SD储量计算法解读课件.ppt

热烈欢迎！,省有色地矿局2008年度培训的学员们！,SD法储量计算介绍,河南省有色金属地质矿产局2005年元月,第一部分 SD理论方法介绍,（一）概述（二）SD法体系（三）SD法的用途（四）SD法的功能（五）SD法的应用特点（六）SD法的适用条件,（一）概述,SD储量计算法是适应我国中小矿多、贫矿多的实际情况，博采国内外储量计算方法之众长，由我国唐义教授、蓝运蓉高级工程师创立和命名的一套全新系列储量计算和审定方法。1997年4月在北京通过国家级评审鉴定，鉴定委员会认为“在储量计算领域，SD法理论和方法均达到国际领先水平，完全适用于地质、矿山等生产领域的应用。”,1、什么是法,SD法是20世纪末在中国诞生的一种全新的矿产资源储量计算法及储量审定法。 “ SD法”是“SD动态分维几何学矿产资源/储量计算和审定方法”的简称。 SD法是以方法简便灵活为准则，以储量精确可靠为目的，以SD动态分维几何学为理论，最佳结构地质变量为基础，以断面构形为核心，以Spline函数及分维几何学为主要数学工具的储量计算方法。,“SD” 有三种含义。 a.理论方法方面：SD是结构曲线(Structure curve)积分计算和动态分维审定的矿产资源储量方法，取结构曲线中的Spline函数的字头“S”和动态分维的汉音字头“D”，即“SD”。 b.方法原理方面：以搜索递进为主，取“搜索”“递进”的汉语拼音字头，亦即“SD”。 c.方法功能方面：具有从定量角度审定矿产资源储量的功能。取“审定”一词汉语拼音第一个字母，即“SD”。 以“SD”命名，既符合中国人的习惯，也符合西方人的习惯，不仅称谓简单，而且具有理论、原理、方法和功能几个方面的含义。,2、为什么叫“SD”？,SD法是一套全新的储量方法体系，它的体系是由SD理论、原理、SD系列方法及其SD软件应用系统构成。即： 一套理论 四条原理 两大方法 八组公式 多种软件,SD法体系图,（二）SD法体系,SD动态分维几何学（SD move fractal gelmetry）是SD法的基本理论。它是以分维几何学为基础建立起来的动态分维几何学。以SD分数维为依据，以结构地质变量为基础，以SD样条函数为工具的SD动态分维几何学。,1、SD理论,分维几何学，是研究奇异几何图象的科学，这些图象图形既不能用确定性数学模型表述，也不能用概率统计进行分析。自然界图象是粗糙的、千差万别的，它们的粗糙程度用数度量，就是分维。分维几何学的维数是分数维，用分数维来表示他的复杂程度。 分维几何学：维数是静态的，不变的，图象是不可微的.表现的是物体固有的复杂度。,矿床、矿体是埋藏在地下的分维几何体，在完全揭露之前，由于矿床自身的极度复杂性和取样的有限性，是很难计算出它固有的分维量来。这种固有的复杂度（近似值），与矿床（矿体）的规模、储量的多少以及勘查、工程控制程度无关。因此，它无益于矿床勘查程度和储量计算的应用。 用分维量反映的矿体的复杂度，就不是矿体固有的复杂度，而是相对的动态的复杂度。这种分维量，已经不是分维几何学关于分维特征的含义。这时的分维，表现出动态的、相对性的特征。用它来研究矿床（矿体）勘查过程的分维几何学，便是动态分维几何学。由SD方法进行研究，则是SD动态分维几何学。 SD动态分维几何学：维数是动态的，可变的，图象是可微的,SD动态分维几何学中两个基本内容是SD分数维和结构地质变量。 SD分数维是地质变量复杂性的表述，结构地质变量是地质变量可微性的表述。,SD动态分维几何学的内容,SD分数维就是将具体物象的维数统一到01维，主要用来表征勘查过程中矿体的复杂性，而矿体的分维数即是矿体复杂性的度量。,SD动态几何学,SD分数维,结构地质变量,风暴值处理,权尺修匀,SD样条函数拟合,动态递进取稳,2、SD原理,（1）降维形变原理,为了计算简便化而降维，为了计算规则化而形变。为了计算的简便化，SD法均降维到1-2维间，使SD法成为一种断面曲线法。同时，为了计算的规则化，将断面形态进行齐底拓扑形变。形变后，物理量保持不变。,变高维计算为低维计算，变复杂计算为简便计算，变多样计算为单一计算，实现了所有矿床（包括复杂矿体）的断面积分。从而增强了SD法的可操作性。,（2）权尺稳健原理,用SD权尺对地质变量作相关修匀，用SD样条函数拟合。从而将不可微的曲线变为可微的曲线，变统计分析为演绎计算，变奇异计算为平稳计算。提高了SD法计算矿产资源储量的准确度。,（3）搜索求解原理,点列函数曲线的拟合，样条函数得心应手，但样条函数反函数求解，却十分困难，许多时候是多解，甚至无解。SD法建立了样条函数反函数近似求解原理SD搜索求解原理，在于变多解为一解，变无解为有解。 SD搜索求解的实现，解决了合理而灵活选用工业指标的问题，解决了储量计算中任意划分矿块、矿段灵活计算的问题；同时解决了Spline函数反函数求解难的问题。,（4）递进逼近原理,矿床的复杂性和取样的有限性，常常使变量呈现无序现象以及由变量反映客观事物不可知的状况。由此造成储量计算的准确性不高，准确度不可知的结果。是长期困扰矿产储量勘查、开采和管理中认识矿产储量准确度难的主要问题。,SD递进逼近原理，是充分利用有限信息，将静态信息变为动态信息，进行有限动态逼近，变无序为有序，变不可知为可知。不仅解决了计算准确度不高的问题，同时也使矿产储量的精确程度的计算成为可能，从而解决了准确度不可知的问题。,普通SD搜索法,普通SD法,SD法搜索法,SD递进法,SD任意分块法,SD搜索递进法,SD任意块段法,框架SD法,普通SD递进法,不平行断面法,平行断面法,SD储量计算法,SD储量审定法,SD审定法,SD稳健法,SD精度法,3、SD方法,SD法储量的计算过程,矿体圈定,原始数据,工程间搜索,断面间搜索,储量结果,SD精度,SD精度,储量精度是世界难题SD精度法是SD法中极其重要的创新技术,解决储量精度的思想方法真实储量是绝对不可知的，而真实储量又是相对可知的。 粗视化是认识事物的基本原则，近似解是变通不可知的有效 途径用纯数学解决不了精度问题，不用数学解决不好精度问题。追求真实储量不是勘查过程的目的，追求勘查程度才是勘查 的目的。真实储量不是一个固定值，而估算的是一个范围。储量的精确程度只能用精度或误差表示，而不能用概率表示。,SD精度，是指SD计算的资源储量值相对于真实值的精确程度，它是一个限值区间。 它 是在一定工程控制程度条件下利用SD递进逼近原理，以创新的SD精度公式，准确预测计算的储量精确程度。 SD精度的大小，取决于矿体的性质，矿体的复杂程度、勘查手段和工程控制程度。 因此，它既是储量精确程度的度量，又是工程控制程度的体现。,SD精度概念,1）在固定矿段的a,b区间范围内，随着观测点数的递增， 观测点的平均间距h是递减的，由观测点的观测值（地 质变量）构成的曲线长度（Lk）是单调递增的 ；2）曲线长度的增长速度，是观测值（地质变量）复杂程 度的体现；3）曲线长度增长的速率，则是SD精度的表征；4）SD精度公式,SD精度法的方法原理,SD精度的作用,1）确定矿产资源储量的精确程度2）定量确定地质可靠程度3）确定工程间距，预测工程数4）度量矿产资源探采风险5）为矿业权评估提供合理依据,矿床的绝对真量是不可知的。SD精度法的目的，在于寻求一个合理的“范围”，一个合理的精度“范围”。亦即储量值客观存在的范围。通过这个范围确定当前工程控制程度下客观储量存在的范围。 强调一点的是：计算储量靶区不是加减精度，而是乘除精度，它与误差概念不同。,1）确定矿产资源储量的准确度，从而定量确定地质可靠程度,国家颁布了新的资源/储量分类标准，地质可靠程度分为探明的、控制的、推断的和预测的四级勘查程度。但是，具体到什么程度算是探明的、控制的、推断的和预测的呢？缺乏定量的概念。在颁布的国标中，SD法提出了地质可靠程度的 四级定量标准（见图）。,SD精度既是矿产资源储量精确程度的度量，又是工程控制程度的体现，也是对工程间距的确认。 施工一定工程后，不仅可以计算当前工程控制程度下的精度和可靠程度。并可预测出达到各控制程度所需要施工的工程数及工程间距。指导进一步施工。 衡量工程控制程度：指示当前工程控制程度，指导勘查进程和开采进程。,2）确定工程间距，预测工程数,找到了矿，这矿是否有价值？有多大价值？真实储量有多少？需不需要进一步勘查？达到什么勘查程度？是勘查程度的风险。 采矿过程存在储量多少和储量质量的风险，是动态资源储量精度的风险。 过去数十年来，在计划经济机制条件下，上述风险完全由国家来承担；市场经济条件下，情况不同了。对于获取探矿权、采矿权的部门，都必须与经济效益挂钩。拥有探矿权的单位要考虑对矿区的勘查程度，他们承担了探矿的风险。拥有采矿权的单位，要认真审视探矿部门的探矿结果，审视探矿的可靠程度要承担“可靠程度”不确定的风险。这样探采部门皆遇到了储量的“质”和“量”风险的问题。,3）度量矿产资源储量探采风险,对一个具体的矿区、矿段，SD法计算的精度，落在哪个精度区间，就认定它是何等的查明程度。同时SD精度指示计算的储量的精确程度，指示储量真值所在的靶区，降低了风险。 例如，勘查结果提交的储量是100万吨，如果不计算它的精度，则不知道它具体的可靠程度如何，它的风险程度就无法控制。如果计算了SD精度，就可以控制它的风险。例如，计算的精度值是=50%，落在了控制的查明区间内，说明它的 可靠程度是控制的。并且表明，它埋藏于地下的真实储量值是在100万吨50%=50万吨和100万吨50%=200万吨之间，即储量靶区50万吨，200万吨。,倘若你觉得精度过低，查明程度不够，需要达到“探明的”查明程度，于是进一步加密工程，再次计算，如果储量变成90万吨，精度升至80%，此时，精度落在探明的区间，说明它的可靠程度已经达到“探明的”了。它的客观真实储量值已在90万吨80%=72万吨和90万吨80%=112.5万吨的范围内，即72万吨，112.5万吨。于是，它的可靠程度、精度提高了，它的 真实储量的区间范围缩小了，它的风险程度也就大大减小了。这种风险是精确程度的风险，而不是概率风险。 因此，SD精度它对探矿中储量精度不可知的风险，以及对采矿中的储量可靠程度不确定的风险，提出了量化标准。用SD精度可指导勘查施工以达到要求的勘查程度，控制工作程度，让探采部门自己有效控制风险，在获得最佳效益的同时，合理利用资源。知道估算的结果有多大的把握。才能在探矿权（或采矿权）的转让和买卖中，降低探矿权人（或采矿权人）的风险，保护投资者的合法权益。,SD法可以利用不同勘查阶段的有限工程计算不同SD精度下的矿产资源储量，也可以计算相同SD精度下不同工业指标、不同范围的各种储量，为矿业权的评估提供全方位的服务。 让矿业权各方做到心中有数； 增强计划性，减少盲目性； 增强把握性，减少风险性。,4）SD精度为矿业权评估提供合理依据,SD精度与常说的具有概率意义的可信度有本质的区别。 是精度不是概率 是预测精度，不是探采精度 因此，SD精度不仅可以作为矿产资源储量精确程度的度量，也可以从定量角度作为划分勘查程度的依据。还可作为地质可靠程度的定量划分依据。,4、SD法计算公式,SD结构地质变量公式SD边值公式SD复杂度公式SD风暴值公式SD样条函数公式SD样条函数体积公式SD任意块段体积公式SD精度公式,SD法主要用于固体矿产资源储量计算、审定和管理。1、用于矿床勘查中各种需要的资源储量计算，并为确定工程控制程度、经济评价、可靠程度等级划分提供定量尺度，以及指导施工进程，提高勘查工作质量。2、用于评审、评估机构，从定量角度核准资源储量、资源储量类型、勘查程度和对矿产资源储量的评价。3、用于矿山设计中各种需求之资源储量计算和可行性论证，增强资源储量可靠性和计算灵活性。4、用于生产矿山三级矿量自动化和科学管理，减少风险，提高资源效益。5、确定勘探、开采方案时，用于选定合理的工业指标和动态地圈定矿体，做到准确评价和合理开发利用矿产。,（三）SD法的用途,（四）SD法的功能,1、数据采集功能 可手动录入，也可通过Excel表接收。2、资源储量计算功能 SD储量计算法是一种计算动态资源储量的方法。3、资源储量审定计算功能 SD储量审定方法是一种储量可靠程度的SD精度法。4、经济评价5、结果输出 输出查询和各种计算审定结果 输出自动形成的各类表格 打出自动形成的各类图件,（五）SD法的应用特点,1、精确、可靠。2、方便快捷、灵活多用。3、全面、系统。4、时间和经济效益显著,（六）SD法的适用条件,1、SD法主要适用内生、外生金属矿床和一般非金属矿床，不适用于某些特殊非金属矿，如石棉、云母、冰洲石。2、SD法储量计算，计算的矿体应是同一矿体，或同源的矿带。对矿体形态复杂，矿化变化大的矿体，SD法远优于其它方法，而对于因构造复杂而破坏厉害的矿床，SD法须做特殊处理便可。3、SD法适用于以勘探线为主或以断面施工的矿区。勘探线或断面平行、不平行均可。断面可以是垂直的，也可以是水平的4、SD微机软件系统适于486以上的微机运作。,三大方法比较,成图对比： 两种方法计算、操作工序不一样，检查错误成为可能。 传统法：目前，先作图，后计算；作图与计算的工序是分离的。作图正确后，计算不一定正确。正确图件往往掩盖计算值的错误，而不易被人发现。 SD法：先计算，后作图，作图可依据计算结果自动生成，如果取值和计算错了，必然生成错误图件来。图件反映的错误信息极易被发现。,第二部分 SD法应用,一、基本概念二、SD法应用参数三、储量计算应用步骤,一、基本概念,1、矿段矿段：是SD法资源储量计算的计算单元，是计算范围内原始数据有机组合的载体。矿段名，又称矿段代码：必须由4个字符组成。这4个字符可以是汉字、字母、符号等。同任何电子文件一样，同一路径下的矿段名不能相同。矿段划分：主要根据实际情况，分矿带（体）、矿石类型，并结合生产需求划分矿段。一个矿区或矿体可以划分为一个或多外矿段。,2. 断面线断面线矿段内用于SD搜索积分计算的控制矿体的线。,1）勘探线：勘查时布置的有实际工程施工的线。2）非工程信息勘查线：指矿区作过物、化探及航测 遥感工作的线。3）控制线：由必要的线间工程、地质信息构成的线。 4）外推线：端点工程以外范围控制计算范围的线。 外推线不编号只计数。控制线需编号。需编号 的断面线依次排序。,3、计算点矿段内参予计算的工程点、控制点、外推点。SD法规定：计算前必须加上规定的代码。如：钻孔用“ZK（CK）”、探槽用“TC”、浅井用“QJ” ,所有坑道工程（沿脉、穿脉、探矿井等）前都加“KD”，控制点用“KZD(KZJMD)”，外推点用“WTD”,工程点断面线上参与储量计算的实际工程。包括有矿点、矿化点及无矿点等。 有矿点大于边界品位的工程点。 矿化点小于边界品位、有矿化现象的工程点。 无矿点基本无矿化现象的工程点。注意：只要控制该矿体的工程，不管见矿，还是没见矿，SD 法计算时，都要利用。,控制点断面线上根据地质认识 确定的计算点。包括矿自然尖灭点、地表露头点、矿体边界点、计算边界点（如基岩界线等）、其他地质认识点（如地质编录信息等）。用“KZD”或“KZJMD”表示。注意：控制点是作为“已知点”利用的。计算前，只需给出其位置即可，其品位和厚度可由程序自动求取。,外推点断面线上为确定端点工程控制之外的计算边界，通过邻近已知工程外推出的计算点。用“WTD”表示。外推点分“首外推点”和“尾外推点”。只是一个相对的概念。只取决于取点的顺序。外推点不需给定品位、厚度。只需给定位置（地理坐标：外推距离和标高；相对坐标：对应的X、Y、Z），其品位、厚度是程序根据给定的位置，通过SD 边值公式自动计算的。不是等值外推。,外推原则（1）外推点必然是端点工程以外的外推。工程之间不可能有外推。（2）一个工程点不能外推。至少要有两个计算点（不包括外推点）才能外推。这两个计算点是指“两个工程点”或“一个工程点+一个控制点”。,WTD与KZD的比较（1） WTD品位厚度主要是按照矿体倾向方向的变化规律，利用边值公式求取的。 KZD品位厚度既考虑矿体倾向方向的变化规律，又考虑了矿体走向上的变化规律。因此， WTD一般设置在主勘探线上来控制矿体的边界。（2）一个工程点时不能设置WTD，只能设置KZD. （3） WTD受外推距离的限制，一般按照规范外推适当距离；而KZD基本不受与实际工程距离的影响.,4. 计算厚度矿体的水平厚度、铅直厚度、真厚度，统称“计算厚度”。,二、SD法应用参数,1.基本应用参数,（1）计算类型（2）数据类型（3）定位系统（4）形质方案,计算类型主要根据数据来源划分：直接用样品数据标准型；直接用工程数据综合型掌握的要点“标准型”可绘剖面图，可动态圈矿； “综合型” 可以简单、快捷的复核报告。“标准型”一般适用于各勘查、设计、开采阶段；（勘查部门、设计院、开采部门、） “综合型”一般适用于储量复核、储量管理、储量评估。（管理机构、评审机构、评估机构）,数据类型：A型、B型、C型主要根据矿体规模、产状、勘探工程类型主次、取样方向灵活选取。一般情况： A矿体厚大、且欲分台阶计算者； B矿体较薄、产状陡直，或以水平坑道探矿为主， 利用水平厚度计算者。 C产状平缓，利用铅直厚度或真厚度计算者。,铜金矿床023线1-2矿体剖面图,基 础 数 据 分 类 图,SD基础数据可分五个类型,A 标准B 标准、综合C 标准、综合, 定位系统地理坐标：仪器测量的点的x、y、z值。又称全采用地理坐标（地理坐标：x、y、z值皆为地理坐标值） 相对坐标：在计算范围内，选定的一直角坐标系。又称不全采用地理坐标/相对坐标（x、y值皆为确定的相对直角坐标系值，z值是绝对标高值） 规定：在储量计算投影图中，平行断面线方向定为X（Z）轴；垂直断面线方向为Y轴；Z值永远为绝对标高。要点：a、综合型计算点Z值：矿体中点标高； b、 标准型计算点Z值：孔口（坑口）标高,相对坐标,地理坐标,形质方案,B、C型,A型,A台阶,A框块,任意分块,框块,A任意分块,形质方案,选取原则对于 具体的矿床，主要从“用户的需求”考虑。主要指：储量计算的目的性、阶段性和计算的内容。例如：普查阶段，只需要计算一个整体的储量，了解是否有进一步详查的价值，不需要单独计算其中任意范围的储量，此时，选用“框块”计算。如果在勘探阶段或开采阶段，需要分别计算某一范围（某一中段、某一采区）或计算保有储量时，选用“任意分块”,要点 台阶：特指A型计算。只需给出“台阶顶面标高” 和“台阶间距”； 框块：由计算机自动划分； 分块：是框块的特殊形式，一般采用在储量计算图上任意圈定范围进行计算，此任意分块范围是不规则的折线图形。 “框块”中“条”、“块”的含义 条是由两条垂直断面线的直线折线所确定的范围。 块平行于断面线的两条直线与条形成的封闭范围。,SD应用关联图,2.应用参数间关系,应用步骤：1、收集分析原始资料。2、明确计算要求，确定计算方案。编写SD储量计算 说明书。3、数据准备。4、运行SD储量计算系统，进行储量计算和审定。5、结果和图件输出。,三、SD储量计算应用步骤,1、收集分析原始资料。 主要了解矿区基本地质情况，收集与储量计算有关的资料。 如：矿床的成因，规模，矿体产状，厚度，工程布置，取样情况，开采方式，矿石体重，工业指标等。,2、明确计算要求，确定计算方案。编写SD储量计算说明书。SD储量计算说明书内容包括：与储量计算有关的地质情况。计算目的；矿段划分；方案确定。,3、数据准备。在收集矿区原始资料数据的基础上，填写数据表格，包括九大类14种表格。,九大类十四种表格概况,（1）储采原表01 即探采矿区（储量计算）基本情况表 （2）储采原表02 即勘探线数据表 （3）储采原表03 即工程数据表： 03-0 工程（计算点）数据表 03-1 工程（计算点）数据表测斜 03-2 工程（计算点）数据表测斜 （4）储采原表04 即分块、框块范围表： 04-1 分块（条划分）表 04-2 分块（块划分）表,（5）储采原表05 即工业指标表： 05-1 工业指标表（%） （6）储采原表06 即样品数据表： 06-1 样品数据表 06-2 样品数据表（测斜） （7）储采原表07 即A台阶（中段）/A框块范围数据表 （8）储采原表08 即探采矿区（段）技术经济评价指标表 （9）储采原表09 即地形/基线/断层等特殊点数据表： 09-0 剖面地形/基线/断层等点数据表,（1）储采原表01 即探采矿区（储量计算）基本情况表,（2）储采原表02 即勘探线数据表,（3）储采原表03 即工程数据表：,（4）储采原表04 即分块、框块范围表：,（5）储采原表05 即工业指标表：,（6）储采原表06 即样品数据表：,（7）储采原表07 即A台阶（中段）/A框块范围数据表,（8）储采原表08 即探采矿区（段）技术经济评价指标表,（9）储采原表09 即地形/基线/断层等特殊点数据表,09-0 剖面地形/基线/断层等点数据表,数据录入途径,通过数据库直接转换。 按规定的Excel格式建立后，通过SD软件转换成SD数据格式。 主要解决数据量大的样品、测斜数据的录入情况。填写原始数据表，直接按SD原始录入格式录入。,储量计算、审定结果,总结果。明细结果。综合表格（自动生成）。均可查询、打印输出（包括原始录入数据）。,1）工程分布图 2）矿域水平投影图 3）资源储量水平投影图 4）资源储量矿域品位品级图5）资源储量品位品级任意分划图6）资源储量精度图7）资源储量可靠程度分划图8）各勘探线剖面图,计 算 审 定 自 动 成 图,0.3-0.5,0.5-0.8,0.5-0.8,0.3-0.5,0.5-0.8,0.3-0.5,0.5-0.8,工业指标组号：4 年生产能力 ：1000000.00 （吨/年） 精矿出售价格（元/吨）：4500.00 企业盈利率 ：10% 工业指标内容： 边界品位 ：0.300 可采厚度 ：1.000 米百分值 ：0.500 夹石剔除厚度：2.000 工业品位 ：0.500,XX铜矿XXX矿区（段）经济效益分析表,谢 谢！,