据、生产勘探数据对采场内带有品位的开采矿块（岩石）进行即时品位估值，形成矿块品位模型的集合，它的整体矿体品位数据随着生产不断开采矿块不断的更新及扩大。由于矿块品位模型以孔网参数更加密集,数据更多的生产炮孔取样为主,同时结合了生产勘探数据与地质勘探数据数据，所形成的模型成矿规律科学合理,品位数据更加准确，为配矿平台提供了基础地质数据，同时对品位控制模型提供了数据支持，具体形成步骤如下：

（1）数据来源：

生产炮孔取样数据

采用牙轮钻机及爬山虎钻机对爆破区域布置钻孔，孔排间距分别为8m×7m，6m×4.5m，深度为15m，取样长度15m；矿体内部隔孔取样，矿岩边界加密取样，矿化异常区需分层取样,掌握了矿体内部精密的孔网参数下地质情况；

生产勘探数据

采用阿特拉斯反循环钻机对矿床内部及边缘布置生产勘探孔，勘探间距确定为50m×50m，主要对原有工程钻孔进行加密工作，深度为30m，取样长度3m,掌握了准确矿床边缘及产状。

地质勘探数据

原始地勘数据，更加便于掌握矿床整体的成矿规律,其勘探网度为100m×100m，最大深度1300m，取样长度2-6m。

（2）采用条形码取样化验方式,实现自动化验流程,创建岩粉数据库：

对生产炮孔样品通过条形码方式取样化验，数据自动映射地质数据库；

通过设计对每个炮区内的钻孔进行挑选，对需要进行取样的炮孔进行编号；

钻孔化验数据条码化及自动采集

根据编号生成相应钻孔条形码，并把条形码放入取样袋中；

样品进入化验室，经过称重、溶样及ICP原子发射光谱仪等化验步骤，通过自动提取每个工序后台结果，集中至统一计算机中进行化验样品品位的测算，自动上传至公司的MES系统中形成化验数据报告，减少人为手工录入数据的漏洞；

技术人员通过公司MES，将化验数据报告根据前期炮孔编号自动映射到地质炮孔数据库中，形成矿块品位模型，用于后续估值赋值、自动配矿，实现化验数据不落地；

（3）数据库合并：

地质勘探数据及生产勘探数据形成的地质数据库与岩粉数据库进行合并，形成对原始数据的集中管控；

（4）矿块品位模型估值：

创建矿块品位模型，单元块尺寸设定为2m×2m×15m，在合并后的地质数据库的基础上，利用距离幂次反比法（或其它地质统计学方法）对单个炮区进行品位估值；根据不同的品位信息对每个单元块赋予不同的属性，以便对爆区矿量、年度探采对比以及损失贫化率的计算；

（5）根据不同颜色圈定矿岩类型，形成矿岩多边形数据，线圈包含多种属性值；

表1 矿石类型对应颜色表

（6）通过矿块品位模型，可以提供以下功能：

判断矿岩界线，为矿岩分爆设计提供依据；通过矿岩多边形线文件与原始地质模型数据进行年度探采对比；为后续配矿提供了数据支持。

表2 探采对比计算表

品位控制模型

在矿块品位模型的基础上，加入地质编录数据，参考上层矿岩界线、品位，地质编录等信息，向下推断2个台阶的地质情况，较地质情况较地质资源模型更准确，可以为月采剥施工计划与矿岩分穿分爆设计提供精准的基础地质数据，同时可用于定期对地质资源模型的更新。具体形成步骤如下：

（1）三维实体模型的建立

根据矿块品位模型应用的地质数据库，生成矿区钻孔平面图。利用勘探线剖面对单个工程进行地质解译，严格按照资源储量估算工业指标，并结合矿区矿石类型、产状、蚀变、矿化特征等矿体的圈定原则进行外推。

把矿区内相邻剖面的地质解译线依次连接，形成矿体实体模型。

（2）品位控制模型的建立

创建品位控制模型块体模型，模型单元块尺寸为4m×6m×15m。

统计分析：利用矿体的赋存形态及断层分布，将铜钼矿体各自细分为五个分矿体,进行原始样统计分析，研究品位数据的分布规律。

组合品位：将工程中的样品段按品位进行组合，考虑最小可采厚度12m和夹石剔除厚度12m。在某个工程中，从第一个样品开始，搜索符合条件的样品段，并将这些样品段组合成一个新的样品段。

特高品位处理：在计算变异函数和品位估算之前必须对特高品位进行处理，如不进行处理会造成变异函数跳动较大，影响拟合。处理特高品位采用统计学的方法，用品位累计分布曲线中97.5%分位数所对应的值替代特高品位。

进行铜钼品位试验变异函数及理论曲线的拟合：利用铜品位的组合样文件计算矿体的试验变异函数，并用球状模型的理论曲线进行拟合。按照估值搜索椭球体的概念，每个矿体应给出主轴、次轴和最小轴三个方向的变异函数。

结构分析：计算变异函数进行结构分析，确定搜索椭球体及结构参数，最后利用交叉验证方法获取最佳的结构参数。

（3）品位控制模型具有如下作用：

为短期计划、月度采剥计划提供数据支持，对采矿分穿设计提供地质依据；为生产管控（三维卡调系统）平台的提供矿量、品位、金属量数据支持；随着品位系统随时不断的更新，为地质资源模型定期更新提供了最新最准确的基础数据；

地质资源模型

在原始地质矿床模型的基础上，将品位控制模型数据更新到该模型中。地质资源模型更新方法与品位控制模型相同，区别在于品位控制模型对矿块品位模型下2个台阶范围矿体更新，而地质资源模型则是更新全部矿体。

地质资源模型的作用：为矿山的最终境界的确定、中长期计划、年度采剥计划提供地质数据支持，进而生成年度生产计划，同时也为月度采剥计划提供开展位置。

通过对所有开采生产炮孔取样化验数据、地质勘探数据、生产勘探数据和地质断层构造等四方面数据进行合并估值，集成建立了矿块品位模型、品位控制模型以及地质资源模型，并作为后续采剥计划、采矿设计、配矿等业务使用提供准确地质基础数据，对提高采剥计划执行率，控制采矿损失贫化和减少配矿品位波动起到重要基础作用。

本发明的实施效果：

增加了两个精细化地质品位模型，提供准确地质基础。

（1）建立了矿块品位模型，为配矿提供准确地质基础，提供工作效率

通过生产炮孔数据、地勘数据、生产勘探数据建立的矿块品位模型取代原有Cad矿块爆堆品位图，实现生产炮孔样品的条形码取样化验，自动提取化验各个工序后台结果至统一计算机，化验品位结果自动上传至公司的Mes，数据自动映射地质炮孔数据库中，利用地质学方法，自动生成界限、矿量、品位等，杜绝了数据录入、矿量、品位圈定计算等人为因素干扰。

由原来日配矿方案利用CAD在爆堆品位图进行制定，改变为利用准确矿块品位模型，自动计算出矿方案的先进方式。

（2）建立品位控制模型，为采剥计划、采矿设计、三维卡调提供准确地质基础

由原来的以Cad重新二次圈定矿体的基础，转变为以Dimine软件为平台建立当期生产炮孔品位数据及下推台阶地质界限情况，解决了以往资源模型矿岩边界与实际矿岩边界差距较大，使设计和采剥计划执行率的的根本原因；同时转变原始二维卡车调度系统中没有产量所对应矿量、品位、金属量的弊端，将品位系统作为三维卡车调度系统的后台数据，在Mes中的供矿、剥岩数据直接带有品位、金属量等有效信息，减少统计人员工作量。从而提供准确地质基础，提高工作效率。

（3）对地质资源模型定期更新，提高年度生产计划、公司生产作业计划执行率

原有资源模型由于没有生产炮孔、生产勘探数据库长期没有更新，通过利用品位控制模型中的所有生产炮孔、生产勘探数据对资源模型每年更新两次，在制定下一年采剥计划及生产计划时，有了更加准确的依据，减少实际生产中地质变化过大情况发生，从而提高年度采剥施工计划、公司生产计划执行率。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种基于日常生产相互关联的三大地质模型，其特征在于，通过对所有开采生产炮孔取样化验数据、地质勘探数据、生产勘探数据和地质断层构造等四方面数据进行合并估值，集成建立了矿块品位模型、品位控制模型以及地质资源模型，并作为后续采剥计划、采矿设计、配矿等业务使用提供准确地质基础数据，对提高采剥计划执行率，控制采矿损失贫化和减少配矿品位波动起到重要基础作用；

所述品位控制模型的具体形成步骤如下：

（1）三维实体模型的建立

根据矿块品位模型应用的地质数据库，生成矿区钻孔平面图；利用勘探线剖面对单个工程进行地质解译，严格按照资源储量估算工业指标，并结合矿区矿石类型、产状、蚀变、矿化特征矿体的圈定原则进行外推；把矿区内相邻剖面的地质解译线依次连接，形成矿体实体模型；

（2）品位控制模型的建立

创建品位控制模型块体模型，模型单元块尺寸为4m×6m×15m；

统计分析：利用矿体的赋存形态及断层分布，将铜钼矿体各自细分为五个分矿体, 进行原始样统计分析， 研究品位数据的分布规律；

组合品位：将工程中的样品段按品位进行组合，采厚度12m和夹石剔除厚度12m；在某个工程中，从第一个样品开始，搜索符合条件的样品段，并将这些样品段组合成一个新的样品段；

特高品位处理：在计算变异函数和品位估算之前对特高品位进行处理，处理特高品位采用统计学的方法，用品位累计分布曲线中97.5%分位数所对应的值替代特高品位；

进行铜钼品位试验变异函数及理论曲线的拟合：利用铜品位的组合样文件计算矿体的试验变异函数，并用球状模型的理论曲线进行拟合；按照估值搜索椭球体的概念，每个矿体应给出主轴、次轴和最小轴三个方向的变异函数；

结构分析：计算变异函数进行结构分析，确定搜索椭球体及结构参数，最后利用交叉验证方法获取最佳的结构参数；

（3）品位控制模型具有如下作用：为短期计划、月度采剥计划提供数据支持，对采矿分穿设计提供地质依据；为生产管控平台的提供矿量、品位、金属量数据支持；随着品位系统随时不断的更新，为地质资源模型定期更新提供了最新最准确的基础数据；

所述地质资源模型是在原始地质矿床模型的基础上，将品位控制模型数据更新到该模型中；地质资源模型更新方法与品位控制模型相同，区别在于品位控制模型对矿块品位模型下2个台阶范围矿体更新，而地质资源模型是更新全部矿体；地质资源模型的作用：为矿山的最终境界的确定、中长期计划、年度采剥计划提供地质数据支持，进而生成年度生产计划，同时也为月度采剥计划提供开展位置。

2.根据权利要求1所述的基于日常生产相互关联的三大地质模型，其特征在于，所述矿块品位模型的具体形成步骤如下：

（1）数据来源：

生产炮孔取样数据

采用牙轮钻机及爬山虎钻机对爆破区域布置钻孔，矿体内部隔孔取样，矿岩边界加密取样，矿化异常区需分层取样,掌握了矿体内部精密的孔网参数下地质情况；

生产勘探数据

采用阿特拉斯反循环钻机对矿床内部及边缘布置生产勘探孔，掌握了准确矿床边缘及产状；

地质勘探数据

原始地勘数据，便于掌握矿床整体的成矿规律；

（2）采用条形码取样化验方式，实现自动化验流程,创建岩粉数据库：

对生产炮孔样品通过条形码方式取样化验，数据自动映射地质数据库；

通过设计对每个炮区内的钻孔进行挑选，对需要进行取样的炮孔进行编号；

钻孔化验数据条码化及自动采集，根据编号生成相应钻孔条形码，并把条形码放入取样袋中；

样品进入化验室，经过称重、溶样及ICP原子发射光谱仪化验步骤，通过自动提取每个工序后台结果，集中至统一计算机中进行化验样品品位的测算，自动上传至公司的MES系统中形成化验数据报告，减少人为手工录入数据的漏洞；

技术人员通过公司MES，将化验数据报告根据前期炮孔编号自动映射到地质炮孔数据库中，形成矿块品位模型，用于后续估值赋值、自动配矿，实现化验数据不落地；

（3）数据库合并：

地质勘探数据及生产勘探数据形成的地质数据库与岩粉数据库进行合并，形成对原始数据的集中管控；

（4）矿块品位模型估值：

创建矿块品位模型，在合并后的地质数据库的基础上，利用地质统计学方法对单个炮区进行品位估值；根据不同的品位信息对每个单元块赋予不同的属性，以便对爆区矿量、年度探采对比以及损失贫化率的计算；

（5）根据不同颜色圈定矿岩类型，形成矿岩多边形数据，线圈包含多种属性值；

（6）通过矿块品位模型，提供以下功能：判断矿岩界线，为矿岩分爆设计提供依据；通过矿岩多边形线文件与原始地质模型数据进行年度探采对比；为后续配矿提供了数据支持。

3.根据权利要求2所述的基于日常生产相互关联的三大地质模型，其特征在于，步骤（1）中所述生产炮孔取样数据的孔排间距分别为8m×7m，6m×4.5m，深度为15m，取样长度15m。

4.根据权利要求2所述的基于日常生产相互关联的三大地质模型，其特征在于，步骤（1）中所述生产勘探数据的勘探间距确定为50m×50m，对原有工程钻孔进行加密工作，深度为30m，取样长度3m。

5.根据权利要求2所述的基于日常生产相互关联的三大地质模型，其特征在于，步骤（1）中所述地质勘探数据的勘探网度为100m×100m，最大深度1300m，取样长度2-6m。

6.根据权利要求2所述的基于日常生产相互关联的三大地质模型，其特征在于，步骤（4）中所述地质统计学方法包括距离幂次反比法。

7.根据权利要求2所述的基于日常生产相互关联的三大地质模型，其特征在于，步骤（4）中所述矿块品位模型的单元块尺寸设定为2m×2m×15m。