柏 瑞，朱學(xué)禮，李海松，尹 瓊

（1.山東黃金地質(zhì)礦產(chǎn)勘查有限公司，山東 萊州 261400；2.中國(guó)冶金地質(zhì)總局山東正元地質(zhì)勘查院，濟(jì)南 250101；3.昆明冶金高等專(zhuān)科學(xué)校，昆明 610051）

計(jì)算礦體厚度的萬(wàn)能程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用

柏 瑞1，朱學(xué)禮1，李海松2，尹 瓊3

（1.山東黃金地質(zhì)礦產(chǎn)勘查有限公司，山東 萊州 261400；2.中國(guó)冶金地質(zhì)總局山東正元地質(zhì)勘查院，濟(jì)南 250101；3.昆明冶金高等專(zhuān)科學(xué)校，昆明 610051）

地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中經(jīng)常計(jì)算礦體的各種厚度，礦體厚度的計(jì)算涉及多種參數(shù)和形式，手工計(jì)算復(fù)雜且容易出錯(cuò)。為了解決繁瑣的計(jì)算問(wèn)題，筆者以Excel及其內(nèi)嵌的VBA為平臺(tái)，設(shè)計(jì)了能夠計(jì)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(jì)算程序，操作簡(jiǎn)便，計(jì)算準(zhǔn)確，可以運(yùn)用于實(shí)際的地質(zhì)項(xiàng)目中。本程序適用于地表鉆探、槽探、潛井、坑內(nèi)鉆、巷道及剖面測(cè)量等地質(zhì)手段的礦體厚度計(jì)算，可謂萬(wàn)能厚度計(jì)算程序。

Excel VBA；礦體厚度；萬(wàn)能程序

礦體厚度是礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)中非常重要的指標(biāo)，在資源儲(chǔ)量估算、計(jì)算平均品位中應(yīng)用非常廣泛［1-5］。資源儲(chǔ)量估算過(guò)程中，經(jīng)常用到的厚度參數(shù)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(jì)算礦體厚度首先需要確定鉆孔的穿礦長(zhǎng)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(shù)據(jù)可以直接測(cè)量或從礦體研究中獲得。軟件Excel 功能強(qiáng)大、使用方便、界面美觀，基本功能有電子表格處理、數(shù)據(jù)分析、圖表演示[6]，本程序利用EXCEL內(nèi)置的VBA使重復(fù)的任務(wù)自動(dòng)化，從而完成復(fù)雜的數(shù)據(jù)運(yùn)算[7]。本程序能夠自動(dòng)計(jì)算各種形式下的厚度，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。

1 公式的選擇及運(yùn)用

鉆探具有效率高、投資少的特點(diǎn)。隨著探礦工程的逐步開(kāi)展，鉆探工程的應(yīng)用所占比例越來(lái)越大。計(jì)算鉆孔中見(jiàn)礦厚度的方法較多，經(jīng)過(guò)比較，以侯德義公式為基礎(chǔ)[8]，從鉆孔傾斜方向且不垂直礦體走向的垂直厚度計(jì)算公式尋找突破口，完成各種厚度的計(jì)算。

傾斜礦體在鉆孔中的厚度計(jì)算涉及多個(gè)參數(shù)，這些參數(shù)可以直接或間接地獲得，各種參數(shù)及礦體厚度的關(guān)系如圖1所示。

圖1 礦體各種厚度及參數(shù)關(guān)系圖

礦體鉛垂厚度的計(jì)算公式：M1=L(sinα±cosα×tgβ×cosγ)，注：γ=λ-φ，當(dāng)鉆孔方位與礦體傾向相同時(shí)，用“-”號(hào)，當(dāng)鉆孔方位與礦體傾向相反時(shí)，用“+”號(hào)；礦體真厚度的計(jì)算公式：M2=M1×cosβ；垂直礦體走向的水平厚度計(jì)算公式：M3=M1ctgβ；勘探線方向礦體水平厚度計(jì)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(zhǎng)度（樣長(zhǎng)）；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(nèi)鉆、淺井、探槽、巷道、剖面測(cè)量可以視為地表鉆的特殊形式，數(shù)據(jù)整理時(shí)α取值仰角為負(fù)，俯角為正。通過(guò)這一變換，上述公式適合任何地質(zhì)工程中的礦體厚度計(jì)算，利用Excel VBA編程判斷功能，使之成為一個(gè)萬(wàn)能厚度計(jì)算程序。

2 厚度計(jì)算程序設(shè)計(jì)及應(yīng)用

2.1 設(shè)計(jì)思路

2.1.1 界面設(shè)計(jì)思路

利用Excel表格數(shù)據(jù)能靈活復(fù)制的功能，把所得參數(shù)數(shù)據(jù)復(fù)制進(jìn)表格中，沒(méi)有的參數(shù)數(shù)據(jù)可以為空，計(jì)算過(guò)程以“0”代替，界面力求簡(jiǎn)潔實(shí)用；設(shè)計(jì)兩個(gè)功能健，一個(gè)是一鍵清除已有數(shù)據(jù)，以方便進(jìn)行下一工程計(jì)算；另一個(gè)功能鍵能夠自動(dòng)判別、計(jì)算各種厚度數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)界面如圖2所示。

圖2 厚度計(jì)算界面圖

2.1.2 程序設(shè)計(jì)思路

解決厚度自動(dòng)計(jì)算的關(guān)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(yīng)用中的“+”“-”號(hào)問(wèn)題。利用VBA中的for…next語(yǔ)句、while…wend語(yǔ)句、if…then語(yǔ)句，采取循環(huán)、條件判斷方式篩選出符合要求的條件來(lái)計(jì)算礦體厚度。同時(shí)在計(jì)算礦體厚度的過(guò)程中，以樣長(zhǎng)為權(quán)值計(jì)算出單工程的加權(quán)品位。

（1）程序設(shè)計(jì)（VBA厚度計(jì)算程序）。程序設(shè)計(jì)程序如下所示。

（2）程序可靠性的驗(yàn)證。筆者利用傳統(tǒng)的做圖方法在AutoCAD中對(duì)各種方式下的礦體厚度進(jìn)行了做圖量取，與用VBA程序計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)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(jì)算，是可靠的，其計(jì)算結(jié)果是可信的，可以運(yùn)用于實(shí)際項(xiàng)目中。

（3）程序的應(yīng)用。手工計(jì)算礦體厚度的工作量很大，項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中運(yùn)用本程序?qū)γ總€(gè)礦體的各種厚度及加權(quán)品位按單工程進(jìn)行計(jì)算，能夠提高工作效率。

3 結(jié)語(yǔ)

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

1 白復(fù)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(yīng)用［J］.黃金科學(xué)技術(shù)，2011，19（3）：68-69.

2 李石橋，郭俊華，孫 彬.SD方法在甘肅陽(yáng)山礦區(qū)礦體儲(chǔ)量核算中的應(yīng)用[J].黃金科學(xué)技術(shù)，2009，17（5）：53-57.

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

4 林善華.礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量計(jì)算小助手程序簡(jiǎn)介[J].福建地質(zhì)，2011，30（1）：74-87.

5 呂喜旺，張鎖云.礦體厚度計(jì)算通式的推導(dǎo)及應(yīng)用[J].黃金科學(xué)技術(shù)，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?？茖W(xué)普及出版社，2004.

7 韓加國(guó).ExcelVBA從入門(mén)到精到［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

8 侯德義.找礦勘探地質(zhì)學(xué)[M].北京：地質(zhì)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(zhì)礦產(chǎn)勘查工作。