计算矿体厚度的万能程序设计与应用

柏 瑞，朱学礼，李海松，尹 琼

（1.山东黄金地质矿产勘查有限公司，山东 莱州 261400；2.中国冶金地质总局山东正元地质勘查院，济南 250101；3.昆明冶金高等专科学校，昆明 610051）

计算矿体厚度的万能程序设计与应用

柏 瑞1，朱学礼1，李海松2，尹 琼3

（1.山东黄金地质矿产勘查有限公司，山东 莱州 261400；2.中国冶金地质总局山东正元地质勘查院，济南 250101；3.昆明冶金高等专科学校，昆明 610051）

地质矿产勘查中经常计算矿体的各种厚度，矿体厚度的计算涉及多种参数和形式，手工计算复杂且容易出错。为了解决繁琐的计算问题，笔者以Excel及其内嵌的VBA为平台，设计了能够计算单工程下各种形式的矿体真厚度、水平厚度及铅垂厚度计算程序，操作简便，计算准确，可以运用于实际的地质项目中。本程序适用于地表钻探、槽探、潜井、坑内钻、巷道及剖面测量等地质手段的矿体厚度计算，可谓万能厚度计算程序。

Excel VBA；矿体厚度；万能程序

矿体厚度是矿产资源评价中非常重要的指标，在资源储量估算、计算平均品位中应用非常广泛［1-5］。资源储量估算过程中，经常用到的厚度参数有真厚度、水平厚度、铅垂厚度及沿勘探线方向的水平厚度。计算矿体厚度首先需要确定钻孔的穿矿长度、钻孔（采样线）穿矿倾角、矿体倾角、钻孔倾向、矿体倾向、矿体倾向与勘探线的夹角，这些数据可以直接测量或从矿体研究中获得。软件Excel 功能强大、使用方便、界面美观，基本功能有电子表格处理、数据分析、图表演示[6]，本程序利用EXCEL内置的VBA使重复的任务自动化，从而完成复杂的数据运算[7]。本程序能够自动计算各种形式下的厚度，降低了劳动强度，提高了工作效率。

1 公式的选择及运用

钻探具有效率高、投资少的特点。随着探矿工程的逐步开展，钻探工程的应用所占比例越来越大。计算钻孔中见矿厚度的方法较多，经过比较，以侯德义公式为基础[8]，从钻孔倾斜方向且不垂直矿体走向的垂直厚度计算公式寻找突破口，完成各种厚度的计算。

倾斜矿体在钻孔中的厚度计算涉及多个参数，这些参数可以直接或间接地获得，各种参数及矿体厚度的关系如图1所示。

图1 矿体各种厚度及参数关系图

矿体铅垂厚度的计算公式：M1=L(sinα±cosα×tgβ×cosγ)，注：γ=λ-φ，当钻孔方位与矿体倾向相同时，用“-”号，当钻孔方位与矿体倾向相反时，用“+”号；矿体真厚度的计算公式：M2=M1×cosβ；垂直矿体走向的水平厚度计算公式：M3=M1ctgβ；勘探线方向矿体水平厚度计算公式：M4=M3/cos(γ′)；矿体真倾角：β=arctg（tgβ′ /cosγ′）。

式中：M1—矿体铅垂厚度；M2—矿体真厚度；M3—垂直矿体走向的矿体水平厚度；M4—勘探线方向矿体水平厚度；L—钻孔截穿矿体长度（样长）；α—钻孔（样线）倾角；β—矿体倾角；β′—矿体视倾角；λ—矿体倾向；φ—采样线倾向（钻孔倾向）；γ—矿体倾向与采样线倾向的夹角；γ′—矿体倾向与勘探线的夹角。

坑内钻、浅井、探槽、巷道、剖面测量可以视为地表钻的特殊形式，数据整理时α取值仰角为负，俯角为正。通过这一变换，上述公式适合任何地质工程中的矿体厚度计算，利用Excel VBA编程判断功能，使之成为一个万能厚度计算程序。

2 厚度计算程序设计及应用

2.1 设计思路

2.1.1 界面设计思路

利用Excel表格数据能灵活复制的功能，把所得参数数据复制进表格中，没有的参数数据可以为空，计算过程以“0”代替，界面力求简洁实用；设计两个功能健，一个是一键清除已有数据，以方便进行下一工程计算；另一个功能键能够自动判别、计算各种厚度数据，设计界面如图2所示。

图2 厚度计算界面图

2.1.2 程序设计思路

解决厚度自动计算的关键一是求得钻孔（取样线）方向与矿体倾向之间的夹角，使得该夹角保证为锐角或直角；二是判定钻孔（取样线）方向与矿体倾向是否为同向，以决定公式应用中的“+”“-”号问题。利用VBA中的for…next语句、while…wend语句、if…then语句，采取循环、条件判断方式筛选出符合要求的条件来计算矿体厚度。同时在计算矿体厚度的过程中，以样长为权值计算出单工程的加权品位。

（1）程序设计（VBA厚度计算程序）。程序设计程序如下所示。

（2）程序可靠性的验证。笔者利用传统的做图方法在AutoCAD中对各种方式下的矿体厚度进行了做图量取，与用VBA程序计算结果进行了对比，其差值为0 cm。这证明程序适用于各种形式的矿体厚度计算，是可靠的，其计算结果是可信的，可以运用于实际项目中。

（3）程序的应用。手工计算矿体厚度的工作量很大，项目实施过程中运用本程序对每个矿体的各种厚度及加权品位按单工程进行计算，能够提高工作效率。

3 结语

利用Excel表格的灵活性及VBA编程功能设计的矿体厚度计算程序可以运用于各种地质工程中，计算过程中不需要人工考虑钻孔（采样线）倾向与矿体倾向的关系，在保证各计算参数正确的前提下能够正确计算出各种矿体厚度，最大限度减少因人工参与带来的失误。另外，运用本程序计算可以降低工作强度，提高工作效率。

1 白复锌，王善功，张永林，等.山东鑫汇金矿厚度突变矿体采矿方法的选择与应用［J］.黄金科学技术，2011，19（3）：68-69.

2 李石桥，郭俊华，孙 彬.SD方法在甘肃阳山矿区矿体储量核算中的应用[J].黄金科学技术，2009，17（5）：53-57.

3 阮志桥，袁全喜，李太升.斜孔中矿体真厚度计算及讨论[J].资源环境与工程，2008， 22（2）：228-231.

4 林善华.矿产资源储量计算小助手程序简介[J].福建地质，2011，30（1）：74-87.

5 吕喜旺，张锁云.矿体厚度计算通式的推导及应用[J].黄金科学技术，2012，20（3）：86-89.

6 陈 斌，毕云飞.中文版Excel2003电子表格制作全新教程[M].上海：上海科学普及出版社，2004.

7 韩加国.ExcelVBA从入门到精到［M］.北京：化学工业出版社，2009.

8 侯德义.找矿勘探地质学[M].北京：地质出版社，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，甘肃陇南人，助理工程师，从事地质矿产勘查工作。