CASS9.1軟件在露天煤礦剝離量計算中的應用

摘 要：大型露天煤礦采剝量計算是關系到施工單位與建設單位利益的關鍵工作。CASS9.1軟件能高效快捷成圖并計算出剝離土石方工程量，解決工程量存在的糾紛與爭議，得到各方的認可。以內蒙古錫林郭勒盟賀斯格烏拉露天煤礦土石方剝離量復核驗收測量為例，淺析CASS9.1軟件在大型露天礦坑土方量計算中的計算步驟及相關經驗。

關鍵詞：CASS9.1；DTM法；土石方剝離量

引言

土石方剝離量計算是露天煤礦采掘工程量預算、編制施工組織設計和合理安排施工現場的重要依據，土石方計算的正確與否直接關系到施工單位和委托單位的利益，也會影響工程的后續施工。因此，如何利用外業采集的碎部點數據精確計算出土石方量已成為了參與工程各方日益關心的問題。

南方CASS9.1軟件是廣東南方數碼科技有限公司基于AUTOCAD平臺技術開發的地形地籍成圖軟件，其土石方量計算功能得到業內廣泛應用，并有各種工程領域的應用實例，獲得了較為滿意的成果。本文通過將CASS9.1軟件應用于內蒙古錫林郭勒盟賀斯格烏拉露天煤礦剝離量復核驗收測量為例，淺析CASS9.1軟件在大型露天煤礦土石方剝離量計算中的應用。

1 工程概況

內蒙古賀斯格烏拉煤礦位于錫林郭勒盟烏拉蓋管理區，該礦探明儲量達11.2億噸，設計規模年產達1500萬噸。該煤礦處于國家標準煤炭規劃區，也是內蒙古自治區及錫林郭勒盟大力建設烏拉蓋能源化工基地的重要原料基地。

賀斯格烏拉煤礦共有兩個采區，其中二采區占地約1.8km3，采坑內最低平臺距坑外原始地表高差達到90米。自2010年項目開工至今已經基本完成土石方剝離工作，露煤區已產出少量原煤。此次由第三方完成的土石方剝離量測量計算成為復核這三年土方測量工作的重要依據。

2 CASS9.1軟件的應用

CASS9.1軟件計算土方量有方格網法、斷面法、等高線法和DTM法等，其中各種方法都有其適用的條件。方格網法適用于高差不大的平坦地區，其優點是計算模型簡單、計算結果直觀以及速度較快。但缺點是，在地形復雜地區計算精度較低。斷面法一般適用于道路土方的平整計算。等高線法只適用于白紙圖掃描后的矢量化圖，因其要求圖內等高線必須是閉合的，所以一般很少采用。DTM法是靠建立三角網來計算土石方的，三角網構建好之后，用生成的三角網來計算每個三棱柱的填挖方量，最后累積得到指定范圍內的填方和挖方量。因此，對于地形極其復雜的情況使用基于DTM的三角網法是精度最高的。本次工程中依然使用了DTM法中的計算兩期間土方功能。

2.1 數據準備。利用GPS-RTK儀器現場采集露天礦坑范圍內的所有地形特征點。碎部點采集的精確度直接影響到土方計算的精度，因此技術設計書要求采集點位平均距離不能超過15m，并且要注意盡量消除現場積雪對采集真實地表信息的影響。之后將現場采集的數據導入至計算機中，并展會到CASS9.1軟件內。

2.2 三角網建立。將展會在圖內的高程點組成三角網，建立DTM。通過加入地性線和重組三角網等方法對不合理的三角網進行重新組合，直至DTM所生成的等高線能真實地表達測區的地表信息。最后對已修好的三角網成果進行保存，生成后綴為SJW的文件。

2.3 土方量計算。露天礦開挖之前的地形圖以及三角網成果由礦方提供。開挖之前測區地形較為平坦，三角網組網合理，因此原始地形的DTM成果可以直接利用。之后，以CASS9.1軟件中計算兩期間土方功能分別選取原始三角網和實測三角網文件，計算出露天礦總挖方量和填方量。

3 經驗總結

3.1 DTM法計算的不足之處是計算速度較慢。尤其是計算兩期間土方時需要逐個比較二期三角網與一期三角網之間的重疊區域，再對每個重疊三棱柱的體積進行計算累加，因此算量比較大。本次二期土方計算中共計算了DTM三角網126661個，平均用時10分鐘左右，生成的后綴為log文件達到17MB。當軟件開始計算并顯示無響應時可查看系統在三角網存放目錄下生成的dtmtf.log文件，該文件大小在不停地變化表示軟件正在進行計算。等到計算完畢，便會彈出土方計算成果表。

3.2 計算二期間土方時對測區邊界沒有太嚴苛的要求。如本次工程中可在采坑外圍適當距離內采集高程點，并參加土石方量計算。二期土方計算只是對現狀與原始地貌之間重疊部分進行計算，而采坑范圍外只有填土作業，因此計算出的挖方量便是采坑范圍內的真實土石挖方量。通過ARCGIS軟件生成了這二期間的土方填挖量效果圖，從中很明顯地識別出了填方只出現在了采坑外圍。

3.3 通過清華山維EPS2003軟件對原始數據進行獨立計算，驗證了南方CASS9.1軟件計算成果的可靠性。兩種軟件計算成果只相差1603m3，占到總體積0.00221%。

4 結語

在大型露天煤礦土石方剝離量計算中利用CASS9.1軟件的兩期間土方計算功能是可行且有效的。同時應保證外業數據的準確性和三角網的加密修繕，只有這樣才能計算出更加貼近真實的土石方量。

參考文獻

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[3]黃震曦.CASS7.0軟件在路基土石方工程量計算中的應用.中國市政工程，2012年10月，第5期，81-83頁.

作者簡介：徐劭俠（1984-），女，陜西藍田人，學士學位，任助理測繪工程師。