南方CASS7.1與3DMine計算量方法對比-以牛苦頭露天礦坑土石方剝離量復(fù)核驗收測量為例

許文洪，李雙龍，楊保蝦，王新雨

（1．青海鴻鑫礦業(yè)有限公司，格爾木 816099；2. 北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限責(zé)任公司，北京 100012）

CASS軟件是基于CAD平臺開發(fā)的一套集地形、地籍、空間數(shù)據(jù)建庫、工程應(yīng)用、土石方算量等功能為一體的軟件系統(tǒng)（張海濤，2020；張全勝，2020）。自CASS軟件推出以來，軟件銷量超過18000套，市場占有率遙遙領(lǐng)先，已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)應(yīng)用最廣、使用最方便快捷的軟件品牌。也是用戶量最大、升級最快、服務(wù)最好的主流成圖和土石方計算軟件系統(tǒng)。CASS軟件經(jīng)過十幾年的穩(wěn)定發(fā)展，市場和技術(shù)十分成熟，用戶遍及全國各地，涵蓋了測繪、國土、規(guī)劃、房產(chǎn)、市政、環(huán)保、地質(zhì)、交通、水利、電力、礦山及相關(guān)行業(yè)，得到了用戶的一致好評，南方CASS工藝是一種改良型SBR工藝，它具有流程簡單、占地少、投資及運行費用低、管理方便，但也存在著一定的局限性，需要在理論和實踐上對其進行深入的研究以使其進一步完善。南方CASS工藝是由Goronszy教授在ICeAS的基礎(chǔ)上研究開發(fā)出來的一種改進型SBR工藝。1986年美國國家環(huán)保局正是宣布CASS工藝為革新代用技術(shù)。

3DMine軟件由北京東澳達(dá)科技有限公司開發(fā)的三維礦業(yè)工程軟件、礦山應(yīng)用軟件。3DMine軟件可廣泛應(yīng)用于金屬、非金屬、煤炭、建材等固體礦產(chǎn)資源的數(shù)據(jù)管理、地質(zhì)模型、資源量估算、采礦設(shè)計與計劃等多方面（鄒進超等，2021）。2019年在中國國際礦業(yè)大會上發(fā)布的3DMine Plus版本功能更強大，更可連接數(shù)據(jù)中心，搭建基于實時數(shù)據(jù)的三維礦山數(shù)字化平臺。3DMine Plus軟件不僅具有符合國際標(biāo)準(zhǔn)的強大功能，還符合國內(nèi)礦山背景和使用習(xí)慣，極大地提高了地質(zhì)、測量和采礦的生產(chǎn)效率、資源利用率和經(jīng)濟效益。

圖1 牛苦頭礦區(qū)地質(zhì)簡圖（據(jù)王新雨等，2020）

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

牛苦頭M1礦權(quán)范圍行政區(qū)劃隸屬格爾木市烏圖美仁鄉(xiāng)，地理位置：東經(jīng)92° 04′26″-92° 06′46″，北緯36°58′26″-36°59′15″，面積5.23km2。牛苦頭M1磁異常區(qū)Pb、Zn金屬量共51萬噸，礦體覆存深度30-110m，目前采取露天開采方式（王新雨等，2020）。

在礦區(qū)出露面積較大，主要分布在礦區(qū)南、東側(cè)，為一套淺海相碳酸鹽沉積，地層總體傾向北北東，主要巖性為大理巖、結(jié)晶灰?guī)r。礦區(qū)施工的鉆探工程中均揭露了該套地層，地層西側(cè)薄東側(cè)厚，一般在140m左右，最厚為183m，地層總體北傾，產(chǎn)狀10~20°，傾角20~50°。該地層與深部巖體接觸，接觸帶附近形成了賦礦矽卡巖，說明該套地層與深部中酸性巖體是狀構(gòu)造，方解石含量70~90%。結(jié)晶灰?guī)r：灰-灰白色，一般為微細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，條帶狀構(gòu)造。方解石含量在80%左右。

2 數(shù)據(jù)來源

本文數(shù)據(jù)來源均來自于牛苦頭礦區(qū)露天采場，由GPSRTK統(tǒng)一采集；本次工作使用GPS-RTK型號為：中海達(dá)V98rtk（圖2），國產(chǎn)，精度：平面±0.25m+1ppm，高程精度：±0.50m+1ppm。

圖2 本文數(shù)據(jù)采集所使用的國產(chǎn)中海達(dá)V98rtk

3 計算方法及計算結(jié)果

筆者分別采用南方CASS7.1方格網(wǎng)法和3DMine網(wǎng)格法對露天采場3540平臺西北側(cè)土石方剝離量進行了計算（數(shù)據(jù)來源為現(xiàn)場驗收數(shù)據(jù)）。

其中，南方CASS7.1方格網(wǎng)法土方計算方法見下圖（圖3），計算結(jié)果為：總填方量為61.8m3，總挖方量為13235.1m3。

圖3 南方CASS7.1方格網(wǎng)法計算方法及計算結(jié)果

而3DMine網(wǎng)格法計算結(jié)果見下圖（圖4），計算結(jié)果為：總填方量為64.9m3，總挖方量為13671.9m3。

圖4 3DMine網(wǎng)格法計算方法及計算結(jié)果（黃色表面為上期開挖面積；紅色表面為本期開挖面積）

4 分析討論

填方量：南方CASS軟件計算結(jié)果比3DMine軟件計算結(jié)果少3.1m3（約占總立方量的5%）。挖方量：南方CASS軟件計算結(jié)果比3DMine軟件計算結(jié)果少436.85m3（約占總立方量的3%）。即南方CASS軟件計算結(jié)果比3DMine軟件無論是對挖方量計算還是填方量計算，精度范圍都在5%以內(nèi)。在實際驗收過程中，3DMine軟件可視化效果更好，更易于檢查高程點是否存在錯誤，但南方CASS軟件計算更簡單操作。因此，在精度范圍允許范圍內(nèi)以及本單位對于計算軟件的習(xí)慣，本單位在土方量驗收過程中采用南方CASS軟件。

5 結(jié)論

南方CASS軟件和3Dmine軟件在M1露天礦坑土方量計算結(jié)果基本一致，其中3DMine軟件可視化效果更好，更易于檢查高程點是否存在錯誤，但南方CASS軟件計算更簡單操作。在露天采坑土方量計算過程中，對于兩種軟件的選取，可根據(jù)單位的軟件延續(xù)習(xí)慣，或者實際工作中對于高程錯誤檢查的需求來決定。