Москва 2014 г
 Скачать 0.76 Mb.
|
Тип данных и источники информации для геологической БДБаза Данных строится на основе числовых и текстовых данных. Графические данные не входят в структуру базы данных, но они должны быть введены в растровом или векторном формате для дальнейшего 3-х мерного моделирования геологического пространства (месторождения). Для преобразования данных опробования по геологоразведочным выработкам в единый файл с 3-х мерными координатами каждой пробы требуется как минимум три 3 файла: координаты устьев, инклинометрии (если его нет, то выработка считается вертикальной) и опробования. Результаты изучения скважин, поверхностных выработок (канавы, траншеи и т.п.) и подземных выработок являются основными источниками информации для формирования геологической БД с целью 3-х мерного моделирования. ГГИС программы требуют, чтобы геологическая БД, созданная на основании исследования любого вида геологоразведочных выработок, содержала две обязательные и одинаково структурированные таблицы: таблица координат устьев скважин или точек начала выработок (collar, hole_id и т.д.); таблица инклинометрии по скважинам или по трасам выработок (survey). Данные по геологическому описанию (lithology) и опробованию (assays) геологоразведочных выработок рассматриваются в соответствующих пакетах программ 3-х мерного геолого-математического моделирования в качестве дополнительных таблиц количество дополнительных таблиц может быть любое все зависит от необходимости их для работы. Таблица координат устьев скважин и выработокПеред составлением таблицы необходимо проверить, в какой системе координат находится информации по геологоразведочным выработкам: в географической (градусы и его доли) или в прямоугольной системе (в метрах). Во избежание возможных ошибок в определении местоположения скважин необходимо также уточнить, какая система координат использовалась для составления графических материалов, и привести все данные в единую систему координат. Обязательными полями в таблице устьев скважин (таблица 1) является: номер скважины (hole_id или BHID), долгота или расстояние на восток (X, XCOLLAR, Восток, Longitude и т.д.), широта или расстояние на север (Y, YCOLLAR, Север, Latitude и т.д.), абсолютная высота (Z, ZCOLLAR, Превышение и т.д.), глубина скважины (depth, max_depth, Глубина, и т.д.). Для некоторых ГГИС (например, Surpac) необходима еще и трасса скважины (hole_path), т.е. является ли она - прямая, наклонная или изогнутая (это не обходимо для обозначения типа опробования в частности керновое или бороздовое), для других (например, MicroMine) есть отдельная база для бороздового опробования. Таблица 1 – Пример таблицы «Координат устьев скважин и выработок»
Дополнительно в эту таблицу можно внести ещё поля. Например, дату бурения, тип скважины (геологоразведочная, гидрогеологическая), название проекта, номер буровой линии, профиля и т.д. Номер скважины лучше вводить в текстовом формате с использованием всех букв и символов (без пробелов), которые были использованы в первичной документации. В таблице координат устьев скважин поле, Номер скважины, является ключевым и не допускает повторений. Таблица инклинометрииТаблица инклинометрии (таблица 2) сохраняет информацию по искривлению скважин, которая используется для вычисления координат трассы скважины, и, соответственно, координат проб и геологических интервалов. Обязательные поля включают: номер скважины (имя скважины), глубину или расстояние от устья до точки замера (depth, глубина), угол наклона (dip) и азимут скважины (azimuth). Каждая выработка или скважина в этой таблице должна иметь первую точку замера в устье, со значением ячейки поля равным нулю. Азимут измеряется от 0 до 360 градусов по часовой стрелке от северного направления (ось Y) и он представлен истинным азимутом с поправкой на величину магнитного склонения. Угол измеряется от горизонтальной плоскости до 90 градусов - вертикаль вверх и 90 градусов вертикаль вниз (в большинстве ГГИС 90 это вертикаль вверх, а -90 вертикаль вниз). Для соблюдения совместимости с программами 3-х мерного моделирования угол наклона записывается базу БД в виде значений измеренных углов и их десятичных дробей. Таблица 2 – Пример таблицы «Инклинометрия»
Дополнительные таблицы с геологической информациейВсе геологическая информационная нагрузка в электронной БД храниться в дополнительных таблицах различного типа: интервальных, точечных и дискретных. Интервальные таблицы Результаты опробования скважин и выработок, а также геологические характеристики по протяжённым интервалам (опробование, литология, вторичные изменения, тип минерализации) заносятся в таблицы интервального типа (глубина «от» и глубина «до») (таблица 3). Соответственно эти таблицы содержат следующие обязательные поля: номер скважины (hole_id, имя скважины и т.д.), глубина «от» (depth_from, from, от), глубина «до» (depth_to, to, до), номер пробы\образца (sample_id, sample, проба) и ещё 56 свободных полей. Поле «номер пробы\образца» не является главным полем в этом типе таблиц и поэтому не требует данных, если их нет. Однако оно необходимо для дальнейшей работы по внесению поступающей геологической информации из аналитических лабораторий. Таблица 3 – Пример таблицы «Опробование»
В зависимости от целевого назначения (названия таблицы) длина интервала описания в таблице может варьировать от стандартизированной длины интервала опробования (таблица результатов опробования скважин – «assay») до произвольной длины геологического интервала распространения пород определенного типа (таблица геология- «geology»). Как правило, в таблицы результатов опробования помимо содержаний полезных компонентов по интервалам опробования вводятся дополнительные поля по горизонту и номеру рудного тела, диаметру скважины, выходу керна, стенке выработки и т.д. В таблице геология характеристика пород дается для геологического (литологического) интервала в соответствующем поле (lithology) в виде кодов пород. Расшифровка кодов пород приводится в дополнительной таблице геологической БД. В случае опробования двух стенок поверхностной или подземной выработки, то каждая линия опробования вводится как самостоятельная линия, начинающаяся в устье выработки в двух разных начальных точках. Отдельно вводятся трассы (или точки) забойных проб. Все введённые линии получают свои уникальные номера. Соответственно для геологических характеристик (наложенной метасоматических изменений, плотности, геомеханических характеристик и др.), имеющих длину интервала описания отличную от длины интервала опробования или геологического интервала создаются самостоятельные таблицы с обязательным присутствием главного поля - номер скважины и соответствующих полей - глубина «от» глубина «до. Теоретически таких таблиц может быть сколь угодно много. Отдельная таблица создается каждый раз, когда есть необходимость фиксировать дополнительную геологическую информацию, а интервалы её измерения не совпадают ни с одним интервалом из других таблиц. Точечные таблицы Точечные геологические характеристики или данные каротажных исследований снятые в точке измерения скважин и выработок фиксируются в точечной таблице (глубина «до»). В структуре подобной таблицы имеется только два обязательных поля: номер скважины, глубина «до» и ещё 58 свободных полей. Дискретные таблицы Дискретная таблица (таблица 4, 5, 6, 7) характеризуется тем, что её главным полем является номер отобранного образца, а не номер скважины. Этот тип таблиц используется для сохранения данных для точки (точечной пробы) и соответственно структура таблицы включает 4 обязательных поля: НОМЕР ОБРАЗЦА и его координаты: X, Y, Z и ещё 56 свободных полей. Дополнительно в дискретной таблице может храниться информация по объемы пробы, дате опробования, типу отобранного материала и т.д. Дискретные таблицы идеально подходят для сохранения и дальнейшей обработки информации по геохимическим и минералогическим пробам, отобранным при картировании поверхности. Таблица 4 – Пример таблицы «Геология»
Таблица 5 – Пример таблицы кодов пород для таблицы «Геология»
. Таблица 6 – Пример таблицы «Минерализация»
Таблица 7 – Пример таблицы кодов дополнительных геологических характеристик для таблицы «Минерализация»
Таким образом обобщить структуру Базы Данных можно следующим образом: По скважинам: Устья скважин – данные о местоположении скважин. Поля: Скв (№ скв.); Север (X); Восток (Y); Превышение (Z); Глубина скважины. Инклинометрия – данные об пространственном искривлении скважин. Поля: Скв (№ скв.); Глубина съемки (замера); Азимут; Погружение (угол падения скважины). Опробование – данные об опробовании керна скважин. Поля: Скв (№ скв.); № пробы, От; До; Поля с содержаниями. Геология – данные по литологии, стратиграфия. Поля: Скв (№ скв.); От; До; Литологические коды, стратиграфическая колонка. Другие характеристики скважин (каротаж, гидрогеология и т.д.). По поверхностным выработкам (канавам, траншеям и т.п.): Каталог маркшейдерских точек по трассам выработок Поля: № точки; Север (X); Восток (Y); Превышение (Z). Опробование – данные об опробовании борозд. Поля: Борозда (№ ); № пробы, От; До; Поля с содержаниями Другие характеристики по выработкам (литология, стратиграфия, тектоника и т.д.) По опробованным подземным выработкам: Каталог маркшейдерских точек по трассам выработок. Поля: № точки; Север (X); Восток (Y); Превышение (Z). Опробование – данные об опробовании борозд. Поля: Борозда (№ ); № пробы, От; До; Поля с содержаниями Другие характеристики по выработкам (литология, стратиграфия, тектоника и т.д.). Для бороздовых проб данные о координатах устьев и горизонтальных (вертикальных) проложениях можно получить из каталога маркшейдерских точек выработок. Первая маркшейдерская точка в большинстве случаев является координатой устья данной выработки. Если линия опробования начинается не от первой маркшейдерской точки, необходимо указать расстояние от нее. Отдельно необходимо дать следующую информацию для маркшейдерских точек в подземных (поверхностных) выработках. Следует указать: где устанавливались эти точки: в подошве, кровле или на стенке выработки; размеры выработок (высота и ширина подземных выработок, ширина и глубина канав); на какой высоте от подошвы отбирались пробы; положение начальной точки опробования по линии, относительно первой маркшейдерской точки выработки. Данные по топографии, геологические планы, карты, разрезы, проекции рудных тел. 4.3 Анализ и верификация исходных данных Ошибки исходных данных имеют разное происхождение и природу. Используя некоторые описанные ниже правила, можно существенно сократить их количество. Ошибки первичных геологических материаловОшибки подобного рода устраняются путём визуализации исходных табличных данных, например, координат геологоразведочных выработок и их сопоставление с соответствующей графикой и изображением, привязанным в 2-х или 3-х мерное пространство. При этом выявляются наиболее грубые и очевидные ошибки, однако незначительные расхождения могут быть связаны с особенностями используемых проекций, их датумов и параметров перевода из одной системы в другую. Данные вопросы должны быть решены топографической службой недропользователя. Ошибки, связанные с внесением неверных содержаний металла в данные опробования при предшествующей перепечатки геологических отчётов или неаккуратным заполнением первичной документации, к сожалению, практически не устранимы. Ошибки ввода данныхСуществует несколько методик проверки: Ввод данных двумя независимыми операторами (в две руки) и последующая перекрёстная проверка двух сформированных таблиц в программе Microsoft Excel. Отличающие строки отбраковываются и снова одновременно вводятся двумя операторами, а затем снова сравниваются. Только после достижения полного соответствия информации, введенной двумя независимыми операторами, она считается принятой и может быть использована в дальнейшей работе. После ввода части информации посторонний персонал проверяет 10% введенных данных с первоисточником. Если ошибки встречаются более чем в 10 % записей, то проверяется уже 50% введенной информации и если в этом случае уровень ошибок превышает допустимый, то перепроверяется вся введённая информация, а выявленные ошибки исправляются. Затем процесс проверки повторяется до достижения приемлемого уровня ошибки. Введенные и оцифрованные графические материалы визуализируются на экране компьютера с привязанными растровыми изображениями и проверяются сторонним оператором. Анализ и первичная обработка введенной информацииПосле присоединения/импорта БД с конкретной программой 3-х мерного геолого-математического моделирования производится проверка данных. Данные проверяются на следующие ошибки: Номер выработки присутствует в файле координат, но отсутствуют в файле результаты анализов. Номер выработки присутствует в файле результатов анализов, но отсутствует в файле координат. Номер выработки присутствует более одного раза в файлах координат устьев или результатов анализов. Одна или более координат устья выработки пропущены или ошибочны в файле координат. ОТ или ДО отсутствует в файле результатов анализов. ОТ больше или равняется ДО в файле результатов анализов. Интервалы проб не являются смежными в файле результатов анализов (имеется промежуток между анализами). Интервалы проб перекрываются между собой в файле результатов анализов. Общая глубина скважины меньше чем глубина последней пробы. Оценка контроля качества опробованияДля оценки качества опробования существуют следующие процедуры: внешний и внутренний контроль лабораторных анализов; построение графиков с результатами дубликатов аналитических проб; проведение анализа стандартных проб (как правило, международно признанных или сертифицированных по международным стандартам); проведения анализов и графическая визуализация бланков (холостых пробы) с «нулевыми» содержаниями полезного компонента. Данный подход к оценке качества опробования является международно-признанный и применяется на всех крупных горнодобывающих предприятиях. Композирование. Процесс композирования или создание композитов, приведённых к одинаковой длине проб, выражается в виде объединения частей смежных проб в одну. Необходимость проведения этой операции, обусловлено имеющейся опасностью получить смещенные оценки средние выборки по пробам при работе с их первичными размерами. Композирование выполняется в современных программах 3-х мерного моделирования автоматически. Как правило, длина композита представляет собой среднюю длину реальных проб, однако предварительно необходимо провести анализ зависимости длин композитов от рассчитанных средних содержаний металла. Необходимо отметить, что после композирования невозможно провести в дальнейшем фильтрацию полученных данных по полям кодифицированных геологических характеристик и невозможно интерполировать эти характеристики по блочной модели методом ближайшей пробы. Статистика. Необходимо провести первичную статистическую обработку по всему массиву проб, а также по: каждому рудному телу, каждому типу руды, каждому виду опробования. Во многих программах 3-х мерного моделирования реализована подобная статистическая оценка информации. Перед началом моделирования очень важно провести элементарный статистический анализ данных. Это позволяет понять, с каким типом распределения минерализации мы имеем дело (нормальным, логнормальным) и определить неоднородность массива данных, что может быть связано с несколькими генерациями минерализации полезного компонента. Полигенетические разнородные множества желательно обрабатывать и рассматривать раздельно. Если пробы исследованы на содержание нескольких компонентов, или разными аналитическими методами, то необходимо выполнить для них корреляционный анализ с построением линии регрессии внутри программ 3-х мерного моделирования или другом пакете программ имеющий функции статистической обработки данных. Корреляционный анализ позволяет предварительно выявить экстремальные значения проб, не укладывающиеся в общую линию регрессии. На этом этапе, возможно, применить и другие виды многомерного статистического анализа. Декластеризация данных.Эта операция выполняется в том случае, если плотность геологоразведочной сети была избирательно сконцентрирована на наиболее богатых участках рудных тел. Если такой массив первичных данных непосредственно использовать для интерполяции содержаний, то вполне возможно произойдёт смещение оценки среднего содержания. Во многих программах 3-х мерного геолого-математического моделирования существует специальная операция, которая позволяет осуществить декластеризацию данных перед использованием их в интерполяции содержаний. 5 Значение и содержание геологического обоснования блочного моделирования месторождений Изучение геологических особенностей месторождения является основой для корректного проведения подсчета запасов, как традиционными методами, так и с использованием блочного моделирования. В последнем случае в качестве процедур интер- и экстраполяции содержаний полезных компонентов может быть применена либо геостатистика, либо другие методы (например, расчет весовых коэффициентов, обратно пропорциональных квадрату расстояния между пробами). В сравнении с геометрическими методами, геостатистические методы в большей мере учитывают особенности геологического строения месторождений. Наиболее важно иметь ясное представление о морфологии рудных тел, элементах их залегания, характере взаимоотношений с вмещающими породами, характере выклинивания, особенностях распределения полезных компонентов в их объеме. Не менее важно установить этапы и стадии формирования месторождений, последовательность минералообразования, литологический и структурный контроль оруденения, природные типы и технологические сорта руд. Кроме того, необходим учет методики оконтуривания руд. На основании анализа перечисленных видов информации делаются выводы о степени неоднородности месторождений, обосновывается необходимость их деления на участки однородного строения (домены). Однородность доменов заверяется статистическим и геостатистическим анализом, включая построение гистограмм, оценку статистических параметров, построение вариограмм по ортогональным направлениям, оценку анизотропии и т.д. В пределах доменов строятся каркасы рудных тел. Далее проводится всесторонний геологический анализ вариограмм, соотносится представление о геологическом строении месторождений с теми их особенностями, которые фиксируются вариограммами. В случае несоответствия проводится анализ причин. В зависимости от особенностей распределения полезного компонента в объеме месторождения обосновывается выбор интерполяционной процедуры (разновидностей кригинга или др.), а в зависимости от размеров рудоносных образований, разведочной сети и проектируемой системы разработки выбирается размер ячеек блочной модели. При выборе параметров кригинга (либо другой процедуры интерполяции) принимается во внимание степень контрастности оруденения. Так, при резко контрастном оруденении необоснованное использование поискового эллипсоида с большими размерами осей приведет к неоправданному усреднению пространственной переменной (содержаний полезных компонентов) в ячейках блочной модели и искажению результатов подсчета запасов. При проведении кригинга следует учитывать, что в пределах однородных по строению доменов большого размера могут выделяться отдельные рудные тела, оконтуренные индивидуальными каркасами. Обычно кригинг в каждом из рудных тел должен проводиться обособленно с использованием только разведочных пересечений внутри объема данного рудного тела. Если несколько рудных тел со своими каркасами принадлежат одному домену, то должна быть обоснована возможность использования для интерполяции содержаний полезных компонентов внутри конкретных рудных тел дополнительных пересечений из соседних тел. Наиболее полный учет при каркасном моделировании морфологических особенностей рудных тел имеет большое значение для достоверной оценки общих запасов месторождений. Широко применяются несколько подходов к каркасному моделированию рудных тел разной формы. При первом подходе, применяемом на ранних стадиях оценки, когда разведочные данные не позволяют определить тип формы рудных тел, и не выяснен структурный и литологический контроль оруденения, каркасные модели не формируются ‒ в этом случае для создания пустой блочной модели задаются общие пространственные ограничения рудного тела. Второй подход предусматривает оконтуривание рудных тел и создание каркасов по геологическим границам (при их наличии) или по «естественному борту» на разрезах, что неизбежно ведет к некоторому искажению объема рудных тел. Третий основан на использовании указанных границ, установленных в разведочных выработках с учетом их истинных координат. При таком подходе каркасная модель наиболее приближена к природной форме рудного тела. Развитием этого подхода является дополнительный учет горно-геологических кондиций, несущих в себе экономические ограничения по предельным содержаниям полезных компонентов в руде и требования применяемых горных технологий отработки запасов. Требования горных технологий находят отражение собственно при блочном моделировании в размерах блоков модели. Если построение каркаса не может быть осуществлено по геологическим границам или «естественному борту», то возникает проблема определения граничных содержаний полезного компонента. Если следовать традиционному подходу, то необходимо рассматривать варианты бортового содержания. Однако, учитывая трудоемкость построения каркасов, использование информационных технологий теряет в этом случае смысл. Поэтому проблема сводится к определению минимального граничного содержания, построению соответствующего этой границе максимального каркаса, построению блочной модели внутри него и, при необходимости, дальнейшему блочному моделированию по принимаемым по экономическим соображениям вариантам минимального содержания полезного компонента в блоках модели. В зарубежной практике применяется в минимального граничного содержания применяется так называемое «условное экономическое содержание в пробе», которое выбирается уменьшенным до половины предполагаемого экономически обоснованного минимального содержания компонента в блоке модели. Это соотношение не имеет серьезного обоснования, и вопрос выбора минимального содержания для построения каркаса остается открытым. Приемлемым его решением может быть заключение «компетентного лица». 6 Методика использования информационных технологий при геостатистическом моделировании месторождений. Обоснование параметров блочных моделей и требования к их описанию Геостатистическое моделирование месторождений твердых полезных ископаемых Геостатистическое моделирование месторождений твердых полезных ископаемых осуществляется посредством последовательного выполнения следующих стандартных операций: подготовка баз данных геологическое моделирование построение геометрической модели статистический анализ геостатистический анализ собственно геостатистическое моделирование построение геометрической модели месторождения обоснование размеров подсчетных блоков (ячеек) подсчет запасов методом геостатистического моделирования сопоставление результатов подсчета запасов геостатистическим и традиционными методами сопоставление результатов подсчета запасов с данными эксплуатационной разведки. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||