計算礦體厚度的萬能程序設計與應用

柏 瑞，朱學禮，李海松，尹 瓊

（1.山東黃金地質礦產勘查有限公司，山東 萊州 261400；2.中國冶金地質總局山東正元地質勘查院，濟南 250101；3.昆明冶金高等專科學校，昆明 610051）

計算礦體厚度的萬能程序設計與應用

柏 瑞1，朱學禮1，李海松2，尹 瓊3

（1.山東黃金地質礦產勘查有限公司，山東 萊州 261400；2.中國冶金地質總局山東正元地質勘查院，濟南 250101；3.昆明冶金高等專科學校，昆明 610051）

地質礦產勘查中經常計算礦體的各種厚度，礦體厚度的計算涉及多種參數和形式，手工計算復雜且容易出錯。為了解決繁瑣的計算問題，筆者以Excel及其內嵌的VBA為平臺，設計了能夠計算單工程下各種形式的礦體真厚度、水平厚度及鉛垂厚度計算程序，操作簡便，計算準確，可以運用于實際的地質項目中。本程序適用于地表鉆探、槽探、潛井、坑內鉆、巷道及剖面測量等地質手段的礦體厚度計算，可謂萬能厚度計算程序。

Excel VBA；礦體厚度；萬能程序

礦體厚度是礦產資源評價中非常重要的指標，在資源儲量估算、計算平均品位中應用非常廣泛［1-5］。資源儲量估算過程中，經常用到的厚度參數有真厚度、水平厚度、鉛垂厚度及沿勘探線方向的水平厚度。計算礦體厚度首先需要確定鉆孔的穿礦長度、鉆孔（采樣線）穿礦傾角、礦體傾角、鉆孔傾向、礦體傾向、礦體傾向與勘探線的夾角，這些數據可以直接測量或從礦體研究中獲得。軟件Excel 功能強大、使用方便、界面美觀，基本功能有電子表格處理、數據分析、圖表演示[6]，本程序利用EXCEL內置的VBA使重復的任務自動化，從而完成復雜的數據運算[7]。本程序能夠自動計算各種形式下的厚度，降低了勞動強度，提高了工作效率。

1 公式的選擇及運用

鉆探具有效率高、投資少的特點。隨著探礦工程的逐步開展，鉆探工程的應用所占比例越來越大。計算鉆孔中見礦厚度的方法較多，經過比較，以侯德義公式為基礎[8]，從鉆孔傾斜方向且不垂直礦體走向的垂直厚度計算公式尋找突破口，完成各種厚度的計算。

傾斜礦體在鉆孔中的厚度計算涉及多個參數，這些參數可以直接或間接地獲得，各種參數及礦體厚度的關系如圖1所示。

圖1 礦體各種厚度及參數關系圖

礦體鉛垂厚度的計算公式：M1=L(sinα±cosα×tgβ×cosγ)，注：γ=λ-φ，當鉆孔方位與礦體傾向相同時，用“-”號，當鉆孔方位與礦體傾向相反時，用“+”號；礦體真厚度的計算公式：M2=M1×cosβ；垂直礦體走向的水平厚度計算公式：M3=M1ctgβ；勘探線方向礦體水平厚度計算公式：M4=M3/cos(γ′)；礦體真傾角：β=arctg（tgβ′ /cosγ′）。

式中：M1—礦體鉛垂厚度；M2—礦體真厚度；M3—垂直礦體走向的礦體水平厚度；M4—勘探線方向礦體水平厚度；L—鉆孔截穿礦體長度（樣長）；α—鉆孔（樣線）傾角；β—礦體傾角；β′—礦體視傾角；λ—礦體傾向；φ—采樣線傾向（鉆孔傾向）；γ—礦體傾向與采樣線傾向的夾角；γ′—礦體傾向與勘探線的夾角。

坑內鉆、淺井、探槽、巷道、剖面測量可以視為地表鉆的特殊形式，數據整理時α取值仰角為負，俯角為正。通過這一變換，上述公式適合任何地質工程中的礦體厚度計算，利用Excel VBA編程判斷功能，使之成為一個萬能厚度計算程序。

2 厚度計算程序設計及應用

2.1 設計思路

2.1.1 界面設計思路

利用Excel表格數據能靈活復制的功能，把所得參數數據復制進表格中，沒有的參數數據可以為空，計算過程以“0”代替，界面力求簡潔實用；設計兩個功能健，一個是一鍵清除已有數據，以方便進行下一工程計算；另一個功能鍵能夠自動判別、計算各種厚度數據，設計界面如圖2所示。

圖2 厚度計算界面圖

2.1.2 程序設計思路

解決厚度自動計算的關鍵一是求得鉆孔（取樣線）方向與礦體傾向之間的夾角，使得該夾角保證為銳角或直角；二是判定鉆孔（取樣線）方向與礦體傾向是否為同向，以決定公式應用中的“+”“-”號問題。利用VBA中的for…next語句、while…wend語句、if…then語句，采取循環、條件判斷方式篩選出符合要求的條件來計算礦體厚度。同時在計算礦體厚度的過程中，以樣長為權值計算出單工程的加權品位。

（1）程序設計（VBA厚度計算程序）。程序設計程序如下所示。

（2）程序可靠性的驗證。筆者利用傳統的做圖方法在AutoCAD中對各種方式下的礦體厚度進行了做圖量取，與用VBA程序計算結果進行了對比，其差值為0 cm。這證明程序適用于各種形式的礦體厚度計算，是可靠的，其計算結果是可信的，可以運用于實際項目中。

（3）程序的應用。手工計算礦體厚度的工作量很大，項目實施過程中運用本程序對每個礦體的各種厚度及加權品位按單工程進行計算，能夠提高工作效率。

3 結語

利用Excel表格的靈活性及VBA編程功能設計的礦體厚度計算程序可以運用于各種地質工程中，計算過程中不需要人工考慮鉆孔（采樣線）傾向與礦體傾向的關系，在保證各計算參數正確的前提下能夠正確計算出各種礦體厚度，最大限度減少因人工參與帶來的失誤。另外，運用本程序計算可以降低工作強度，提高工作效率。

1 白復鋅，王善功，張永林，等.山東鑫匯金礦厚度突變礦體采礦方法的選擇與應用［J］.黃金科學技術，2011，19（3）：68-69.

2 李石橋，郭俊華，孫 彬.SD方法在甘肅陽山礦區礦體儲量核算中的應用[J].黃金科學技術，2009，17（5）：53-57.

3 阮志橋，袁全喜，李太升.斜孔中礦體真厚度計算及討論[J].資源環境與工程，2008， 22（2）：228-231.

4 林善華.礦產資源儲量計算小助手程序簡介[J].福建地質，2011，30（1）：74-87.

5 呂喜旺，張鎖云.礦體厚度計算通式的推導及應用[J].黃金科學技術，2012，20（3）：86-89.

6 陳 斌，畢云飛.中文版Excel2003電子表格制作全新教程[M].上海：上海科學普及出版社，2004.

7 韓加國.ExcelVBA從入門到精到［M］.北京：化學工業出版社，2009.

8 侯德義.找礦勘探地質學[M].北京：地質出版社，1984.

Design and Application of The Universal Program about Orebody Thickness Calculation

Bai Rui1, Zhu Xueli1, Li Haisong2, Yin Qiong3
(1.Shandong Gold Geological Exploration Co., Ltd., Laizhou 264100, China；2.Shandong Environmental Geological Exploration Institute of China Metallurgical Geology Bureau, Jinan 250101, China；3.Kunming Metallurgy College, Kunming 610051, China)

In mineral resources exploration, various orebody thicknesses are often calculated involving multifarious parameters and forms, and manual calculation is usually complex and error-prone.In order to solve the above problems,basing on platform of Excel and embedded VBA,the author designs a program to calculate true, horizontal and plumb thicknesses of multiform ore body in single engineering.The program is conveniently operated and correctly calculated,which can be applied to practical geological projects.This program is suitable for calculating orebody thickness of various geological method,such as drilling,trenching,submersible well,pit drill,tunnel,profiling survey,etc,and thus it can be called a universal program for thickness calculation.

Excel VBA; orebody thickness; universal program

TP311.5

A

1008-9500(2017)05-0083-04

2017-03-14

柏瑞(1989-)，男，甘肅隴南人，助理工程師，從事地質礦產勘查工作。