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金属、非金属矿产储量计算方法邓善德(国土资源部储量司)一、储量计算方法的选择矿体的自然形态是复杂的，且深埋地下，各种地质因素对矿体形态的影响也是多种多样的，因此，我们在储量计算中只能近似的用规则的几何体来描述或代替真实的矿体，求出矿体的体积。由于计算体积的方法不同，以及划分计算单元方法的差异，因而形成了各种不同的储量计算方法在。比较常用的方法有：算术平均法，地质块段法，开采块段法，多角形法(或最近地区法)，断面法(包括垂直剖面法和水平断面法)及等值线法等，其中以算术平均法、地质块段法、开采块段法和断面法最为常见。现将几种常用的方法简要说明如下。1.算术平均法是一种最简单的储量计算方法，其实质是将整个形状不规则的矿体变为一个厚度和质量一致的板状体，即把勘探地段内全部勘探工程查明的矿体厚度、品位、矿石体重等数值，用算术平均的方法加以平均，分别求出其平均厚度、平均品位和平均体重，然后按圈定的矿体面积，算出整个矿体的体积和矿石的储量。算术平均法应用简便，适用于矿体厚度变化小，工程分布比较均匀，矿产质量及开采条件比较简单的矿床。2.地质块段法1它是在算术平均法的基础上加以改进的储量计算方法，此方法原理是将一个矿休投影到一个平面上，根据矿石的不同工业类型、不同品级、不同储量级别等地质特征将一个矿体划分为若干个不同厚度的理想板状体，即块段，然后在每个块段中用算术平均法(品位用加权平均法)的原则求出每个块段的储量。各部分储量的总和，即为整个矿体的储量。地质块段法应用简便，可按实际需要计算矿体的不同部分的储量，通常用于勘探工程分布比较均匀，由单一钻探工程控制，钻孔偏离勘探线较远的矿床。地质块段法按其投影方向的不同垂直纵投影地质块段法，水平投影地质块段法和倾斜投影地质块段法。垂直纵投影地质块段法适用于矿体倾角较陡的矿床，水平投影地质块段法适用于矿体倾角较平缓的矿床，倾斜投影地质块段法因为计算较为繁琐，所以一般不常应用。3.开采块段法是以坑道为主要勘探手段的矿床中常用的储量计算方法，由于矿体被坑道切割成大小不同的块段，即将矿体化作一组密集的、厚度和品位一致的平行六面体(即长方形的板状体)。因此实质上开采块段法仍是算术平均法在特定情况下的具体运用。计算储量时，是根据块段周边的坑道资料，(有时还包括部分钻孔资料)分别计算各块段的矿体面积，平均厚度，平均品位和矿石体重等，然后求得每个块段的体积和矿产储量，各块段储量的总和，即为整个矿体的储量。开采块段法能比较如实地反映不同质量和研究程度的储量及其2空间的分布情况，块段的划分与开采系统相一致，所以在开发勘探时期广泛被应用。4.断面法又称剖面法，是矿床勘探中应用最广的一种储量计算方法。它利用勘探剖面把矿体分为不同块段，除矿体两端的边缘部分外，每一块段两侧各有一个勘探剖面。按矿产质量、开采条件、研究程度等，还可将其划分为若干个小块段，根据块段两侧勘探剖面内的工程资料，块段截面积及剖面间的垂直距离即可分别计算块段的体积和矿产储量，各块段储量的总和，即为矿体或矿床的全部储量。断面法的特点是借助勘探剖面表现矿体不同部分的产状、形态、构造以及不同质量，不同研究程度和矿产储量的分布情况。按勘探剖面的空间方位和相互关系，断面法又分为水平断面法、垂直平行断面法和不平行断面法。而在垂直断面法中又分为两种：一种是按勘探线为划分块段边界的，这是最常用的一种；而另一种则是以勘探线间平分线为划分块段边界的，又称之为“线储量法“。即每一勘探剖面至相邻两剖面之间二分之一距离的地段，即为该剖面控制的地段，分别计算各块段的储量，然后累加即为矿体或矿床的储量。线储量法主要用于砂矿床的储量计算。此法之优点是计算简单，适用于任何产状和形状的矿体，但要求所有勘探工程(坑探、钻探)均分布于同一勘探剖面上，其储量计算工作是建立在地质勘探剖面图的基础之上，是应用较广的计算方法。水平断面法是利用水平中段进行储量计算，其计算原理与剖面法相同。3常用于坑道控制的矿体或露天开采的矿床储量计算中。此外还有几种不常用或应用条件较为狭窄的储量计算方法，它们可以用于资源量的概略计算。适用于地质勘探程度不高，工程分布有限，研究程度不足，只能用于供远景规划的资源计算等。(1)最近地区法(又称多角形法)：其实质是将形状不同的矿体，人为地简化为便于计算体积的多角形柱体。即在储量计算平面图所圈定的矿体范围内以每个勘探工程为中心，按其与各相邻工程的二分之一距离为顶点，将矿体划分为一系列紧密连接的多边形地区。再依据每个多边形地区中心的工程资料分别计算其矿产储量。这种储量计算法不仅不能反映矿体的真实特点，而且计算过程繁琐，在实际工作中很少应用。只有在工程分布不均匀、工程揭露的矿体其厚度、品位相差悬殊、矿体形状极不规则的情况下，为了考虑各工程所影响的权数才采用此方法。多角形顶点的选择，有时也采用内插法以便使计算结果更准确一些。但总的来说，这种方法应用并不广泛。(2)三角形法:其实质是将形状不规则的矿体，人为地简化为便于计算体积的三棱柱状体。即在储量计算平面图所圈定的矿体范围内，以直接连接各相邻勘探工程，把矿体分为一系列紧密连接的三角形块段，再依据三角形块段顶点的勘探工程资料，分别计算各块段的矿产储量。这种计算方法不仅不能反映矿体的真实特点，而且计算过程繁琐，实际的勘探报告中很少应用。(3)等高线法：这是层状沉积矿床或岩体中常用的一种储量计算方法。它以矿层顶板等高线图为基础，把矿层分为若干倾角相似的部4分，然后用一定的公式分别计算其体积和储量。等高线法的特点是可以直接反映矿层的产状和埋藏特点，适用于产状和厚度都比较稳定，倾角中等，并有足够勘探工程控制的矿床。(4)等值线法：其实质是利用矿体等厚线图或厚度-品位等值线图，把形状复杂的矿体变为一个形状相似，底平面平坦面顶面高低起伏的几何体，然后用一定的公式分别计算各等值线内块段的体积和储量。其优点是可以借助上述图件，形象的表现出矿体形态，有用组分的分布及变化特点，但缺点是制图复杂，特别是含有多种有用组分的矿床，必须按每种组分分别制图，所以实际工作中亦应用不广泛。(5)类比法：其实质是应用类比的原理，概略地计算矿产储量的方法。它根据已经勘探或开采的矿床的资源，来求出矿区单位面积内所有的矿产储量，然后将其推及到地质条件相类似的新发现地区，估算出全部矿化面积内可能有的矿产储量(严格说应当是资源量)。这种方法，只用在区域矿产远景评价或矿床远景评价时，用来估算区域的地质储量(资源量)或矿床远景储量(资源量)。对某些地质构造极为复杂，矿化极不均匀的矿床，如水晶矿床和某些稀有金属矿床等，用一定的公式计算矿体单位面积(1m2或100m2)的矿产产出率(吨或千克)，也属于一种简单统计法。二、工业指标工业指标，是在当前的技术经济条件下，工业部门对矿产质量和开采条件所提出的要求，也是评价工业矿床价值，圈定矿体和计算储量所依据的基本参数。在市场经济条件下，工业部门所使用的矿产储5量工业指标是依据市场规律变化而相应变化的。而国家为了统计全国矿产资源总量，以分析资源供需形势而使用的工业指标则需求相对稳定的，这是一个矛盾。这个矛盾在未来的储量管理改革中就有可能形成两套不同用途的工业指标。一种是国家用于宏观决策的指导性(参考)工业指标，另一种则是企业行为的微观条件下的工业指标。提供矿山建设设计用的地质报告采用的工业指标(包括多种矿种共生或伴生的综合工业指标)，是根据国家的各项技术经济政策、资源情况、开采和加工的技术水平，结合国家当前和长远的需要，由地质勘探单位提出有关地质资料和对工业指标的初步意见，经设计部门进行技术经济论证的基础上，由矿山企业确定。一般固体矿产的工业指标主要包括边界品位，工业品位，有害组分最大允许含量，最低可采厚度，最低工业米百分值，夹石剔除厚度，以及剥离系数等。此外还可针对某些矿产的特殊情况和要求，提出其他项目的工业指标。矿产的参考工业指标只用在普查找矿、详细普查、或初步勘探阶段，作为矿床评价和储量估算时参考。(一)矿石质量方面的要求1.边界品位，又称边际品位，是工业部门对固体矿产提出的一项质量指标。它是指在储量计算圈定矿体时，对每个样品有用组分提出的最低质量要求，它是区分岩石和矿石的一个最低品位界限。就单工程而言，位于矿体厚度边界线以内的第一个样品，其有用组分的含量一般应大于或等于边界品位。边界品位一般是按当前经济技术水平、国民经济对该矿种的需求6以及矿石质量的特点等综合因素来确定的。对于需要选矿的有色金属矿产来说边界品位一般是尾矿品位的1.5至2倍以上。在市场经济条件下，边界品位的确定，往往取决于矿产品(精矿)价格与采选(冶)总成本之间的平衡点，即不盈利，又不亏本的品位值。边界品位的第二个用途是划分平衡表内与平衡表外矿石的界线，如果按边界品位圈定的矿休，经处理后，其平均品位仍达不到最低工业品位的要求，则对高于边界品位而又低于最低工业品位的矿石，划为平衡表外矿石；反之，若平均品位高于最低工业品位，则称之平衡表内的矿石。新的《固体矿产资源/储量分类》取消了“表内”、“表外”储量代之为“经济的”、“次经济的”储量，大致可与原“表内”及“表外”储量相对应，但新的储量分类，包括内容更全面、更广泛，不仅仅单指“品位”而言(请参阅《固体矿产资源/储量分类》)。2.最低工业品位或最低可采工业品位它是工业上可以利用的矿段或矿体的最低平均品位，是区分利用(表内)储量和暂不能利用(表外)储量的标准之一。一般是指单项工程所揭露的单个矿段中有用组分的最低平均品位而言。有些特殊矿种，也同时下达矿段最低平均品位或者矿体(床)最低平均品位，目的是确保矿山开采后能有较好的经济效益。最低工业品位的确定，决定矿床的采选技术条件，国民经济资源的需求程度以及现有的技术水平和经济条件，在技术上可行和经济上合理的前提下，最大限度、充分合理地利用矿产资源。工业指标最低的计算取决于矿产品(精矿)价格与采选(冶)总成本和略有盈余的平7衡点。其略有盈余一般是指同类产品的最低社会平均利润值。因此，矿山企业的工业指标在市场经济条件下是一个随社会经济因素制约而引起的变量，不应当也不可能一成不变，企事业应当推广先进的储量计算技术，实行微机化动态管理，才能适应社会的需求。3.矿石品级的划分主要是根据有益、有害组分的含量或某些矿石的物理性能，以及不同用途的要求，把矿石划分为不同品级，如贫矿、富矿、一级品、二级品等。因此，在地质勘查工作中查清不同矿石品级的分布，对于保证矿产资源的合理开采和利用是十分重要的。4.有害杂质平均允许含量矿段或矿体内矿产品质量和加工生产过程中有所影响的有害成分的最大允许含量，是衡量矿石质量和利用性能的重要标志。对于一些直接用来冶炼或加工利用的富矿和一些非金属矿，如耐火材料、熔剂原料等更是一项重要的要求。5.伴生有益成分与主要有益组分相伴生的，在加工利用或开采生产过程中可以回收的或对产品质量有益的成分。综合评价伴生有益组分，可以提高矿床的价值，有时还可适当降低对重要有益组分的要求。因此，在地质勘探中查清伴生有益组分的含量及赋存状态，具有相当重要的意义。原全国储委储发［1995］38号文关于“调整规范要求，改革储量审批的意见”中指出：“勘查矿产时，对可以利用且对社会、经济效益的共生、伴生矿产，必须进行综合评价。”指的是当前技术上可8行，经济上合理的共生、伴生矿产必须进行综合评价。(二)开采技术条件方面的要求1.最低可采厚度它是薄矿层的一个重要的工业指标，指在一定的技术经济条件下，对有开采价值的单矿体、单矿段的最小可采厚度要求。它是根据开采时最大允许贫化率和矿体内有用组分的含量，并用最低工业品位衡量来确定的。最低可采厚度与矿体的产状及变化有关，在无特殊说明的情况下应以矿体的真厚度衡量。同一采高内的互矿层，若主要矿层接近于可采厚度，累积厚度超过可采厚度，经开采部门同意，也可计算工业储量。2.最低工业米百分值简称米百分率或米克/吨值，它是工业部门对某些矿产，特别是工业利用价值较高的矿产所提出的一项综合指标。它等于最低工业品位与最低可采厚度的乘积，只用于圈定厚度小于可采厚度而高于最低工业品