如何进行矿产资源储量估算?

2015-07-29  wangjiang...

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一、矿产资源/储量概念、内容

1、矿产资源/储量概念:


地质找矿,矿产资源勘查目的是找到符合当前工业要求的矿产资源,并通过勘查手段、选冶实验以及工业指标来确定矿体边界「即矿与非矿」,并圈出达到经济技术指标的工业矿体,估算资源/储量。


矿产资源/储量是地质勘查报告的核心内容,是矿山建设的依据,是矿政管理的基础,是矿权交易的标的物。


2、矿产资源/储量涉及的内容包括:


  • 工业指标的确点;

  • 矿体圈定方法;

  • 储量估算方法选择;

  • 储量估算参数选择;

  • 估算的储量类别;


3、矿床工业指标


①、矿床工业指标概念

工业指标其实质是技术经济指标,它是评价矿产资源储量质量特征的基本准则,是衡量矿床工业价值的重要依据,是圈定矿体、计算资源储量的基本参数。


矿床工业指标的确定要考虑多种因素。


宏观方面包括政府的经济政策、资源政策、环保政策;市场方面「国内、国外」的供需情况、产品价格情况;社会开发利用和加工技术水平;微观方面是资源产出特点、加工技术条件、可能的开发方式以及产品方案,等等。


因此,工业指标,必须在一定勘查程度和相应的矿石选冶实验基础上,经过技术经济论证和综合研究,方能合理确定。


②、矿床工业指标的主要内容

矿床工业指标,通常包括两个方面的内容:

  • 一是矿石质量方面的要求,

  • 一是开采技术条件方面的要求。


矿石质量方面的要求主要有:

  • 边界品位、

  • 最低工业品位(单工程最低工业品位、块段最低工业品位、矿床最低工业品位)、

  • 有害组分最大允许含量、

  • 有益组份最低含量(综合评价指标)。


开采技术条件方面的要求主要有:

最低可采厚度、夹石剔除厚度、矿体倾角;

对于薄脉型矿体,还包括最低工业米百分值;

对于露采矿床,还有剥采比、边坡角、最低露采境界等方面的要求。

针对某些矿产的特殊情况和要求,还可提出其他方面工业指标的要求;针对克里格方法,可以采用单项品位指标;针对同体共生的贵金属或有色金属矿床,可以下达综合品位指标。




  1. 边界品位

    它是对参加矿体圈定的单个样品品位的最低要求,即矿石和岩石(围岩或夹石)的分界品位。制定边界品位的原则应该是既不能低于当前处理该类矿石尾矿(或尾渣)的品位,又能保证所圈定的矿体或块段的平均品位不低于其最低工业品位,亦即在圈定矿体时,它可以使能利用矿石储量和暂不能利用矿石储量搭配起来,满足最低工业品位要求。


  2. 块段最低工业品位

    它是指地质块段内样品最低平均极限品位,即能利用矿石储量与暂不能利用矿石储量的分界品位。从经济上讲,它是在技术经济指标尽可能合理的前提下,求出的可采矿石中金属含量的最低限度。它不是盈利品位,它应该是全部收入与经营成本(车间直接成本)相平衡时的品位。因此,它既是充分利用贫矿,又是保证偿还开采和加工有用矿物全部费用的极限品位。


  3. 矿床最低工业品位

    它是指矿床内参加矿体圈定的所有样品的最低平均极限品位。它是运用边界品位和块段最低工业品位圈出的矿体,从全矿床范围内保证未来开发利用有一定经济效益的品位。也就是矿床被开发利用后,全部收入扣除经营成本和基建投资摊销额以后,其利润尚能达到所期望的基准收益率水平的品位。



③、矿床工业指标的管理

按照现行管理制度,凡依据矿组(种)规范推荐的一般工业指标,无论勘查工作程度高低,不用审批,可直接使用。否则必须由具有资质的矿山设计单位进行技术经济论证并出具专门材料。并经主管部门或业主认可批复后,方能作为估算基础储量和储量的依据。涉及向国家交纳价款的资源储量核实,按一般工业指标估算资源量。


4、矿体的圈定


矿体的圈定是资源储量估算较为关键的环节。理论上讲,矿体的圈定必须遵循地质规律,决不允许“见矿连矿”;实际上,矿体圈定是否合理,不仅与地质规律的认识、研究程度有关,而且与经验和水平有很大关系。结合现行矿种规范的有关规定,传统方法估算矿产资源储量过程中的矿体圈定,大致需要掌握如下原则:


①、金属矿床单工程矿体边界的圈定

  1. 依据边界品位和夹石剔除厚度指标确定矿体边界与矿体中的夹石;

  2. 依据单工程最低工业品位和最低可采厚度指标,圈定工业矿体界限;

  3. 关于“穿鞋戴帽”问题。是指中部品位较高的矿体,在单工程圈定边界时,将上、下部介于边界品位与最低工业品位的样品带入的现象。通常做法时,允许带入相当于“夹石剔除厚度” 的样品;

    当连续出现多个介于边界品位与最低工业品位的样品,并且厚度大成片出现时,应单独圈出。

  4. 多组份矿体的圈定,可采用“混圈法”。即单工程中只要有一种组份达到边界品位和最低可采厚度要求,就可圈入矿体;若有两种或两种以上组份达到最低工业品位要求,并在整个矿体或矿床中具有一定规模,即为共生矿;未能达到边界品位要求的,但能够回收利用的,即为伴生矿。


②、煤炭,有夹矸的煤层采用厚度的确定方法


  • 1条:煤层中单层厚度小于0.05m的夹矸,可与煤分层合并计算采用厚度,但并入夹矸以后全层的灰分(或发热量)、硫分应符合估算指标的规定。

  • 2条:煤层中夹矸厚度等于或大于煤层最低可采厚度时,煤分层应分别视为独立煤层,分别估算(或不估算)资源/储量;夹矸厚度小于煤层的最低可采厚度,且煤分层厚度均等于或大于夹矸厚度时,可将上下煤分层厚度相加,作为采用厚度。

  • 3条:结构复杂煤层和无法进行煤分层对比的复煤层,当夹矸的总厚度不大于煤分层总厚度的1/2时,以各煤分层的总厚度作为煤层的采用厚度;当夹矸的总厚度大于煤分层总厚度的1/2时,按1条和2条的规定处理。


③、矿体的连接

(1)相邻见矿工程之间的矿体连接

  1. 一般采用直线对应连接;在有充分的地质依据时,也可采用曲线连接;

  2. 采用曲线连接时,矿体任意位置的厚度,不得大于相邻工程实际控制的矿体最大厚度;

  3. 当相邻见矿工程之间,出现破矿断层或岩脉时,应依据地质规律合理连接。


(2)矿体的有限外推

一个见矿,一个未见矿时,矿体的圈连称为有限外推。

  1. 当矿体长度与厚度存在正相关关系并经过足够的统计资料证实时,可以根据见矿工程控制的实际厚度,按照比例外推;

  2. 无规律可循时,一般按工程间距的1/2尖推或1/4平推;当边部工程存在矿化现象(工程品位在边界品位的1/2以上)时,则可按工程间距的2/3尖推或1/3平推;

  3. 见矿工程为米百分值或米克吨值工程时,一般不得外推;但对于薄脉型矿体,则可酌情外推。


(3)矿体的无限外推

当见矿工程之外没有工程控制,或未见矿工程距离见矿工程较远(距离大于相应地质可靠程度对应网度)时,矿体的圈连称为无限外推。无限外推时,若矿体长度与厚度之间无规律可循,一般按相应地质可靠程度所对应网度的1/2尖推或1/4平推。


④、块段的划分

块段是资源储量计算的基本单元,块段划分是否合理直接影响资源储量估算的精度。一般情况下,应当把握如下几项原则:

  1. 不宜过大,也不宜过小。一般沿矿体走向上以两相邻勘探线为限,倾向方向上以两相邻工程连线为界;

  2. 同一块段内,矿体要连续,产状要稳定;矿石类型、工业品级要相同;

  3. 同一块段的地质可靠程度必须相同。


二、矿产资源/储量估算方法


1、储量估算方法


估算方法,是指矿产资源埋藏量估算过程中,各种参数及其资源储量的计算方法和相应软件的统称。由于矿产资源赋存方式千差万别,开发利用方式也不尽相同,因此,必须要研究适合不同矿种的矿产资源储量估算方法。矿产资源划分为三大类:第一类是固体矿产资源,包括金属矿产、非金属矿产和煤;第二类是石油、天然气、煤层气资源;第三类是地下水资源。


2、矿产资源储量估算方法的主要种类


固体矿产方面,可以分为三大类:


①、传统方法

据计算单元划分方式的不同,又可分为断面法(亦称剖面法)和块段法两种。


断面法进一步分为平行断面法、不平行断面法。

平行断面法又分为:水平断面法和垂直断面法。

垂直断面法,又分为勘探线剖面法和线储量计算法。


块段法:依据块段划分原则的不同,分为:地质块段法、开采块段法、最近地区法、三角形法、等值线法、等高线等。

地质块段法,是勘探阶段计算资源储量较为常用的一种方法。是将矿体投影到某个方向的平面上,按照矿石类型、品级、地质可靠程度的不同,并根据勘查工程分布特点,将其划分为若干个块段,分别计算资源储量并累加。这类方法,通常用于勘查工程分布比较均匀、勘查手段较为单一(以钻探为主)、勘查工程没有严格按照勘探线布置的矿区的资源储量计算。


地质块段法按其投影方向的不同,还可分为垂直纵投影法、水平投影法和倾斜投影法。垂直纵投影法,适用于陡倾斜的矿体;水平投影法,适用于产状平缓的矿体;倾斜投影法,通常选择矿体倾斜面为其投影方向,理论上讲,适用中等倾斜矿体,但因其计算过程较为繁锁,一般不常应用。


②、克立格法

克立格法,是由南非地质学家克里格创立的,它以地质统计学理论为基础。

目前,西方国家在矿业筹资、股票上市、矿业权交易过程中,基本都是采用这种方法,评价矿产资源,估算矿产资源储量 。

地质统计学方法,是一套方法系统。

目前,在我国应用的主要有:二维及三维普通克立格法、二维对数正态泛克立格法、二维指示克立格法、二维及三维协同克立格法以及三维泛克立格法。


③、SD法(最佳结构曲线断面积分储量计算法)

SD法是在原国家科委和地矿部支持下,我国自行研制的一种矿产资源储量计算方法。

该方法以断面构形为核心,以最佳结构地质变量为基础,利用Spline函数和动态分维几何学为工具,进行矿产资源储量的计算。

其最具特色的内容是根据SD精度法所确定的SD审定法基础,从定量角度定义矿产资源勘查工程控制程度和资源储量精度。


3、矿产资源储量估算方法的管理


目前,我国对矿产资源储量估算方法仍然实行较为严格的管理,除采用传统方法计算资源储量外。采用其他方法或软件,都必须要经过专家鉴定,取得国家资源储量管理部门认可,并予以公告后,方能用于生产实践 。


4、储量估算中主要参数的计算


  1. 面积

    可用求积仪或几何图形法、座标计算法等多种方法求得。面积测定时,不得少于两次,当两次的差值不大于2%时,取均值。几何图形法要求图形尽可能简单,采用图件的比例尺视矿体规模而定,一般为1∶1 000。参与估算的面积应扣除采空区的面积。


  2. 矿体厚度的计算

    矿产资源储量估算过程中,常用到三种厚度:水平厚度、垂直厚度、真厚度。

    采用纵投影面积时,应计算平均水平厚度;采用水平投影面积时,应计算平均垂直厚度;采用真面积时,应计算平均真厚度。平均厚度,一般采用算术平均法计算,当工程分布很不均匀或厚度变化很大时,应当采用影响长度或面积加权计算。


  3. 品位

    储量估算中,常需要计算单工程平均品位、块段平均品位和矿体平均品位。当采样长度变化不大,品位变化比较均匀时,可以采用算术平均法计算;当采样长度变化大,或品位很不均匀时,需要采用加权平均法计算。计算单工程平均品位时,应当采用样品长度加权;计算块段平均品位时,应当采用矿体截面面积加权;计算矿体平均品位时,应当采用块段投影面积加权。当矿区勘查工作程度低、样品数量较少、品位变化又较大时,应当采用几何平均数法求取矿体的平均品位。


  4. 特高品位的确定与处理

    在贵金属和有色金属矿床中特高品位经常出现,若不予处理对储量估算结果影响很大。当怀疑有特高品位存在时,首先应对副样进行第二次分析,如果在允许误差范围内时,再作特高品位处理。特高品位值一般取矿体平均品位的6~8倍来衡量。当矿体品位变化系数大时采用上限值,小时采用下限值。其处理方法是用处理前的特高品位所影响块段平均品位或单工程平均品位(厚度较大时)代替。


  5. 体积质量(体重)

    应分矿石类型或品级采集体重样。致密块状矿石采集小体重样。每种矿石类型不得少于30块;松散矿石则应采集大体重样,且不得少于3~4个;裂隙较发育的块状矿石,除按上述数量采集小体重样外,还应采集2~3个大体重样,对体重值进行校正,再参与矿产资源/储量估算。当湿度大于3%时,应采样测定湿度,进行湿度校正。特殊性矿产,要考虑特殊参数。如砂矿的松散系数,淘洗系数,砾石系数,石灰岩矿床的岩溶率等。


三、勘查阶段和储量类别


1、各勘查阶段的目的

勘查是一个逐步探测的过程,因此勘查分阶段进行。预查提供靶区,普查发现矿产,详查评价其工业价值,勘探提供矿山设计数据,是一个由浅入深循序渐进的认识过程。每个阶段结束都可能提交资源储量。可靠性依次提高,风险性依次降低。


2、勘查阶段与储量分类对应关系

预查(334)?

普查333+(334)?

详查332+333

勘探331+332+333


资源储量类型的确定应与勘查阶段和相应勘查研究程度一致,资源储量类型不仅与地质工程控制程度有关,还与地质研究程度、开采技术条件查明程度、矿石加工技术性能研究程度及工艺利用研究程度等因素有关,特别涉及安全生产与环境保护的开采技术条件有重大关系,因此资源储量类型不能简单依据勘查工程间距确定,故勘查阶段、综合研究和储量类型相互匹配,如不匹配时就低不就高。


①、(334)?的确定

预测资源量(334)?是未查明的潜在矿产资源,主要出现在预查阶段。普查阶段对有极少量工程验证的物化探矿致异常区、矿床深部或边部,可视具体情况估算预测资源量。详查以上阶段对勘查区内的矿产资源已基本查明或详细查明,不应有预测资源量,只有在极特殊情况下存在。?是经济意义不明确。


②、(333)的确定

推断的内蕴经济资源量(333)原则上没有工程间距要求,达到《总则》规定的稀疏工程控制,沿矿体倾向有工程证实。在普查阶段,分布面积较大的层状矿床,可采用2~3倍控制的工程间距(视矿床稳定程度)估算(333),以便区别(334)?。


③、内蕴经济资源量的确定

内蕴经济资源量包括331、332和333,因未进行(预)可行性研究或开采,经济意义不明,界于经济与次边际经济之间,下列情形属于此类:

  1. 完成地质勘查工作,只进行概略研究的;

  2. 基础储量以外用一般工业指标估算的;

  3. 因矿层薄、矿体小、开采难度大或开采成本高,可行性研究、技术经济分析或矿山设计未予利用的;

  4. 矿山关闭后残留的矿产资源;

  5. 各种因素压覆的不能利用矿产资源,未经技术经济论证经济意义不明的;

  6. 矿床工业指标估算的低品位矿和旧标准规定的各类暂不能利用储量(表外储量);

  7. 后期有可能回收的矿柱。


3、经济意义的确定


经济意义针对矿产开发投资项目而言。对于同一个投资项目,可行性研究、技术经济分析在其论证分析范围内只产生一种经济意义,即同一项目不应同时出现经济的、边际经济的或者次边际经济的经济结论。论证分析范围外的部分,视为未开展可行性研究或技术经济分析。故现阶段报告中常出现111b、121b、122b;331、332、333、(334 )?7种类型。


①、经济类型涵义

  • 可研是针对建设/工程项目的;

  • 项目是针对特定矿体或矿段,即可研、开发利用部分;

  • 项目分为经济的、边际经济的、次边际经济的,因而对应产生资源储量经济类型;

  • 项目针对的资源储量的经济意义只有一种,即经济的或边际经济的或次边际经济的;

  • 结论是针对项目的;

  • 未进行可研或预可研部分是内蕴经济的。


②、规范中经济意义含义

对地质可靠程度不同的查明矿产资源,经过不同阶段的可行性评价,按照评价当时经济上的合理性可以划分为经济的、边界经济的、次边界经济的、内蕴经济的。

  • 经济的:技术上可行,经济上合理,经济等其他条件允许。

  • 边界经济的:其开采是不经济的,但接近于盈亏边界,将来可变成经济的。

  • 次边界经济的:开采是不经济的或技术上不可行。

  • 内蕴经济的:仅通过概略研究做了相应的投资机会评价,未做预可行性研究或可行性研究。

  • 经济意义未定的:仅指预查后预测的资源量,属于潜在矿产资源,无法确定其经济意义。


(1)次边际经济意义的确定


次边际经济资源量是经(预)可行性研究表明,投资项目内部收益率(IRR)小于零时确定的类型。其中研究利用的331对应于次边际经济资源量(2S11、2S21),332对应于控制的次边际经济资源量(2S22)。各类永久性矿柱是设计损失,不属于次边际经济资源量。


(2)边际经济意义的确定


边际经济资源储量是经(预)可行性研究表明,投资项目内部收益率(IRR)大于等于零但小于行业内部基准收益率时确定的类型。其中研究利用的331对应于边际经济基础储量(2M11、2M21),332对应于控制的边际经济基础储量(2M22)。


(3)经济的基础储量的确定

  1. 已通过开发利用方案或矿山设计审查;

  2. 正常生产矿山,即使未开展过可行性研究工作也应属于技术经济可行的项目,可以确定为经济的基础储量。

  3. 对于生产矿山的经济意义用近三年的实际生产指标来衡量。


4、可行性评价


是规避风险的重要手段,矿产资源勘查开发的可行性评价与其他行业不同,它是在投资期间不断的进行可行性评价,目的在于随着勘查程度的不断提高,对勘查对象的认识程度不断提高,根据市场对勘查资源的供需形势及预测,作出是否继续勘查开发的建议,供投资者决策,是矿产资源储量获得经济意义的研究途径。


5、储量/资源量的经济意义


  • 储量:能实际开采出的数量,收益率高于行业基准内部收益率。

  • 边际经济资源量(1):其平均内部收益率介于行业基准内部收益率与零之间的那部分;

  • 边际经济资源量(2):其内部收益率在生产日期内年均大于0,小于行业内部基准收益率。

  • 次边际经济资源量其内部收益率呈负值。

  • 资源量是通过地质工作取得的矿量;储量是在资源量的基础上,通过可行性论证后可以经济利用的矿量。


6、资源量


是用一般工业指标圈定矿体,未进行可行性评价。

  • 储量是一个存储在地下的可采出的矿石的概念,它同已采出矿石的唯一区别是存在位置不同,一个在地下,一个在储矿场。

  • 资源量只反映地质工作的程度,而储量需要全面考虑地质的、技术的、经济的、环境的、市场的、法律的因素,把满足上述因素要求的资源量上升为可供矿山设计和生产的依据即是储量。

  • 储量是矿山设计所需要的,而基础储量则是政府矿政管理所需要的。


7、编码的特殊处理


经勘探及可行性研究表明矿产项目是经济的,在建、正常生产矿山,按编码原则,控制的基础储量应为112b,储量为112,实际分类时归类为122b和122。同理2M12、2S12归类为2M22、2S22。


评估报告、评审意见书、相关储量报告可直接采用代码表示资源储量类型。







8、矿产勘查的阶段、任务、可研、经济及储量

  1. 通过预查、普查、详查、勘探四阶段去完成勘查工作;

  2. 对应达到预测4 、推断3 、控制2、探明1四种控制程度;

  3. 相应得到初步、大致、基本、详细四种认识;

  4. 进行概略3、预可研2、可研1三种研究;

  5. 确定内蕴3、次边际2S、边际2M、经济1四种经济意义;

  6. 获得三大类十六种类型资源储量:资源量331 ,332,333,334? \2S11,2S21,2S22;基础储量2M11,2M21,2M22\111b,121b,122b;储量111,121,122三种;


四、储量评审工作流程


  1. 评审机构评估师(专家)对矿权人送来报告进行预审,是否符合评审管理规定有关要求;

  2. 符合要求的,评审机构接受矿权人的委托,并签订评审委托合同;

  3. 报告编制单位按照评审机构要求提交报告及相关法律文件;

  4. 评审机构根据报告内容聘请相关专业的评估师(专家)组成评审专家组,对报告进行审阅,编写评估师(专家)个人评审意见书;

  5. 确定评审方式、时间、地点,拟定评审受理安排表;

  6. 召开评审会议,报告编制单位汇报报告内容,评估师(专家)发表个人评审意见,评审组长汇总形成评审意见书(初稿),并提出报告的修改意见;

  7. 报告编制单位按照专家组的修改意见进行补充完善,填写报告修改情况对照表,提交评审机构;

  8. 专家组长根据报告正式稿协助评审机构形成评审意见书;

  9. 评审机构根据国土资源部储量评审备案的要求准备提交的资料;

  10. 评审机构把备案所需的资料提交国土资源部储量司,储量司会签后提出修改意见,补充完善后签发备案文件文号,评审机构印刷后到储量司盖评审专用章。



备案文件取得快慢掌握在矿业企业手中!

北京中矿联储量评审中心受理地质报告合规性审查表



文/刘玉强 博士后教授级高工

中国矿业联合会专职副秘书长

中国矿联储量评审中心主任

山东省国土资源厅原总工程师

博士后教授级高工


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