补充资料：矿床模型

矿床模型
ore body model

伙日ongehuong mox}ng矿床模型(orebody model)按一定顺序与规则存储在计算机中，用来表达矿体及其围岩的几何形态、地质构造、岩矿类型、物理化学性质、经济价值等特征的空间分布的一组数值、字符或表达式。矿床模型有规则方块模型和不规则块段模型两种。 规则方块模型将矿床所在空间划分成许多具有统一规格和规则排列的小长方块(图1)，并按一定顺序用数字或字符记述每个方块所处空间的岩矿类型、矿石品位和其他物化特性，出现的地质构造，以及开采该方块所能获得的经济价值。这些特征值可以利用方块周围钻孔中的取样资料为依据，采用某种数学方法来推估。 常用的推估方法有距离k次方反比法和克里格法。 (l)距离k次方反比法推断原理可用图2说明。现推断方块A的某特征值q，(如品位)，以有效影响距离为半径作圆，在圆内按规则选取N个参与推断的钻孔组合样，以其特征值q，为已知参量，各组合样与方块月重心的距离为r、，;一l，2，…‘二，N· 距离k次方反比法认为，q.对qA的影响与它们之间的距离:.成k次方反比，因此， N 丫，。.厂‘ ._，、、r. 丫戌N‘二山N，护、1/ 艺r厂“一，艺r一‘ r二一1甘一l式中k值可根据矿床矿化规律选定。最常用的矿石k一2，通称为距离平方反比法。矿k‘曰勺件界 图l方块矿床模型 距离k次方反比法简单直观，容易被理解接受，运 算时间短，并能得到满意的结果。 。(2)克里格法南非采矿地质学家克里格(D.C. /州一\Krige)于:95:年提出，由法国地质学家马特隆(G. \/}、\/Matheron)在60年代加以发展完善而成，以克里格的 /\叽{/。\’名字命名。克里格法认为，矿床矿化时既有规律又十分 /_认入\引/、复杂。在平稳区域内，矿床特征值的空间分布受矿化规 了、、丈丸{尤声娜q，l律支配而具有结构相关性;但各处的特征值实现时又 l厂入、、<卜~~返~_}受各种因素的影响而具有随机性。因此，克里格法采用 。、//{\几\”，/地质统计方法中的最优无偏估计方法来推断方块特征 \/了}万，\、/值。 户火一“‘}护/\矿床特征值的变异函数是推断的基础。首先划定 \~一卜一/。平稳区域，并用图3所示变异函数y(h)描述平稳区域 内矿床特征值的空间结构性。其方法是:用平稳区域内 。全体钻孔组合样的特征值作为原始数据，统计每对组 图2距离h次方反比法推断合样特征值的差异与距离之间的函数关系，先构成实 1一不参与推断的组合样;2一参与推断的组合样验变异曲线(图3)，然后根据曲线形状选取球函数、指 数函数或高斯函数等模型拟合出理论变异函数。最常 用的是球函数，其表达式为 237〔一立。 图3变异函数的图形 1买验变异函数;2理论变异函数 ，、「3h形]._二 y(h)一C一C}于一二}，h任}o，a」 一」一匕20 Za‘」·。一，一二式中h为一对组合样之间的空间距离，m;y(h)表示一对组合样特征值之间的变异性;C。称为块金效应，反映矿化中的跃迁性;a为变程，m，表示特征值在空间相关的最大距离。当空间距离h妻“时，了(h)一C+C，C称为基台，此时两点的特征值之间的变异性达到最大，不存在相关性。因此，选作已知值参与推断的钻孔组合样的条件是:它与待估方块的距离必须小于变程a 由于矿化过程具有各向异性，因此矿床的变异性也有各向异性。描述变异函数时，往往按二、y、二三个方向分别求得变异曲线了(h)、不(h)、了之(h)，然后按空间几何关系将三者套合成一个综合的变异函数表达式，反映特征值之间在二维空间的统计相关性，亦即该特征值的空间结构性，作为推断时的基础。而特征值彼此相关的极限空间半径.即变程“二、么和“可以构成-个椭球体，包含在椭球体中的组合样的特征值参与推断。 克里格法推断方块特征值q、时，以随机理论为基础。满足无偏估计条件时 N 、、一艺*，、J(2) 产一l 万且艺、。一(3) ]一1式中q为选定参与推断的组合样J的特征值，作为已知值;N为选定参与推断的组合样个数;凡为各组合样特征值参与推断的权系数。距离h越短.久J越大，反之亦然。又，要利用变异函数按最优估计条件.即估计方差最小原则推导得到。对比式(l)和式(2)，可看到二者十分相似，只是克里格法的权系数又J反映了实际统计得到的矿床空间结构性，满足最优无偏估计，可以更好地解释矿床，在理论上和应用上都比较完善。但是，用克里格法推断每个方块的特征值时，都要组集与解算一个高维(刃阶)线性方程组，占用大量机时。因此，往往采用超级块技术来减少计算工作量。 采用上述方法，可以利用勘探样品的各种特征值，分别推断各方块的各种特征值。矿体方块的全体特征值按空间位置排列，构成的模型，称为矿床地质模型，在地质分析时应用。在这些地质特征值的基础上，可以计算出各方块的经济价值，构成矿床经济模型，可以更直观和更方便地在评估各种开采方案时应用。 方块的经济价值是方块经开采和加工后得到的成品矿的售价，减去采选成本、销售费和税金后余留的净值。方块因品位、成分和所处空间位置不同而具有不同的经济价值。方块的经济价值是正值，即可盈利。岩石方块的经济价值是负值，是为了开采矿石方块而不得不支出的剥离成本或掘进成本。 在圈定开采境界、编制采掘计划和其他开采规划时，只要指定开采范围，就可以根据经济模型迅速求出开采范围内的总效益，然后进行评价，选择最优方案。 不规则块段模型以矿体自然生成的不规则形体作为单元体，用数值或字符按一定空间顺序描述各单元体中的矿岩品种、数量、品质、性质等特征值而构成的描述矿床的模型。 197()年以来，cAD技术见矿山计算机辅助设计在矿业中得到应用。由于它的图形处理功能可以在计算机中存储不规则的复杂形体以及该形体的各种属性，促成了不规则块段模型的应用。不规则块段模型既可以精确反映矿体的图形，又符合传统的地测内业的习惯，因此很快被地测工程师接受。 但是，不规则块段模型还不能作为开采方案优化计算的基础。因此，近年来，越来越多的矿山将两种模型结合起来使用。利用计算机求交计算的功能，在两种模型的单元体之间转换它们的储量和各种特征值，兼备两种模型的优点。

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