20世紀80年代以後,我國地礦領域(包括地礦管理部門、學校、研究單位和生產礦山等單位)學習、研究地質統計學的活動方興未艾。許多單位開始結合自身工作的特點,把學習、研究地質統計學的重點向生產應用方面轉移。先後研制出壹批水平較高,在全國範圍內有較大影響的地質統計學軟件。這批軟件代表了我國八九十年代地質統計學軟件研制的最高水平。開創了我國自己研制開發地質統計學軟件的先河。
1.“CGES”地質勘探系統軟件
該軟件是在武警黃金指揮部引進加拿大“IGC”公司GEOLOG軟件基礎上由武警黃金地質研究所經過3年(1987~1990年)艱苦研制於1990年開發出來的。該軟件結合我國地勘工作特點和編制地勘報告成果的要求,對英文版GEOLOG軟件實施全面漢化開發。軟件開發成功後,先後應用在河北省平泉縣窪子店巖金礦、山東省招遠市夏甸巖金礦、山東省棲霞縣後奇巖金礦、山東省煙臺市辛安河砂金礦及外夾河砂金礦等礦床的儲量計算上,取得了滿意的結果。隨後開發出的“CGES”2.4版本,在武警黃金指揮部所屬地質隊推廣使用近10年,並被原化學工業部化學礦產地質研究所、有色總公司北京地質研究所和山東招遠黃金集團公司地質隊等單位購買應用。在黃金地質領域產生了較大影響。實踐證明,由武警黃金地質研究所對“IGE”公司GEOLOG軟件進行漢化、適合我國地勘工作特點的改造而研制成功的“CGES”中文地質勘探系統軟件,完全適合在我國的地勘工作中使用。
該軟件還作為國家“七五”項關項目的成果,於1991年1月通過了國家計委主持的專家評審鑒定,1992年在第二屆全國電子信息應用展覽會上,獲得國務院電子信息系統推廣應用辦公室頒發的“優秀項目”獎。以後經“中國軟件登記中心”審定核發了軟件著作權證書,從而確認了該軟件的技術合法地位。
1993年4月,在全國礦產儲量委員會的支持下,國家武警黃金指揮部黃金第十四支隊采用“CGES”軟件提交了陜西省洛南縣駕鹿金礦地質勘探儲量報告,由陜西省礦產儲量管理局審查通過。該報告是全國第壹份采用地質統計學儲量計算方法和自行開發研制的軟件系統提交的儲量報告。該軟件對地質統計學在我國地質勘探工作中的推進與應用作出了很大貢獻。
武警黃金地質研究所的李維明高級工程師是研制“CGES”軟件的主要技術專家。“CGES”軟件的研制成功,使李維明高級工程師成為我國漢化改造國外軟件的先行者。
2.固體礦產勘查評價自動化系統(KPX軟件系統)
KPX軟件系統是我國地質礦產部與聯合國開發計劃署的合作項目,研發於1994年,1991年完成KPX1.0版本,1993年完成KPX2.0版本。
該“系統”以地質統計學儲量計算為核心,緊密跟蹤我國礦產勘查及儲量分類規範(1999年以前即GB/T17766—1999頒布前的儲量分類規範)完全適用於我國從礦產勘查到礦山生產整個礦產資源開發階段的軟件系統。應該說,它是壹個頗具中國特色的勘查評價系統。這壹特色清楚地標明在系統的基本功能與流程中(見圖示)。
地質統計學(空間信息統計學)基本理論與方法應用
“KPX”研制成功後,原地質礦產部已在其所屬的全國各省(自治區、直轄市)地礦部門全面推廣應用,並向全國地勘行業推廣。
3.三維普通克裏格法程序系統(3DOK)和SMICKS系統
該兩個軟件均由北京科技大學地質系侯景儒教授領導的地質統計學研究組開發的,前壹個軟件為原冶金工業部第三地質勘查局312隊所用。用於編寫山西省靈邱縣刁泉銀銅礦床地質勘探報告。該報告由原全國礦產儲量委員會辦公室於1995年4月組織專家評審通過。
“SMICKS”軟件系統屬研究類軟件,其內容為空間域多元信息協同克裏格系統。
4.“GASOR”(儲層地質統計分析系統)
“GASOR”系統是由西安石油學院計算機系王家華教授主持研制開發的。該“系統”以地質統計學中的隨機建模理論、技術為基礎理論和方法,用於建立地層構造模型、層模型、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。
這是壹個很實用的儲層隨機建模軟件系統,自1994年起,成功地應用於大慶、勝利、塔裏木、遼河等油田。在這之後,與其他軟件壹起被集成“石油滾動勘探開發壹體化應用軟件技術”,由中國石油天然氣集團公司開發生產局推廣使用,在石油地質領域產生了較大的影響。
5.克裏格技術礦山開發系統
該軟件系統為江西德興銅礦開發,用於該礦山的生產中。該礦山在生產管理中,以礦石品位的正確估計和局部塊段儲量計算為核心,對礦山開采實施管理,取得了很好的經濟效果。
除上述地質統計學軟件外,有關學校、研究院和地質隊等還自行開發出供本單位使用的地質統計學軟件,因影響範圍較小,這裏不壹壹列出了。列出的這些地質統計學軟件基本上反映了我國20世紀八九十年代研制、應用地質統計學軟件的情況和水平。這個時期,我國經濟體制正處在由社會主義計劃經濟向社會主義市場經濟轉型時期,計劃經濟體制起著主導作用。從研發地質統計學軟件這項工作來看,各級政府礦產資源管理部門、學校、研究院、設計院、礦山企業等國有單位起著決定性作用。進入21世紀以後,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。在此背景下,地質統計學軟件的開發應用,隨著政府職能部門的變化和職能的轉變,已無條件實施已有的地質統計學軟件成果,因失去了穩定的管理與服務,很難再發揮作用,再研發就更難了。
地質統計學軟件的研發,開始進入新的發展階段。如果從時間上簡單地劃分,可分作兩個發展時期。
第壹時期(1985~1998年):
1985年是我國第壹個地質統計學軟件研發時期。
1998年為地質礦產部和全國礦產資源委員會撤銷重組,國土資源部成立時間。這壹時期是我國經濟體制轉型時期,但計劃經濟體制仍起著主導作用。作為主抓地質統計學這項新科學技術工作的全國礦產資源委員會撤銷後,這項工作也就無條件實施了。所以把這壹時期的終止時間定為1998年。
第二時期(1998年~至今):
這壹時期,我國已是社會主義市場經濟體制,進入市場自由競爭時期。地質統計學軟件的研發主體呈現多元化,為實際應用而研發,成為這個時期的突出特征。許多有實力的礦山企業和經濟實體,看到地質統計學在礦業經濟中的巨大作用和活力,特別是在蓬勃興起的數字化礦山中的作用,根據地礦領域和自身礦業企業的需要,多層次、多方位地進行地質統計學軟件系統的研發與應用。
研發水平比第壹時期有了長足的進步。當今,活躍於我國礦業市場、具有代表性和影響力的有兩個軟件系統:壹個是Dimine數字化礦山軟件系統;另壹個是3DMine礦業工程軟件。這是兩個各具特色的軟件系統。
Dimine數字化礦山軟件系統是由中南大學數字礦山研究中心與長沙迪邁數碼科技服務有限公司聯合研發的。它在眾多相關地質統計學軟件中脫穎而出,代表著當前國內同類軟件的領先水平。
該軟件系統推出後,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、中國核工業集團公司等近20家大型礦業集團得到推廣應用。如今已經發展到近百座礦山,為這些礦山企業帶來了顯著的經濟效益。該軟件系統所以能夠得到眾多礦山企業的青睞,是與該軟件系統緊密結合中國礦山特點的實用性和理論、技術上的先進性分不開的。
該軟件系統以礦山企業的經濟命脈——礦產資源儲量為核心,把儲量動態管理系統作為主系統,圍繞著主系統開發出壹系列適合中國礦山特點的系統軟件,如礦山生產調度實時監控與動態報告系統等,這是很具特色的。
在研發的儲量動態管理系統中,以廣泛通用的地質工程數據庫為基礎,建立三維礦體模型,進而得到塊段模型、品位模型,進行地質統計學克裏格估值。這壹估值過程,能夠隨著生產探礦工作的進展,根據經濟效益分析,對礦體進行動態固定,取得最佳的儲量效果,這是該軟件系統的又壹大特色。此外,在礦體建立三維模型的過程中,能夠很清晰地得到礦體空間形態及其與勘探工程網度之間的關系,這對於礦山尋找後備儲量,制定礦山生產遠景規劃和指導礦山生產勘探,具有十分現實的意義。
同時,要特別提到的是,該軟件系統的研發工作,吸取了我國以往研發和應用地質統計學軟件,以先進的地質統計學理論為指導的經驗和缺少穩定的研發力量及技術服務的教訓,在研發力量和技術服務方面加大了力度,作了穩定紮實的安排。該軟件系統的研制,以中南大學數字礦山研究中心和資源與安全工程學院雄厚的科研力量為依托,堅持組織穩定、研發人才穩定、研制資金穩定的三穩原則,從而保證了軟件系統的先進性和技術服務的穩定性。
3DMine礦業工程軟件是北京三地曼礦業軟件科技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,研發成功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作為主要功能模塊,追蹤我國現行的礦產勘查及礦產資源儲量分類規範,把先進的地質統計學儲量計算方法與傳統的儲量計算方法有機結合起來,比較好地解決了既能滿足國際礦業領域對於地質統計學儲量計算方法的需要,又能適應國內傳統儲量計算現狀的要求。這在同類軟件中很少見到,應該說,在我國礦產資源儲量計算方面,這是壹個創新範例,也是該軟件的壹個突出特點。此外,該軟件另壹個具有特色的地方,是它的實用性。這壹特性集中地反映在該軟件的塊體模型上。
品位模型(也叫塊體模型)是壹種數據庫的格式,是將數學地質與品位空間分布相結合的具體應用。這與傳統儲量計算的塊段法不同,存儲數據的時候更像內插替換壹個值,而不是度量壹個值。另外,壹個主要的不同在於這個值具有空間參照性。第三個不同在於塊體模型在打開的時候置於內存中,從而實現動態運作,許多復雜的地質屬性,如各種等值線、界線等,只要需要均能夠繪制出來。
當前礦業軟件中引入塊體模型概念是在空間上,在壹定的範圍內,確定壹定尺寸的空間塊體,相對應的塊體有壹個質心點,質心點上可以存儲所有屬性。在此基礎上,進壹步劃分次級模塊,並保證礦體邊緣的塊體盡可能地與礦體界線(曲面)相壹致,從而得到準確的估值。該軟件應用地質統計學方法,應用克裏格法對品位分布進行估值,既實用又靈活,充分體現了估值技術的先進性。
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,對於實現礦山設計及礦山生產科學化管理奠定了良好的基礎。
該軟件推向市場後,已在國內外許多礦山企業和地質部門得到應用,取得了良好的應用效果。