[科普中国]-矿体几何学

属于矿山测量学和采矿学的一个分支。指用图解和分析等方法，研究矿体的空间几何形态、埋藏条件以及矿产质量的分布和变化规律，以解决矿床勘探和开采中有关问题的一门学科。随着计算机和数学地质的发展，矿体几何学研究的内容已逐渐融入数学地质学科之中。1

研究内容及意义利用数学模型和图象模型研究矿体形态和矿产特性分布及其变化的学科。目的在于解决矿体在地质勘探、开采设计和开采中遇到的空间几何问题。

在矿体勘探时期，研究矿体各种特性指标值的变化，确定勘探网密度，处理钻孔(勘探点)资料，确定最低工业品位、最小开采厚度与圈定矿体或可采边界，计算平均品位、金属储量或矿产储量。

在矿体开采设计时期，应用矿体几何图，帮助选定井口最佳位置，企业或工业场地的场址;制订矿体开采规划。

在矿体开采时期，运用采掘过程中揭露的大量矿体形态和矿产特性方面的信息，继续补充和修正原有的矿体几何图。对尚未查明的矿体的形态和特性进行预测，指示进一步勘探的方向; 统计与计算矿井的产量、损失量和贫化程度，分析其原因，以便制定减少损失的措施;确定合理的损失定额与贫化率;按矿产品用户的质量要求，确定和保证矿石质量的合理匹配。此外，在煤炭生产中还着重研究按开采准备程度的各级煤炭储量圈算方法，计算各级煤炭储量及其可采期，评价采掘平衡关系。

研究方法应用地质场，主要是地球化学场理论、地形式面理论、投影理论、概率-数理统计及其他数学方法，紧密结合地质学、采矿学、测量学原理与知识，依据实测资料分析矿体的形态与特性指标值的变化，以及它们空间展布的几何特性;依开采准备程度、矿体特性变化程度、矿体研究程度或品位级别，计算和评价矿产储量。

描述方法有图式等值线法(图解模型)和函数拟合法(解析模型)。图式等值线法就是用等值线表示矿体的形状、性质等指标值的变化与空间展布情况。如图所示为某煤层的部分顶板等高线图。从图中可以看出该部分煤层的形态要素的变化：煤层走向在西部为东西，经南北转折至东部为北东;煤层倾角在西部较在东部的为缓。函数拟合法就是对矿体指标值的实际观测数据整理后，选定与实际观测数据相吻合的某一数学函数来表示矿体的待求指标值。

起源和发展20世纪以前，矿体几何问题只是在论述地质勘探、采矿的问题或课程中附带地介绍。1742年，俄国学者 М. В. 罗蒙诺索夫 (М. В.Ломоносов)最先应用几何学原理解决矿山生产中的实际问题。1805年，А. И. 马克辛莫维奇 (А. И.Максимович)编著了《实用地下几何学》。20世纪以来，矿体几何学得到了巨大的发展，并成为独立的一门学科。1905年，П.М. 列昂托夫斯基 (П. М.Леонтовский)编著了《矿层位态要素》。

1907年，В.И.包曼(В.И.Бауман)提出了包曼变位几何分类法。1908年，包曼又提出了计算储量的包曼法。1925年，П.К.索波列夫斯基(П. К. Соболевский)首次提出，并于1932年完善发表了《地球化学场理论》。这些研究成果为矿体几何学成为一门独立学科奠定了理论基础。1965年，В. А. 布克林斯基(В. А. Букринский)编著的《矿体几何实用教程》和1985年第二版《矿体几何学教程》中，更广泛、更系统地论述了处理和评价矿体几何制图数据的概率-数理统计法，论述了利用电子计算机拟合矿产特性指标值变化的数学模型，以及自动编绘矿体几何图的原理与技术。

20世纪50年代以来，中国的一些高等院校的矿山测量专业设置了矿体几何学课程，开始了矿体几何学的理论研究与生产中的实际应用。1987年编著出版了中国第一部矿体几何学教材。

发展趋势随着矿业开发规模的扩大，勘探与生产过程的完全机械化与自动化，今后将进一步发展自动编绘矿体几何图的理论、方法和技术。在理论上应当研究矿体形态和性质分布的结构关系，空间分布规律及分布的预测。按国民经济发展的要求，开展矿产品经济评价，以及研究更加符合生产要求的储量计算的理论与方法。2

本词条内容贡献者为:

杨刚 - 教授 - 西南大学