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(壹)中國地質統計學軟件的發展和應用

80年代以後,我國地質礦產領域(包括地質礦產管理部門、學校、科研院所和生產礦山)地質統計學的學習和研究方興未艾。許多單位開始結合自己的工作特點,把學習和研究地質統計學的重點轉向生產和應用。相繼開發出壹批在全國具有較高水平和較大影響的地質統計學軟件。這些軟件代表了我國80年代和90年代地質統計學軟件發展的最高水平。它開創了中國地質統計學軟件的發展。

1.“CGES”地質勘探系統軟件

這個軟件是武警黃金指揮部在引進加拿大“IGC”公司Geolog軟件的基礎上,經過三年(1987~1990)由武警黃金地質研究所於1990開發的。結合我國地質勘查工作的特點和地質勘查報告成果編寫的要求,該軟件全面開發了中文版GEOLOG英文版。該軟件開發成功後,已應用於河北省平泉縣瓦子店巖金礦、山東省招遠市下店巖金礦、山東省棲霞縣後旗巖金礦、山東省煙臺市新安河砂金礦和外家河砂金礦的儲量計算中,取得了滿意的效果。隨後,“CGES”2.4版在武警黃金指揮部地質隊推廣使用近10年,被原化工部化學礦產地質研究所、有色金屬總公司北京地質研究院、山東招遠黃金集團公司地質隊購買應用。在黃金地質領域產生了很大的影響。實踐證明,由武警黃金地質研究所研制成功的適應我國地質勘查工作特點的“CGES”中國地質勘查系統軟件完全適合在我國地質勘查工作中使用。

作為國家七五項目成果,該軟件於199110通過了國家計委主持的專家鑒定,並於1992獲得國務院電子信息系統推廣應用辦公室“優秀工程”獎。後來由中國軟件登記中心核準頒發了軟件著作權證書,從而確認了軟件的技術法律地位。

1993年4月,在國家礦產儲量委員會的支持下,武警黃金指揮部第十四黃金支隊利用“CGES”軟件提交了陜西省洛南縣賈魯金礦地質勘查儲量報告,經陜西省礦產儲量管理局審批。本報告是國內首次采用地質統計學儲量計算方法和自主開發的軟件系統提交的儲量報告。該軟件為地質統計學在我國地質勘查中的推廣和應用做出了巨大貢獻。

武警黃金地質研究所高級工程師李偉明是開發“CGES”軟件的主要技術專家。“CGES”軟件的成功開發使高級工程師李偉明成為將外國軟件翻譯成中文的先鋒。

2.固體礦物勘探和評價自動化系統(KPX軟件系統)

KPX軟件系統是中國地質礦產部和聯合國開發計劃署之間的壹個合作項目。1994,1991開發,1993完成。

這套“系統”以地質統計儲量計算為核心,緊扣我國礦產勘查與儲量分類規範(1999之前,即GB/T 1766-1999頒布之前的儲量分類規範),完全適用於我國礦產資源開發從礦產勘查到礦山生產的軟件系統。應該說是有中國特色的調查評價體系。這壹特點在系統的基本功能和流程中有明確的標記(見圖表)。

地質統計學(空間信息統計)基本理論和方法的應用

“KPX”研制成功後,原地礦部已在各省(自治區、直轄市)地礦部門全面推廣應用,並推廣到全國地質找礦行業。

3.三維普通克立格程序系統(3DOK)和SMICKS系統。

這兩個軟件是由北京科技大學地質系侯鏡如教授領導的地質統計學研究小組開發的。前壹個軟件是原冶金部第三地質勘查局312隊用的。用於編制山西省靈丘縣刁泉銀銅礦床地質勘探報告。該報告於1995年4月通過了原國家礦產儲量委員會辦公室組織的專家評審。

“SMICKS”軟件系統屬於研究軟件,其內容是空間域多信息協同克立格系統。

4."氣或"(油藏地質統計分析系統)

“GASOR”系統是由Xi石油學院計算機系的王家華教授開發的。這個“系統”是基於地質統計學中隨機建模的理論和方法,用於建立地層結構模型、層位模型、沈積相模型、物性參數模型、砂體厚度變化等模型,從而形成相應的三維定量地質模型。

這是壹個實用的儲層隨機建模軟件系統,自1994以來已在大慶、勝利、塔裏木和遼河油田成功應用。之後與其他軟件集成為《石油滾動勘探開發集成應用軟件技術》,由中國石油天然氣集團公司開發生產局推廣使用,在石油地質領域影響較大。

5.克立格技術礦山開發系統

該軟件系統是為江西德興銅礦開發的,並應用於該礦的生產中。在該礦的生產管理中,以正確估計礦石品位和計算局部塊段儲量為核心,進行開采管理,取得了良好的經濟效益。

除了上述地質統計軟件,相關學校、研究所和地質隊也開發了自用的地質統計軟件,由於影響較小,此處不壹壹列舉。列出的地質統計軟件基本反映了我國80年代和90年代地質統計軟件的發展和應用水平。這壹時期,我國經濟體制正處於社會主義計劃經濟向社會主義市場經濟的轉型期,計劃經濟體制起主導作用。從地質統計學軟件的研發來看,各級政府的礦產資源管理部門、學校、科研院所、設計院、礦山企業等國有單位起著決定性的作用。進入21世紀後,我國已是社會主義市場經濟體制,礦產勘查市場十分活躍,礦產資源勘查開發投資主體多元化。在這種背景下,地質統計學軟件的開發和應用,隨著政府部門和職能的轉變,無條件地執行了現有的地質統計學軟件成果,由於失去了穩定的管理和服務,很難發揮其作用,再開發就更難了。

地質統計學軟件的研究和開發進入了壹個新的發展階段。如果單純從時間上劃分,可以分為兩個發展時期。

第壹期(1985~1998):

1985是我國地質統計學軟件的第壹個研發期。

1998是地礦部和國家礦產資源委員會撤銷重組,成立國土資源部的時候。這壹時期是中國經濟體制的轉型期,但計劃經濟體制仍然起主導作用。國家礦產資源委員會取消新的地質統計學科技工作後,這項工作被無條件落實。因此,該時段的結束時間設置為1998。

第二期(1998 ~至今):

這壹時期,中國已經是社會主義市場經濟體制,進入了自由市場競爭時期。地質統計學軟件的研發主體多元化,面向實際應用的研發成為這壹時期的突出特點。許多有實力的礦山企業和經濟實體,看到了地質統計學在礦業經濟中,特別是在蓬勃發展的數字礦山中的巨大作用和生命力,根據地質和礦業領域以及自身礦山企業的需要,多層次、多方向地開展了地質統計學軟件系統的研發和應用。

研發水平較第壹時期有了很大進步。目前,在中國礦業市場上活躍著兩個具有代表性和影響力的軟件系統:壹個是Dimine數字礦業軟件系統;另壹個是3DMine采礦工程軟件。這是兩個獨特的軟件系統。

Dimine數字礦山軟件系統由中南大學數字礦山研究中心和長沙麥迪數字技術服務有限公司聯合開發..在眾多相關地質統計學軟件中脫穎而出,代表了目前國內同類軟件的領先水平。

軟件系統上線後,迅速在中國鋁業公司、中國五礦集團公司、中鐵資源集團有限公司、攀鋼集團有限公司、中核集團等近20家大型礦業集團推廣應用。現在已經發展到近百家礦山,給這些礦山企業帶來了顯著的經濟效益。該軟件系統緊密結合了中國礦山的實際特點和先進的理論與技術,受到了眾多礦山企業的青睞。

該軟件系統以礦產資源儲量這壹礦山企業的經濟命脈為核心,以儲量動態管理系統為主體系統。圍繞主系統,開發了壹系列適合中國礦山的系統軟件,如礦山生產調度實時監控和動態報表系統,很有特色。

在開發的儲量動態管理系統中,基於廣泛使用的地質工程數據庫,建立三維礦體模型,然後得到塊段模型和品位模型,進行地質統計克立格估值。這種估價過程可以根據經濟效益分析隨生產探礦進度動態確定礦體,達到最佳的儲量效果,這是軟件系統的另壹大特點。此外,在建立礦體三維模型的過程中,可以清晰地獲得礦體的空間形態及其與勘探工程網格的關系,對礦山尋找後備儲量、制定礦山生產遠景規劃和指導礦山生產勘探具有重要的現實意義。

同時,特別需要提到的是,軟件系統的研發吸收了我國過去開發應用地質統計學軟件的經驗,以先進的地質統計學理論為指導,吸取了缺乏穩定的研發力量和技術服務的教訓,強化了研發力量和技術服務,做了穩定紮實的部署。軟件系統的開發基於中南大學數字礦山研究中心和資源與安全工程學院強大的科研實力,堅持組織穩定、R&D人才穩定、R&D經費穩定的三穩定原則,從而保證了軟件系統的先進性和技術服務的穩定性。

3DMine礦業工程軟件是北京桑迪曼礦業軟件技術有限公司在鞍山礦業公司和中國地質大學(北京)的合作指導下成功開發的具有自主知識產權的軟件系統。該軟件以礦產資源儲量計算為主要功能模塊,跟蹤我國現行礦產勘查規範和礦產資源儲量分類,將先進的地質統計學儲量計算方法與傳統儲量計算方法有機結合,較好地解決了國際礦業領域對地質統計學儲量計算方法的需求和國內傳統儲量計算現狀。這在同類軟件中很少見。應該說這是壹個創新的例子,也是這個軟件在我國礦產資源儲量計算中的壹個突出特點。此外,該軟件的另壹個特點是實用性。這壹特點反映在軟件的塊模型中。

品位模型(又稱塊模型)是壹種數據庫格式,是數學地質與品位空間分布相結合的具體應用。這不同於傳統的儲量計算區塊法。存儲數據時,更像是插值替換壹個值,而不是測量壹個值。此外,壹個主要區別是該值具有空間參考。第三個不同點是,塊模型打開就放在內存中,實現動態操作,很多復雜的地質屬性,比如各種等值線、邊界等,只要需要就可以畫出來。

目前在挖掘軟件中引入塊模型的概念,在壹定範圍內確定壹定大小的空間塊,對應的塊有壹個質心點,可以存儲所有的屬性。在此基礎上,進壹步劃分子模塊,保證礦體邊緣的塊段盡可能與礦體邊界(曲面)壹致,以獲得準確的估算。該軟件采用地質統計學方法和克裏金法對品位分布進行估算,既實用又靈活,充分體現了先進的估價技術。

塊體模型的實用性和科學性大大提高了礦產儲量計算過程的可靠性,為實現礦山設計和礦山生產的科學管理奠定了良好的基礎。

該軟件投入市場後,已在國內外多家礦山企業和地質部門得到應用,取得了良好的應用效果。

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