淺談Excel在礦山坑道剖面測量中的應用

王小永

（洛陽城市建設勘察設計院有限公司，河南 洛陽 471000）

1 引言

Excel 是目前比較流行的電子表格制作軟件，具有數據管理、編輯和處理功能，可以按照不同用戶的意圖執行編寫公式、調用函數等相關數學運算。

近年來，隨著國際資源消費量的增加及我國經濟的快速發展，資源性礦山得到了蓬勃發展。在此背景下，由于長期開采地下礦山產生了縱橫交錯的坑道及采空區，弄清這些坑道及采空區在平面位置上的分布狀況和在剖面位置上的形態，不僅能夠避免因地表建設活動出現的塌陷安全隱患，也能夠為正常生產探礦以及礦山資源儲量估算提供數據保障。

面對錯綜復雜的礦山工程，如果能有一個準確、快捷的方法繪制平面圖及剖面圖，將會大大提高工作效率。經過多年實踐，總結出了利用全站儀加塔尺測量數據，采用Excel 進行數據編輯，并在南方CASS 中快速展點并繪制剖面圖的方法。本文以嵩縣某坑道剖面為例，從數據獲取、數據編輯、剖面圖繪制等方面予以介紹。

2 剖面數據的獲取

剖面數據的獲取有很多方法，主要有水準儀量距法、全站儀實測法、全站儀加塔尺量距法等，本文重點討論全站儀加塔尺量距法。

以嵩縣某礦區生產坑道為例，D5 號導線點為起始點，D9 號導線點為終點，把全站儀架設在D5 上整平后，將豎直角度撥至90°00′00″并固定，此角度在全程測量中始終保持不變。先量取全站儀至D5 的高度，再垂直量取全站儀至底板的高度并記錄在手簿中。以D5 為起始點，拉皮尺至5 米的地方以塔尺0 米朝下放于底板上，通過全站儀讀取塔尺數據并記錄，再將塔尺0米朝上放于頂板，通過全站儀讀取塔尺數據并記錄。以此類推每5 米記錄上下兩個數據，直至D9 號導線點時結束。坑道剖面測量示意圖如圖1 所示。將測量得出的數據整理至Excel 數據表格中，數據成果如表1 所示，A 列為序號，B 列為讀取點至起始點的距離，C 列為頂板高差，D 列為底板高差，E 列為基準高程，基準高程=D5 頂板高程-高差（即709.524-0.945=708.579），F、G 列為坑道的頂板高程和底板高程。坑道頂板高程=基準高程+頂板高差，坑道底板高程=基準高程+底板高差，利用Excel 編寫計算公式，自動計算出所有測量點位的頂板高程和底板高程數據。

圖1 坑道剖面測量示意圖

表1 某坑道頂、底板高程數據成果

3 利用Excel 建立數據文件

利用表1 的坑道頂、底板高程數據成果，在Excel 數據表格中利用南方CASS 進行DAT 展點格式的數據編輯。某坑道頂、底板高程成果展點數據如表2所示，A 列為序號，B 列為距離起始點的距離，C 列為坑道頂板高程，D 列為坑道底板高程。因南方CASS 下DAT 數據格式要求為“點號,,東坐標,北坐標,高程”，因此，可以依據此格式編寫相應代碼公式，并自動計算E 列、F 列所有成果數據。

表2 某坑道頂、底板高程成果展點數據

新建DAT 數據文件，將計算所得的頂板展點數據與底板展點數據分別粘貼于DAT 文件中，得到最終的展點數據成果。

4 在南方CASS7.0 中繪制剖面圖

在南方CASS7.0 軟件中，根據作圖需要選擇適當的比例尺，通過繪圖處理菜單下的展高程點命令，導入坑道頂、底板展點數據，并可以運用setpara 命令來改變展點高程的文字高度，打開對象捕捉選擇，選擇圓心選項，用pline（多線段）從左至右依次分別連接巷道頂板及底板各個高程點，同時根據連線位置適當調整高程點位置，通過適當編輯即可得到本測段相應比例尺的坑道頂、底板剖面圖（如圖2 所示）。

5 利用Excel 繪制剖面圖的優缺點

5.1 利用Excel 繪制剖面圖的優點

（1）無需建站，避免因長時間儀器對中建站影響礦區正常生產秩序。

（2）避免了建站時坐標數據及高程數據輸入時的錯誤概率。

（3）儀器操作步驟簡單明了，專業程度得以簡化。

（4）觀測時間短，降低了勞動強度，最大限度地保護人身安全。

（5）數據準確、可靠性高。

5.2 利用Excel 繪制剖面圖的缺點

（1）地下坑道工程不規則的形狀和煙塵濃度高等因素限制了激光的照射距離，增加了轉彎巷道的儀器建站次數。

（2）測量時需要用手工記錄代替儀器記錄，增加了人員數量，儀器自動化程度有所降低。

圖2 嵩縣某坑道剖面圖

6 結束語

礦山測量中包含大量坑道和采空區的平面及剖面測量工作。通過在Excel 軟件中編輯距離與高程的DAT 數據文件，可以快速完成南方CASS 下批量展點并連線。目前，利用Excel 軟件數據編輯功能繪制剖面圖的方法，在嵩縣某礦區坑道剖面測量中已得到推廣應用。盡管該方法仍有缺點，但實踐證明，利用Excel 軟件制作剖面所得成果較其他繪制剖面圖的方法省時、省力、簡便、高效、可靠，不僅能保證剖面圖的質量、精度，還可以大大提高工作效率、降低勞動強度。

利用Excel 軟件的計算功能不僅能進行各種工程量的計算、統計，還可以利用其數據庫功能對數據進行編輯、排序、篩選等。Excel 軟件功能齊全，社會普及率高，使用者無需太多專業知識即可學會，若廣大工程技術人員都能熟練掌握Excel 功能，一定能給工作帶來諸多便利，大大提高工作效率。