礦體幾何學

利用數學模型和圖象模型研究礦體形態和礦產特性分佈及其變化的學科。目的在於解決礦體在地質勘探、開採設計和開採中遇到的空間幾何問題。

在礦體勘探時期，研究礦體各種特性指標值的變化，確定勘探網密度，處理鑽孔(勘探點)資料，確定最低工業品位、最小開採厚度與圈定礦體或可採邊界，計算平均品位、金屬儲量或礦產儲量。

在礦體開採設計時期，應用礦體幾何圖，幫助選定井口最佳位置，企業或工業場地的場址;制訂礦體開採規劃。

在礦體開採時期，運用採掘過程中揭露的大量礦體形態和礦產特性方面的信息，繼續補充和修正原有的礦體幾何圖。對尚未查明的礦體的形態和特性進行預測，指示進一步勘探的方向; 統計與計算礦井的產量、損失量和貧化程度，分析其原因，以便制定減少損失的措施;確定合理的損失定額與貧化率;按礦產品用户的質量要求，確定和保證礦石質量的合理匹配。此外，在煤炭生產中還着重研究按開採準備程度的各級煤炭儲量圈算方法，計算各級煤炭儲量及其可採期，評價採掘平衡關係。

應用地質場，主要是地球化學場理論、地形式面理論、投影理論、概率-數理統計及其他數學方法，緊密結合地質學、採礦學、測量學原理與知識，依據實測資料分析礦體的形態與特性指標值的變化，以及它們空間展布的幾何特性;依開採準備程度、礦體特性變化程度、礦體研究程度或品位級別，計算和評價礦產儲量。

描述方法有圖式等值線法(圖解模型)和函數擬合法(解析模型)。圖式等值線法就是用等值線表示礦體的形狀、性質等指標值的變化與空間展布情況。某煤層的部分頂板等高線圖，圖中可以看出該部分煤層的形態要素的變化：煤層走向在西部為東西，經南北轉折至東部為北東;煤層傾角在西部較在東部的為緩。函數擬合法就是對礦體指標值的實際觀測數據整理後，選定與實際觀測數據相吻合的某一數學函數來表示礦體的待求指標值。

20世紀以前，礦體幾何問題只是在論述地質勘探、採礦的問題或課程中附帶地介紹。1742年，俄國學者 М. В. 羅蒙諾索夫 (М. В.Ломоносов)最先應用幾何學原理解決礦山生產中的實際問題。1805年，А. И. 馬克辛莫維奇 (А. И.Максимович)編著了《實用地下幾何學》。20世紀以來，礦體幾何學得到了巨大的發展，併成為獨立的一門學科。1905年，П.М. 列昂托夫斯基 (П. М.Леонтовский)編著了《礦層位態要素》。

1907年，В.И.包曼(В.И.Бауман)提出了包曼變位幾何分類法。1908年，包曼又提出了計算儲量的包曼法。1925年，П.К.索波列夫斯基(П. К. Соболевский)首次提出，並於1932年完善發表了《地球化學場理論》。這些研究成果為礦體幾何學成為一門獨立學科奠定了理論基礎。1965年，В. А. 布克林斯基(В. А. Букринский)編著的《礦體幾何實用教程》和1985年第二版《礦體幾何學教程》中，更廣泛、更系統地論述了處理和評價礦體幾何製圖數據的概率-數理統計法，論述了利用電子計算機擬合礦產特性指標值變化的數學模型，以及自動編繪礦體幾何圖的原理與技術。

20世紀50年代以來，中國的一些高等院校的礦山測量專業設置了礦體幾何學課程，開始了礦體幾何學的理論研究與生產中的實際應用。1987年編著出版了中國第一部礦體幾何學教材。

隨着礦業開發規模的擴大，勘探與生產過程的完全機械化與自動化，今後將進一步發展自動編繪礦體幾何圖的理論、方法和技術。在理論上應當研究礦體形態和性質分佈的結構關係，空間分佈規律及分佈的預測。按國民經濟發展的要求，開展礦產品經濟評價，以及研究更加符合生產要求的儲量計算的理論與方法。 ^[2]