SD储量计算法解读课件.ppt
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1、热烈欢迎热烈欢迎!省有色地矿局省有色地矿局2008年度培训的学员们!年度培训的学员们!中国中国储量储量河南省有色金属地质矿产局河南省有色金属地质矿产局2005年元月年元月第一部分第一部分 SD理论方法介绍理论方法介绍F(一)概述(一)概述F(二)(二)SDSD法体系法体系F(三)(三)SDSD法的用途法的用途F(四)(四)SDSD法的功能法的功能F(五)(五)SDSD法的应用特点法的应用特点F(六)(六)SDSD法的适用条件法的适用条件(一)概述FSD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由我国唐义教授、蓝运蓉高级
2、工程师创立和命名的一套全新系列储量计算和审定方法。名的一套全新系列储量计算和审定方法。1997年年4月在北京通过国家级评审鉴定,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 1、什么是法什么是法 SDSD法是法是2020世纪末在中国诞生的一种全新的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。矿产资源储量计算法及储量审定法。 “ “ SDSD法法”是是“SDSD动态分维几何学矿产资动态分维几何学矿产资源源/ /储量计算和审定方法储量计算和审定方法”的简称。的简称。 SD法是以方法简便灵活
3、为准则,以储量精确可靠为目的,以以SDSD动态分维几何学为动态分维几何学为理论理论,最佳结构地质变量为,最佳结构地质变量为基基础础,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: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:方法功能方面:具有从定量角度审定矿产资源储量
4、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 2、为什么叫、为什么叫“SD”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理论SD动态分维几何学SD原理方法(一)降维形变方法(一)递进逼近权尺稳健搜索求解SD储量计算分块计算框块计算精度计算地勘版设计开采版评估复核版动态管理综合版学习版SD储量审定软件通用版SDSD法体系图(二)(二)SDSD法体
5、系法体系 SD动态分维几何学(动态分维几何学(SD move fractal gelmetry)是)是SD法的基本理论。法的基本理论。它是以分它是以分维几何学为基础建立起来的动态分维几何维几何学为基础建立起来的动态分维几何学。以学。以SD分数维为依据,以结构地质变量分数维为依据,以结构地质变量为基础,以为基础,以SD样条函数为工具的样条函数为工具的SD动态动态分维几何学。分维几何学。F1 1、SDSD理论理论 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
6、是分数维,用分数维来表示他的复杂程度。 分维几何学分维几何学:维数是静态的,不变的,图象是不可维数是静态的,不变的,图象是不可微的微的.表现的是物体固有的复杂度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
7、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,可变的动态分维几何学:维数是动态的,可变的,图象图象是可微的是可微的 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。 SDSD动态分维几何学的内容动态分维几何学的内容SD动态几何学SD分数维结构地质变量SD动态几何学SD分数维结构地质变量FSD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
8、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原理原理搜索求解原理递进逼近原理权尺稳健原理降维形变原理(1)降维形变原理降维形变原理 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)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
9、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)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
10、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F矿体圈定F原始数据F工程间搜索F断面间搜索
11、F储量结果FSD精度SDSD精度精度F储量精度是世界难题储量精度是世界难题FSDSD精度法是精度法是SDSD法中极其重要的创新技术法中极其重要的创新技术解决储量精度的思想方法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
12、 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。 FSDSD精度概念精度概念 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FSD精度法的方法原理精度法的方法原理FSD精度的作用1
13、)确定矿产资源储量的精确程度)确定矿产资源储量的精确程度2)定量确定地质可靠程度)定量确定地质可靠程度3)确定工程间距,预测工程数)确定工程间距,预测工程数4)度量矿产资源探采风险)度量矿产资源探采风险5)为矿业权评估提供合理依据)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。F1)确定矿产资源储量的准确度,从而定量)确定矿产资源储量的准确度,从而定量确定地质可靠程度
14、确定地质可靠程度 国家颁布了新的资源/储量分类标准,地质地质可靠程度分为探明的、可靠程度分为探明的、控制的、推断的和预测控制的、推断的和预测的的四级勘查程度。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法法提出了地质可靠程度的提出了地质可靠程度的 四级定量标准四级定量标准(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
15、导衡量工程控制程度:指示当前工程控制程度,指导勘查进程和开采进程。勘查进程和开采进程。F2)确定工程间距,预测工程数)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,是动态资源储量精是动态资源储量精度的风险。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探矿的风险。拥有采矿权的单位,要认真
16、审视探矿部门的探矿结果,审视探矿的可靠程度要承担“可靠程度可靠程度”不确定的风险不确定的风险。这样探采部门皆遇到了储量的储量的“质质”和和“量量”风险风险的问题。F3 3)度量矿产资源储量探采风险)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,落在哪个精度区间精度区间,就认定它是何等的查明程度查明程度。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
17、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
18、不是概率风险。 因此,SD精度它对精度它对探矿中探矿中储量精度不可知的风险,以及对储量精度不可知的风险,以及对采矿中采矿中的储量可靠程度不确定的风险,提出了量化标准。的储量可靠程度不确定的风险,提出了量化标准。用用SD精度可指导勘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,让探采部门自己自己有效有效控制风险,在获得最佳效益的同时,合理利用资源。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
19、查阶段的有限工程计法可以利用不同勘查阶段的有限工程计算不同算不同SD精度下的矿产资源储量,也可以计算精度下的矿产资源储量,也可以计算相同相同SD精度下不同工业指标、不同范围的各种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。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。F4 4)SDSD精度为矿业权评估提供合理依据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
20、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 4、SDSD法计算公式法计算公式FSD结构地质变量公式结构地质变量公式FSD边值公式边值公式FSD复杂度公式复杂度公式FSD风暴值公式风暴值公式FSD样条函数公式样条函数公式FSD样条函数体积公式样条函数体积公式FSD任意块段体积公式任意块段体积公式FSD精度公式精度公式SDSD法主要用于固体矿产资源储量计算、审定和管理。法主要用于固体矿产资源储量计算、审定和管理。1 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、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
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