基于Excel VBA在鋁土礦勘查中快速計(jì)算單工程化學(xué)樣平均品位、厚度的方法

朱曉冰 睢棟超 張超超

摘 要：固體礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量計(jì)算是地質(zhì)礦產(chǎn)評(píng)價(jià)中一項(xiàng)重要的工作，對(duì)于大型、特大型礦床中海量的化學(xué)樣數(shù)據(jù)，如果使用傳統(tǒng)計(jì)算方式無(wú)疑工作量巨大、耗時(shí)超長(zhǎng)、容易出錯(cuò)，如果有關(guān)參數(shù)發(fā)生變化，還要重新檢查計(jì)算。本文基于Excel VBA為開發(fā)工具，針對(duì)鋁土礦及其共生礦產(chǎn)，本文主要闡述計(jì)算單工程化學(xué)樣平均厚度、平均品位的計(jì)算原理、流程圖，并在實(shí)際工作中得到檢驗(yàn)和應(yīng)用，體現(xiàn)了高效率、高準(zhǔn)確度、且靈活性強(qiáng)、對(duì)原始數(shù)據(jù)格式要求不高的特點(diǎn)。且對(duì)其他礦種資源儲(chǔ)量估算也有利用或借鑒的價(jià)值。

關(guān)鍵詞：資源儲(chǔ)量估算;化學(xué)樣;程序設(shè)計(jì);Excel VBA;鋁土礦

0 引言

河南省澠池縣曹窯以西煤下鋁工作區(qū)位于河南省三門峽市陜州區(qū)--澠池縣一帶，總面積約51平方公里。本工作區(qū)從2011年至今，河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第六地質(zhì)大隊(duì)先后提交了《河南省曹窯以西煤下鋁普查報(bào)告》、《河南省曹窯以西煤下鋁五門溝礦段詳查報(bào)告》、《河南省曹窯以西煤下鋁柴洼礦段詳查報(bào)告》、《河南省曹窯以西煤下鋁關(guān)底沃-扣門山礦段詳查報(bào)告》和《河南省曹窯以西煤下鋁青陽(yáng)溝礦段詳查報(bào)告》等五個(gè)報(bào)告，累計(jì)施工鉆孔451個(gè)，進(jìn)尺131190.51m，基本分析樣3551個(gè)。

另收集以往工作中及鄰區(qū)已施工的鉆孔75個(gè)，收集596個(gè)基本化學(xué)分析樣資料。本次工作和以往工作的鉆孔合計(jì)526個(gè)，基本化學(xué)樣4147個(gè)。

面對(duì)如此巨大的數(shù)據(jù)量，過去地勘單位估算資源量/儲(chǔ)量時(shí)，一般采用計(jì)算器來(lái)計(jì)算，計(jì)算周期長(zhǎng)，計(jì)算過程復(fù)雜、繁瑣，效率極低、容易出錯(cuò)，如果中間結(jié)果出錯(cuò)或者需要修改，后面結(jié)果推倒重來(lái)，往往形成一個(gè)報(bào)告需要數(shù)月、甚至一兩年才能完成。報(bào)告完成人員工作強(qiáng)度大、任務(wù)重;隨著計(jì)算機(jī)開始逐漸普及，地勘單位人員開始使用計(jì)算機(jī)軟件如WPS、Excel等處理數(shù)據(jù)，但水平不高，一般采用簡(jiǎn)單的公式和函數(shù)計(jì)算，效率提升不多，計(jì)算過程仍然存在繁瑣、任務(wù)重、易出錯(cuò)等缺點(diǎn)。因此，編寫一種當(dāng)前滿足鋁土礦資源儲(chǔ)量報(bào)告估算需要，并且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，使計(jì)算過程工作高效、準(zhǔn)確成為當(dāng)務(wù)之急。

1 地質(zhì)特征

1.1 礦床地質(zhì)

本區(qū)鋁土礦含礦巖系為石炭系上統(tǒng)本溪組，鋁土礦礦體形態(tài)多呈層狀、似層狀或透鏡狀。礦床類型為沉積型，總體為特大型鋁土礦。本區(qū)無(wú)礦層露頭，均為隱伏礦體。

本區(qū)鋁土礦共生礦種有粘土礦（分上下層，個(gè)別報(bào)告還要求計(jì)算夾層粘土礦）、菱鐵礦、赤鐵礦、鐵礬土等。另有鎵、氧化鋰、輕稀土等伴生元素或有益組分。

化學(xué)分析樣品中鋁土礦基本分析項(xiàng)目為Al2O3、SiO2、Fe2O3、S、TiO2、燒失量（LOSS）;共生礦種基本分析項(xiàng)目與鋁土礦基本相同，粘土礦另要求分析耐火度（SK）。鋁土礦及其共生礦種之間的區(qū)分除了以礦石的顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征區(qū)分外，還主要以各個(gè)分析項(xiàng)目品位的多少區(qū)分，如鋁土礦邊界品位要求Al2O3≥40%，A/S（鋁硅比）≥1.8;Ⅲ級(jí)硬質(zhì)粘土礦品位要求Al2O3≥40%，F(xiàn)e2O3≥3.5%。

該區(qū)鋁土礦體均為層狀或似層狀，傾角平緩（5～16度），探礦工程按勘探線布置，工程分布比較均勻，為便于生產(chǎn)利用，資源量估算選用地質(zhì)塊段法，在水平投影圖上進(jìn)行。

1.2 單工程圈定原則

依據(jù)各單工程中樣品分析結(jié)果，凡單樣品位等于或大于邊界品位要求者均圈入礦體內(nèi);夾石樣品厚度小于相應(yīng)夾石剔除厚度時(shí)并入相應(yīng)礦體中。

2 程序設(shè)計(jì)

2.1 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

本人結(jié)合工作實(shí)際情況，經(jīng)過長(zhǎng)期摸索，利用微軟公司的Excel VBA，編寫了計(jì)算鋁土礦單工程厚度、平均品位的程序，以及計(jì)算塊段平均厚度、平均品位的程序，用于該工作區(qū)的資源量估算工作。

Microsoft Excel是美國(guó)微軟公司編寫的一款電子表格軟件。界面直觀，有非常出色的計(jì)算功能和圖表工具，功能強(qiáng)大，普及率高;VBA是內(nèi)嵌于office軟件中的一個(gè)開發(fā)模塊，這個(gè)模塊提供程序自主開發(fā)，語(yǔ)言基礎(chǔ)和Visual Basic相似。在Excel的“工具--宏--編輯器”可以打開。

2.2 原始數(shù)據(jù)格式要求

本程序?qū)υ紨?shù)據(jù)格式要求不高，只需要對(duì)每個(gè)鉆孔的原始化驗(yàn)結(jié)果按從上到下的順序排列，不需要單獨(dú)提取含礦樣品。在Excel中表中A到V列對(duì)所有鉆孔樣品數(shù)據(jù)按表1格式整理。

2.3 程序設(shè)計(jì)原理及流程圖

為計(jì)算加權(quán)平均值（平均品位），為此特別編寫了一個(gè)加權(quán)平均自定義函數(shù)WeightedAverage，具體實(shí)現(xiàn)原理和代碼見本人的相關(guān)參考論文。

對(duì)于大批量工程的計(jì)算單工程平均品位、平均厚度的程序流程圖如圖1：

例如為了計(jì)算工程ZK4016的鋁土礦厚度和平均品位，依次對(duì)ZK4016的每個(gè)樣品進(jìn)行比較，因?yàn)閆K4016的1號(hào)樣品為炭質(zhì)頁(yè)巖，非鋁土礦，忽略后比較下一個(gè)樣品;2號(hào)樣品為鋁土礦，記錄ZK4016的鋁土礦excel單元格地址為$L$657，然后依次比較3號(hào)樣品，非鋁土礦，忽略;4號(hào)樣品是鋁土礦，且與2號(hào)鋁土礦樣品的夾層真厚度0.85m（3號(hào)樣品的真厚度）≥0.8m（最大夾石剔除厚度），故夾石不能合并到鋁土礦中，此時(shí)記錄ZK4016的鋁土礦樣品地址為$L$657，$L$659，然后依次比較5至11號(hào)樣品，記錄ZK4016的鋁土礦地址為$L$657，$L$659， $L$661：$L$664。由于$L$657的真厚度為0.62m，≤最低可采厚度（0.80m），故應(yīng)忽略，最終ZK4016的鋁土礦樣品地址為$L$659， $L$661：$L$664，然后依次計(jì)算ZK4016的樣品編號(hào)、各種厚度、單工程平均品位。真厚度的公式為“=SUM（$G$659，$G$661：$G$664）”，A12O3的單工程平均品位公式為“=ROUND（weightedaverage（$M$659，$M$661：$M$664，-5），2）”，其中參數(shù)“-5”為真厚度所在列（G列）相對(duì)于A12O3品位所在列（M列）的偏移列數(shù)值。ROUND為Excel中的四舍五入函數(shù)。

2.4 程序具體實(shí)現(xiàn)過程

為了在excel表格中記錄鋁土礦采樣位置、樣品編號(hào)、地址編寫了一個(gè)結(jié)構(gòu)體：

Public Type OreLayer

LayerFirstSampleRow&‘記錄每鋁土礦層的第一個(gè)樣品單元格所在行

LayerLastSampleRow&‘記錄每鋁土礦層的最后一個(gè)樣品單元格所在行

LayerSampleIDs$‘記錄單工程鋁土礦樣品編號(hào)（包含一層或多層）

LayerTopPosition#‘記錄每鋁土礦層的第一個(gè)樣品的采樣位置

LayerBottomPosition#‘記錄每鋁土礦層的最后一個(gè)樣品的采樣位置

LayerThickness#‘記錄每鋁土礦層的視厚度

LayerSampleAddress$‘記錄每個(gè)工程中鋁土礦樣品的單元格地址

LayerTrueThickness#‘記錄每鋁土礦層的真厚度

End Type

為了方便直觀顯示計(jì)算每個(gè)鉆孔的鋁土礦樣長(zhǎng)、品位等信息，在excel的基本樣品分析結(jié)果表的W到AF列依次計(jì)算出鉆孔的樣號(hào)、視厚度、鉛直厚度、Al2O3（%）品位、SiO2（%）品位、Fe2O3（%）品位、S（%）品位、LOSS（%）等，并按單工程合并單元格。最終計(jì)算結(jié)果如表2（由于頁(yè)面太窄，為了方便顯示，C：V列隱藏）。

由于源代碼比較長(zhǎng)，限于篇幅無(wú)法顯示，有興趣的讀者可以與本人聯(lián)系。

3 結(jié)論

所有代碼在Excel2016環(huán)境下全部編譯通過，并且在本礦區(qū)先后提交的五個(gè)報(bào)告經(jīng)過實(shí)際運(yùn)用和檢驗(yàn)，數(shù)據(jù)計(jì)算快速、準(zhǔn)確、效率高，其中的關(guān)底沃--扣門山礦區(qū)的112個(gè)鉆孔的運(yùn)算時(shí)間不到1秒，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的計(jì)算方法。

經(jīng)檢驗(yàn)，本程序在計(jì)算超大量數(shù)據(jù)時(shí)快速、準(zhǔn)確，體現(xiàn)了高效率、高準(zhǔn)確度、靈活性強(qiáng)。得到了甲方單位和報(bào)告評(píng)審單位人員的認(rèn)可和好評(píng)，值得進(jìn)一步推廣應(yīng)用。在貴金屬、有色金屬、非金屬計(jì)算資源儲(chǔ)量中也有利用和借鑒的價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]何文平，董運(yùn)如等.河南省澠池縣曹窯以西煤下鋁關(guān)底沃-扣門山礦段詳查報(bào)告[M].鄭州：河南省國(guó)土資源科學(xué)研究院，2008.

[2]朱曉冰.資源量、儲(chǔ)量估算中求加權(quán)平均值方法探討[J].華北國(guó)土資源，2015（5）：69-72.

作者簡(jiǎn)介：

朱曉冰（1979- ），男，2003年畢業(yè)于焦作工學(xué)院（現(xiàn)河南理工大學(xué)），工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作。