三角网法在矿产资源储量年度动态检测中的应用

王 军，胡文华，郭帅辰，王若男，孔圣盛

（华东冶金地质勘查局屯溪地质调查所，安徽 黄山 245000）

传统地质工作方法是通过矿山年度测量、地质勘查等方式以断面法和块段法等计算年度开采储量，提交文字报告及二维平面附图数据[1]。三角网法是新时代以来一种新型土石方计算方法，在固体矿产资源储量动态检测过程中可以根据野外测量、钻孔数据等直接计算年度开采储量、反应开采位置等，并且可以形成三维矿体模型，直观的反应矿山年度储量动用位置和下年度计划开采位置等。

1 三角网法计算原理及计算公式

1.1 计算原理

通过软件将计算对象生成不规则三角网，使整个计算对象形成了由三角锥组成的集合，三角锥分两种情况：一种是全挖方或全填方，另一种是既有挖方又有填方，然后根据数学公式将每个不规则三角锥的体积计算出来，所有三角锥体积之和即为计算区的挖方体积和填方体积[2]。计算结果的精确性跟三角网的大小精密相关，三角网面积越小，计算精度越高，反之则计算精度越小，但实际操作应用中需要根据地质勘查精度确定网格大小，若地质勘查精度与网格大小不一，则没有实际意义。

1.2 计算公式

（1）全挖或全填的三棱柱形ABC-A1B1C1：将三棱柱分为C1-A1A2B2B1与A2B2C1-ABC两部分进行计算获得。

公式中：S1为三角形ABC的面积；

h1、h2、h3为开挖前地面与开挖后地面之间的高差。

（2）部分挖或部分填的三棱柱（图1-3）：可分解为楔形体O1O2-B1C1CB和三棱锥A1-AO1O2两部分，三棱锥A1-AO1O2体积计V1，楔形体O1O2-B1C1CB体积计V2。

公式中：S2为三角形BO1O2的面积；S3为三角形O2BC的面积；S4为三角形A1O1O2的面积；h1、h2、h3为开挖前地面与开挖后地面之间的高差。

2 三角网法计算结果转换

三角网法计算结果有两种，“-”表示挖方，“+”表示填方。当计算方法应用到矿产资源年度储量检测过程中后，“-”可以看作三角形年度动用资源量，“+”表示三角形内矿石或废渣堆积量，这样“-”的体积总和就是计算区内年度动用矿产资源总量，“+”表示本次勘查较上一次勘查测量后矿石或废渣堆堆积变化情况，若想查看具体堆积位置可以生成三维模型后点击着色进行查看。

3 三角网法应用到储量年度检测中的计算过程（以FastTFT13.0软件为例）

总过程分三步，①资料收集及整理。②数据处理。③结果计算。

3.1 资料收集及整理

收集上一年度与本年度年底地质勘查资料，包括地形、地质、工程勘查等资料。例如需要查看某矿山2018年度储量动态变化情况，需要收集截止2017年年底矿山提交的矿区地形地质图和2018年年底矿山完成的矿区地形地质图等工程勘探资料。

3.2 数据处理

（1）确定计算范围。选择三角网法→确定计算范围→绘制区域→区域编号（选择1并确定）→确定区域边界方式（根据提示选择计算范围）→所选实体是否正确（选择Y并确定）→是否划分多个区块（选择N）。

（2）三角网剖分。三角网等分间距根据工程勘查和测量精度进行确定，网格间距过大，则会导致计算结果误差较大，反之则没有实际意义。具体操作步骤如下：选择三角网法→自动布置三角网→在区域内任远选一点（选择指定区域，用鼠标点击画好的计算范围）→确定等分间距（根据地质调查精度确定）。

3.3 储量计算

在所有数据采集结束后鼠标点击计算土方量，计算结果将直接显示，也可以点击土石方量统计表查各个计算区域和区块的储量。注：计算结果单位为立方米。

4 三角网法在某石料矿储量年度检测报告中的应用(以FastTFT13.0软件为例)

4.1 项目概括

根据矿山2017年提交的储量年度检测报告：矿山累计查明花岗岩矿资源储量65.86万m³，保有资源储量45.69万m³，累计开采消耗资源储量20万m³。本次以已有的地形地质图为基础数据计算截止2018年年底矿山保有资源量和2018年年度开采消耗资源储量等。

4.2 数据处理

（1）确定计算范围。根据野外调查和已有地质勘查资料等可知该矿山无越界开采现象，矿体分布在整个矿区，矿体无夹石，矿区范围与资源储量估算范围相同，因此本次以矿区范围为计算范围。

（2）三角网剖分。①利用软件将收集的2017年年底地形地质图进行网格剖分，网格间距设置为5m×5m。②利用软件将收集的2018年底的地形地质图进行网格剖分，网格间距设置为5m×5m。

（3）采集标高。选择三角网法→采集自然标高（采集设计标高）→选择区域（选择全图）→点取要采集标高的区块（鼠标点击已确定的计算区内部任意一块）。

（4）储量估算。点击三角网法土石方量统计表（结果见图1），可知矿区2018年年度动用资源储量17.00万立方米，则截止2018年年底矿区保有资源储量=2018年年初保有资源储量-2018年年度动用资源储量=45.69万立方米-17.00万立方米=28.69万立方米，矿山历年累计开采消耗资源储量=矿山累计查明资源储量-矿山截止2018年年底保有资源储量=65.86万立方米-28.69万立方米=37.17万立方米。

图1 土石方量统计结果表

5 结论

本文通过对三角网法的计算原理、计算公式和计算过程介绍，阐述了其计算方法应用到固体矿产资源储量动态检测中的优点及其可行性，并以陕西省宝鸡市陇县狼牙山建筑用花岗岩石料矿为例进行了估算。该计算方法应用到固体矿产资源储量动态检测中切实可行，计算结果与实际误差小，但其估算方法要求地质勘查工作程度高，在室内资料整理时工作量大，若资料整理不仔细或野外调查精度不足将导致估算结果与实际结果将有一定误差。