地质编录数据的三维处理方法在生产中的应用

张海涛，王 丽，周 杰

(中国黄金集团内蒙古矿业有限公司，内蒙古 满洲里021400)

1 地质简介

矿区位于中生代陆相火山盆地边缘的古隆起部位，次一级断裂构造十分发育，主要断裂系统为北东向、北西向和近东向3组，均为成矿后期断裂，从形成时间和穿插关系来看，北东向早，近东西向为中，北西向较晚。早期北东向断裂与北西向断裂交汇部位控制火山机构的形成，为次斜长花岗斑岩侵入提供了构造空间，沿断层两侧大部有挤压破碎，见断层泥及断层角砾，并被晚期不含矿流纹斑岩及安山玢岩脉填充，对矿体起破坏作用，在铜矿体内比较发育，对铜矿体的完整性有很大影响。

F4断层走向长2 000 m，倾向延深840 m，倾向290°～325°，倾角75°，沿断层产生几m至十几m宽的挤压破碎带，见断层泥，并有晚期流纹斑岩等脉岩充填。此断层错断了黑云母花岗岩、次斜长花岗斑岩及次英安质角砾熔岩，具长期活动特点，对矿体破坏性较大。

近东西向F7断裂属于张扭性平移正断层，破坏了环形矿带的连续性。以F7断层为界，分为南北两个矿段。

北西向断裂F8段层，倾向70°，倾角60°～70°，走向长大于2 000 m，破坏矿体空间连续性。

相互穿插的构造岩体及后期侵入岩体的相互填充，为采剥过程中矿岩界线管理、采矿单体设计的准确布设、以及分穿分爆带来很大困难，直接影响损失贫化的控制。

2 地质编录现状

地质编录工作是矿山采剥生产中一项重要的基础工作，是准确获得矿体、构造的空间赋存状态、品位分布、矿岩分界线的前提。目前矿山地质编录数据的处理方式有两种：

1)采用二维CAD软件把收集的数据在综合地质平面图及剖面图上进行修改，分析矿体、构造的空间关系[1]；

2)采用三维矿业软件形成三维实体模型。

以上两种方式：(1)中采用二维CAD软件对数据进行处理，没有应用到三维建模中，还停留在利用平面图进行分析，主观因素参与过多，受个人专业水平限制较大；随着暴露的掌子面增加，收集到的编录数据越来越多，二维软件已经严重影响到数据处理的准确性、时效性，无法展示矿体及侵入岩体的空间形态及位置关系，无法满足后期采剥设计的需要；(2)中采用三维矿业软件形成三维实体模型，实现了矿体构造空间关系三维实体模型的建立，但仅仅停留在实体的空间展示上，没有在矿块品位估值过程中对构造、侵入岩体进行相应处理，没有发挥编录数据三维处理方法对块体估值结果产生的作用，使估值结果及矿岩边界的圈定没有达到预期的效果，影响估值结果的准确性及矿体的准确圈定，对后期采剥计划、采矿单体设计及损失贫化率的有效控制没有充分发挥地质指导作用。

图1 地质编录数据三维处理方法流程图Fig.1 Flow graph of three-dimensional processing method to geologic log

3 地质编录数据三维处理方法

3.1 地质编录

露采矿山的地质编录，主要在爆破揭露的掌子面上进行，对含矿岩体、矿岩边界、构造破碎带、非矿侵入岩体、矿化异常区进行地质编录，记录各种地质现象，如矿体产状、形状、厚度；矿石的物质组成及矿物共生组合、结构构造；矿体与围岩接触关系；围岩类型及其蚀变作用，地质构造及其成矿关系等(如图2所示)，以控制对矿体有影响的构造破碎带及非矿岩体的空间赋存关系为主。

利用收集的编录数据、照片、描述等信息分析构造、岩性、矿石质量的变化情况，更新地质平面图、剖面图，利用CAD软件，在平面图上分析夹石的空间赋存状态，确定矿岩边界、夹石边界及矿石类型、工业品级分界线的具体位置(如图3所示)。已经编录的位置，随爆区的推进在走向上及倾向上进行跟踪，利用修改后的平、剖面图，在空间上进行对应分析，推断构造破碎带走向及延伸方向(如图4所示)，为采剥设计、矿岩分穿分爆设计提供地质依据。

3.2 建立三维实体模型

将地质编录中收集的矿体及侵入岩体出露面坐标点导入到三维矿业软件中(如图5所示)，根据样品数据，结合矿区矿石类型、产状、蚀变、矿化特征等矿体的圈定原则，对矿体及侵入岩体进行平面图、剖面图重新圈定(如图4所示)，分析矿体的成矿规律以及与侵入岩体的空间分布关系，采用三维建模技术对数据进行处理，对未开采台阶的矿体及侵入岩体结合上层台阶编录数据、地勘数据及样品数据进行合理外推，一般外推1～2个台阶，利用三维软件，将重新圈定的矿体及岩体平、剖面图生成多个矿体及侵入岩体的实体模型并进行合并，最终形成修改后的三维矿体及侵入岩体的实体模型[2-4](如图6所示)。

3.3 建立品位块体模型

利用三维矿业软件建立品位块体模型，所设块尺寸应符合当前穿孔设计中最小孔网参数。将所建立的实体模型应用到品位估值中，结合样品数据对矿体内部及侵入岩体外部进行估值，有效的对侵入岩体进行剔除处理，使矿体圈定及估值结果的准确度得到很大提高。(如图7、图8所示)

图2 地质编录原始照片Fig.2 Original photo of geologic log

图3 利用编录数据在平面图上修改构造Fig.3 Modify conformation in planning with geologic log data

图4 重新圈定后的矿体实体模型Fig.4 Orebody solids model afterredetermination

图6 推断修改后的构造实体模型Fig.6 Inference conformation solids model

4 结论

矿床构造对矿山设计、矿床开采等都有重大影响，准确掌握断层的几何形态、空间展布及相互关系是矿山地质人员的一项重要任务。本方法在乌山矿区得到实际应用，经过长期的实践证明，地质编录三维处理方法涉及地质编录、三维实体建模及矿块品位估值等技术流程，具有全面性和科学性，为采剥生产带来积极的作用，主要体现在以下几个方面：

1)由原来的以CAD二维软件更新地质编录数据，转变为以三维软件为平台建立构造、矿体三维模型，下推台阶地质界限情况，实现了三维可视化展示矿体及侵入岩体的空间形态及位置关系，形象的展现矿床内部结构和外部形态的空间变化，帮助技术人员利用有限的信息分析构造的分布规律。

2)以当期生产炮孔品位数据为依据建立品位控制模型，在品位估值时对侵入岩体进行剔除处理，在平剖面方向上真实展现构造、岩体夹石附近品位分布情况，在制定采剥计划及单体设计时可根据品位分布准确确定采剥界线的位置，对降低损失贫化率有着显著的成效。据统计，2013年计划损失贫化率指标均为1%，实际指标均为0.8%；2014年由于矿岩界限多、开采方式变化，计划损失率为1.5%、2%，实际损失贫化率为1.03%、0.89%，分别降低了0.47%、1.11%，为公司创造了巨大的经济效益。

图8 剔除后的品位块体模型Fig.8 Grade block model after excluding

3)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。据统计2014年全年计划兑现率为90%，四个季度完成率分别为93%、85%、85%、97%，较2013年四个季度完成率的82%、74%、76%、88%，平均提高计划执行率10%。

4)利用三维软件处理大量的编录数据，不仅提高工作效率，而且降低人为干扰因素，降低了因个人技术水平差异造成误推误判现象的发生。

5)科学化的品位估值，使矿块模型估值结果可靠性强，接近地质真实情况，为供配矿计划提供合理依据。