上山緩傾斜礦房驗收數據程序處理與成圖

楊承金，張國棟，孫軍濤

（山東黃金礦業（萊州）有限公司三山島金礦， 山東 萊州市 261442）

0 引 言

曹家埠礦區含金石英脈傾角較陡（15°～40°），賦存標高－70～－130m，礦體鉛垂厚度0.2～0.6 m，平均厚度0.36m，厚度變化系數146%，屬于厚度變化不穩定型礦體。該礦脈沿走向具有膨脹收縮、尖滅再現之特點，傾向上具有波狀彎曲，總體呈大的緩波狀起伏。由于礦體緩且薄、分支復合、尖滅再現頻繁，在走向和傾向上不連續，頂板的穩固性為穩固至中等穩固的特點，主要采用小進路后退式全面采礦法開采。沿探礦采準上山每隔10～15m向相鄰上山掘進拉底采準小巷，在傾向上將礦體分為幾個礦段，然后再沿礦體走向，每隔8～10m沿礦體傾向向頂部拉底采準小巷施工進路小上山，從而又將幾個礦段分為若干小礦塊，然后開始后退式采礦，礦石經拉底采準小巷、探礦上山漏斗、下盤運輸巷、斜井運到地表。礦體的緩波狀起伏，使礦房回采也隨之起伏變化，因此，礦房的水平投影圖及剖面圖對回采工藝的正常進行尤其重要。

1 支距法采集數據

從進路小上山開口點沿上山方向拉尺，然后將皮尺沿鉛垂方向放在上山底板上，并量取開口點至尺端的垂高，從而得到尺端起始點的坐標及高程，然后再用羅盤測量皮尺前進方向的方位角，并做草圖記錄數據，隨后便可按照支距法采集驗收數據。記錄測點的左右支距、測線距離及測點位置的鉛垂全高。由于礦體在傾向上的波狀彎曲，小上山也隨之起伏，從而造成皮尺沿底板也起伏不定，如果不對測線皮尺的讀數進行改正，則礦房的平面圖與剖面圖將嚴重失真，從而為今后工程施工帶來安全隱患。因此，沿測線方向，從尺端點依次測量底板有明顯起伏的相鄰拐點間的傾角，可以采用手持式激光測距儀的傾角測量功能測量相鄰拐點的傾角，并記錄拐點的測線距離及傾角，如圖1所示。

圖1 手持測距儀傾角測量示意

2 數據處理

在采場完成數據采集后，內業的主要工作就是將數據輸入到利用Excel編制的計算程序表，計算出各測點的對象坐標。在L2單元格中輸入測線方向的方位角，在M2單元格中輸入礦區的勘探線方位角，再以B4單元格為起始單元格，依次輸入測點的左支距；以C4單元格為起始單元格，依次輸入測點的測線距離；以D4單元格為起始單元格，依次輸入測點的右支距；以E4單元格為起始單元格，依次輸入各測點的鉛垂全高；以F4單元格為起始單元格，依次輸入各測點的傾角。

采集數據輸入完畢后，計算程序表中的其他數據可運用Excel中sin（）正弦函數、cos（）余弦函數、PI（）函數、絕對地址引用編輯的計算公式求得。

測線水平投影計算公式：

由于測線上各測點的傾角不完全相同，而相鄰兩個測點的測線傾角則是唯一的，因此按照相鄰測點水平投影累加的方法計算某一測點水平投影距離，只要將G5單元格向下拖拉復制，就可計算出各個測點的水平投影距離。

同樣道理，各個測點的剖面垂直投影與尺端點投影的垂直距離，即采場的底板剖面投影可由下列公式計算：

各個測點位置頂板的投影與尺端點投影的垂直距離，即采場的頂板剖面投影可由下面公式計算：

測線剖面投影勘探線方向上的距離實際就是測線水平投影在勘探線方向上的正弦值，它表示的是沿勘探線方向，測點基線坐標的變化。測線與坐標線、勘探線、基線的相互位置關系如圖2所示。

圖2 測線水平投影與勘探線方向投影示意

由于勘探線方向都是平行的，且基線與勘探線相互垂直，測線方位與勘探線方位都是以真北方向為起始方向，因此，測線剖面投影勘探線方向上的水平距離計算公式為：

只要向下拖拉復制H4單元格，就可得到各個測點在剖面方向上的投影與尺端點剖面方向上的投影之間的水平距離。

3 微機成圖

通過Excel強大數據處理功能，可以得到所有測點的對象平面坐標與對象剖面坐標。礦房平面圖以尺端點坐標為坐標原點，以測線方向為X軸方向，建立對象坐標系，運用Excel提供的“＆”連接字符將測點的左支距、測線水平投影距離或者右支距、測線水平投影距離二個文本坐標數據，編輯轉換成為一個文本數據，即在K4單元格中輸入：K4＝G4＆"，"＆B4；在L4單元格中輸入：L4＝G4＆"，"＆－D4。由于右支距屬于對象坐標系中Y軸的反方向，因此公式中在“D4”前要冠以負號。選擇以K4單元格起始的K列數據，點擊復制按鈕，打開AutoCAD繪圖軟件，點擊多段線按鈕，將鼠標移至命令行，單擊鼠標右鍵，點擊粘貼命令，此時測點便展在AutoCAD對象坐標系范圍之中，再將多段線與原有的上山水平投影圖閉合，就可得到左側礦房平面圖。右側礦房平面圖同理也可得到。礦房或上山剖面圖以尺端點所在的勘探線位置與高程位置為坐標原點，以勘探線方向為X軸方向，建立對象坐標系。在M4單元格中輸入：M4＝H4＆"，"＆－I4；在N4單元格中輸入：N4＝H4＆"，"＆－J4。由于采場收圖一般沿上山方向，各個測點的高程均高于尺端點的高程，因此采場的頂、底板均在對象坐標系中Y軸的反方向，所以公式中“I4”、“J4”前都冠以負號。

4 結束語

Excel處理數據迅速準確，可以減少大量內業計算工作量；利用Excel與AutoCAD復制、粘貼功能自動展點，具有批量展點優勢，減輕了工作負擔；對于適用于支距法收圖的斜井、服務井、上山、小型采場等工程，都可采用該方法處理數據及成圖。

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［3］ 楊承金.三山島金礦采場測量數據處理程序設計與成圖［J］.采礦技術，2009，9（1）：124－125.

［4］ 何 勇.淺談鉆孔剖面投影問題［J］.科技信息，2007（16）：37－41.