Surpac软件在宝山铁矿的应用研究

魏文强

【摘 要】本文根据宝山铁矿历年地质资料，应用Surpac软件建立矿山地质数据库和三维模型，进行储量计算。结果表明，采用Surpac软件所建模型可靠，计算结果准确。通过对宝山铁矿Surpac软件应用研究，解决铁矿三维建模中出现的一系列问题，在此基础上，总结经验，为今后在矿山应用打下理论和实践基础。

【关键词】宝山铁矿;地质数据库;三维建模;应用

中图分类号： F426.1文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）18-0189-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.18.089

0 前言

1）立项背景

矿床三维模型是“数字化矿山”的基础，也是其核心内容之一。矿床的空间三维实体模型和块体模型的建立，为宝山矿床的研究提供了一个新的平台，它改变了传统的平面思维方式，让设计人员和管理人员在三维空间上研究和分析矿床的形态，从三维空间的角度，对矿床的内部空间特性进行精确的估算和评价，从而深入地研究矿体的各种特性，并可得到矿体的成矿规律。

同时三维数字模型实现了品位估算和储量计算从传统手工化到计算机化的转变，使得估算结果客观、估算速度快、精度高，大大提高了工作效率。

模型的建立，可提高企业决策的科学性和生产过程的可控性，实现现代矿山的科学化管理，为构建数字化矿山提供技术支撑平台。

2）宝山矿基本情况简述

（1）地理位置及交通条件

伊吾县宝山铁矿区位于新疆维吾尔自治区伊吾县20°方向40km处，行政区划隶属新疆维吾尔自治区伊吾县淖毛湖镇管辖。矿区地理坐标：东经95°03′～95°05′，北纬44°02′～44°03′。矿区交通较方便，距矿区南35km的淖毛湖镇至伊吾县城有柏油路相通，伊吾县城至哈密市有省道通过，交通方便（见图1）。

3）研究内容及技术路线

主要研究思路和步骤如下：

（1）建模思路及原则的确立。分析国内外数字矿山的研究现状，收集、分析和整理宝山铁矿原始资料，确定宝山铁矿数字化矿山三维空间模型建模思路及原则。

（2）宝山铁矿钻孔地质数据库的建立。录入并校验宝山铁矿钻孔地质数据库。建立完整的宝山铁矿地质数据库，能方便、快捷的对资料数据进行动态查询、增删、修改等。

（3）相应建模技术的确立。

建立宝山铁矿地表模型、矿体模型和巷道模型。

（4）高效率、高精度、自动化的程序建模。针对菜单操作式复杂矿床地质建模速度慢、容易出错的缺点，基于Surpac软件，将各实体建模过程程序化，达到复杂矿床地质模型数字化全过程高效率、高精度、自动化操作的目的，避免了人为因素影响。

（5）方便实用的三维空间实体模型。建立好的复杂矿床地质模型可以真实形象的显示地表、地层、构造、矿体和巷道之间的三维空间位置关系;并可以根据需要对三维模型进行任意剖切，得出相应的剖面图;且可随时对矿体的体积、储量进行计算以及分析其品位，提高了矿山生产的自动化程度。

（6）以矿体模型为原料，用距离幂次反比法给块模型空间赋值，将块体模型与空间统计学相结合，建立矿体的资源品位分布模型，一方面可以在三维图形界面中直观地查看矿体的品位分布状况，同时在资源/储量估算中能准确报告出整个矿体或局部矿体的储量和品级。因此，在实际应用中块体模型不仅可以用于矿床的资源管理，还可以通过建立矿体待采区域的空间实体模型，对待采区域矿体快速准确的矿量估算和品位预测。

1 矿床资源模型建立

本次工作内容主要有地质数据库、矿体模型、采空区模型、开拓系统模型、地表模型、块体模型。矿体                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         主要有1号矿群、35号矿群、40号矿群。地质数据库主要数据源为新疆地矿局第六地质大队2011年12月提交的《宝山铁矿储量核实报告》;建模数据主要来源于《2013宝山铁矿储量年报》，和宝山铁矿技术科地质、测量工程技术人员提交的最新资料。

为保证数据坐标系统一性和精确性，本次工作使用的主要坐标系为西安80坐标系6度带。为方便矿山数据应用，本次工作地质数据库提供了北京54坐标系和西安80坐标系两套数据库。今后矿山生产可依据需求使用。

1.1 地质数据库

为提高建库工作效率、数据录入的基本原则为：数据精确、简洁、有效。在这个原则上，设定数据表格如下。

1.2 矿体模型

1.2.1 矿体解译线处理

按照线文件处理方式，标准化分割线段，两点间距最大设定为10米，最小点间距为0.05米。点间距小于0.05的，删除多余点。

1.2.2 创建矿体（包括采空区）模型

使用实体模型创建工具，建立矿体、采空区实体模型。各模型各自体号、网号要统一。为方便区分，在本次工作中规定：实体编号为矿体编号。例如：40号矿体模型的实体编号为40。

同一矿体使用一个体号，同一编号的矿体中不同的小矿体使用不同的网号，网号默认为1号，有其他小矿体网号为2号、3号、4号往下推。

1.3 矿床模型

为更好研究矿体与矿床之间关系，进而对地质探矿有进一步指导意义，本次工作建立了40号系统、35号系统的矿床模型。

2 距离幂次反比法分析

储量计算是矿山勘探和开采过程中必要和重要的一项工作。传统的地质块段法、垂直（平行）断面法储量计算结果精度低，计算繁琐，不方便利用计算机技术。距离幂次反比法是一种几何空间内插方法，属于空间统计学的一种。它利用已知临近值的距离指数幂次成反比的关系来推估网格点的值。反距离加权是最常用的空间内插方法之一。它认为与未采样点距离最近的若干个点对未采样点值的贡献最大，其贡献与距离成反比。

2.1 基础数据统计分析

地质数据库中一共包括1282个包含有TFe品位信息的样品。该表是以TFe品位为参数做出统计。所有TFe品位均值为31.03%。方差为395.259，标准差19.881，变化系数0.641。最高品位为：69.4。

该表较为详细的统计出样品品位的各种参数。由此报告可以得出宝山铁矿样品品位高低分布特点。可以通过该参数对矿体品位分布进行深入分析和研究。

2.2 块体模型

Surpac块体模型是数据库的一种格式，意味着其结构不仅可以存储和操作数据，还能修补来自于数据中的信息，這是和传统的数据库不同的地方，存储数据的时候更像内插替换一个值，而不是度量一个值。另外一个主要的不同在于这个值具有空间参照性。第三个不同在于块模型在打开的时候完全放在了内存中，实现了动态操作，如画等值线等属性。

例如在地质数据库中，特征值都是和空间位置相联系的。然而，空间位置却不是和特征值有必要关系的。

2.3 储量和品位估算

我们将对矿山待开发的40号矿体500以下部分进行资源储量估算结果分类，建立的表格如下：

在本次工作中得出40号矿体储量为205.69万吨，平均品位49.18。

根据宝山铁矿《2011年度储量核实报告》中矿山资源储量表中显示，2006年提交宝山生产地质报告后新增加的矿体中，包括35号矿体储量为73.51，平均品位47.71%。在本次工作中得出35号矿体储量为77.23，平均品位43.98。两储量结果基本一致。平均品位不同在于surpac软件中使用距离幂次反比法，进行样品组合后，全部相关样品参与到计算中。

我们通过实体模型的体积运算得出1号矿群的资源量结果表。得出1号矿群累计查明资源量为：331.38万吨。通过宝山铁矿《2013年度储量核实报告》上显示1号矿群累计查明资源量为：321.79万吨。吻合程度97.1%。

3 结语

Surpac三维矿业软件以其独创的数据库技术、功能强大的三维可视化图形工具等功能为优势，通过资源估算对比证明：采用Surpac软件所建模型可靠，计算结果准确，效率高，可用于辅助矿山进行资源评估工作。

【参考文献】

[1]周智勇，陈建宏.周科平.Surpac Vision软件在矿床建模中的应用.矿业工程，第2卷，第四期，2004.8.

[2]Surpac vision软件用户使用手册，GEMCOM国际软件公司，北京石景山路22号长城大厦701室.100043.1995.