上山缓倾斜矿房验收数据程序处理与成图

2013-05-05杨承金张国栋孙军涛

采矿技术 2013年2期

杨承金，张国栋，孙军涛

（山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿，山东莱州市 261442）

0 引言

曹家埠矿区含金石英脉倾角较陡（15°～40°），赋存标高－70～－130m，矿体铅垂厚度0.2～0.6 m，平均厚度0.36m，厚度变化系数146%，属于厚度变化不稳定型矿体。该矿脉沿走向具有膨胀收缩、尖灭再现之特点，倾向上具有波状弯曲，总体呈大的缓波状起伏。由于矿体缓且薄、分支复合、尖灭再现频繁，在走向和倾向上不连续，顶板的稳固性为稳固至中等稳固的特点，主要采用小进路后退式全面采矿法开采。沿探矿采准上山每隔10～15m向相邻上山掘进拉底采准小巷，在倾向上将矿体分为几个矿段，然后再沿矿体走向，每隔8～10m沿矿体倾向向顶部拉底采准小巷施工进路小上山，从而又将几个矿段分为若干小矿块，然后开始后退式采矿，矿石经拉底采准小巷、探矿上山漏斗、下盘运输巷、斜井运到地表。矿体的缓波状起伏，使矿房回采也随之起伏变化，因此，矿房的水平投影图及剖面图对回采工艺的正常进行尤其重要。

1 支距法采集数据

从进路小上山开口点沿上山方向拉尺，然后将皮尺沿铅垂方向放在上山底板上，并量取开口点至尺端的垂高，从而得到尺端起始点的坐标及高程，然后再用罗盘测量皮尺前进方向的方位角，并做草图记录数据，随后便可按照支距法采集验收数据。记录测点的左右支距、测线距离及测点位置的铅垂全高。由于矿体在倾向上的波状弯曲，小上山也随之起伏，从而造成皮尺沿底板也起伏不定，如果不对测线皮尺的读数进行改正，则矿房的平面图与剖面图将严重失真，从而为今后工程施工带来安全隐患。因此，沿测线方向，从尺端点依次测量底板有明显起伏的相邻拐点间的倾角，可以采用手持式激光测距仪的倾角测量功能测量相邻拐点的倾角，并记录拐点的测线距离及倾角，如图1所示。

图1 手持测距仪倾角测量示意

2 数据处理

在采场完成数据采集后，内业的主要工作就是将数据输入到利用Excel编制的计算程序表，计算出各测点的对象坐标。在L2单元格中输入测线方向的方位角，在M2单元格中输入矿区的勘探线方位角，再以B4单元格为起始单元格，依次输入测点的左支距；以C4单元格为起始单元格，依次输入测点的测线距离；以D4单元格为起始单元格，依次输入测点的右支距；以E4单元格为起始单元格，依次输入各测点的铅垂全高；以F4单元格为起始单元格，依次输入各测点的倾角。

采集数据输入完毕后，计算程序表中的其他数据可运用Excel中sin（）正弦函数、cos（）余弦函数、PI（）函数、绝对地址引用编辑的计算公式求得。

测线水平投影计算公式：

由于测线上各测点的倾角不完全相同，而相邻两个测点的测线倾角则是唯一的，因此按照相邻测点水平投影累加的方法计算某一测点水平投影距离，只要将G5单元格向下拖拉复制，就可计算出各个测点的水平投影距离。

同样道理，各个测点的剖面垂直投影与尺端点投影的垂直距离，即采场的底板剖面投影可由下列公式计算：

各个测点位置顶板的投影与尺端点投影的垂直距离，即采场的顶板剖面投影可由下面公式计算：

测线剖面投影勘探线方向上的距离实际就是测线水平投影在勘探线方向上的正弦值，它表示的是沿勘探线方向，测点基线坐标的变化。测线与坐标线、勘探线、基线的相互位置关系如图2所示。

图2 测线水平投影与勘探线方向投影示意

由于勘探线方向都是平行的，且基线与勘探线相互垂直，测线方位与勘探线方位都是以真北方向为起始方向，因此，测线剖面投影勘探线方向上的水平距离计算公式为：

只要向下拖拉复制H4单元格，就可得到各个测点在剖面方向上的投影与尺端点剖面方向上的投影之间的水平距离。

3 微机成图

通过Excel强大数据处理功能，可以得到所有测点的对象平面坐标与对象剖面坐标。矿房平面图以尺端点坐标为坐标原点，以测线方向为X轴方向，建立对象坐标系，运用Excel提供的“＆”连接字符将测点的左支距、测线水平投影距离或者右支距、测线水平投影距离二个文本坐标数据，编辑转换成为一个文本数据，即在K4单元格中输入：K4＝G4＆"，"＆B4；在L4单元格中输入：L4＝G4＆"，"＆－D4。由于右支距属于对象坐标系中Y轴的反方向，因此公式中在“D4”前要冠以负号。选择以K4单元格起始的K列数据，点击复制按钮，打开AutoCAD绘图软件，点击多段线按钮，将鼠标移至命令行，单击鼠标右键，点击粘贴命令，此时测点便展在AutoCAD对象坐标系范围之中，再将多段线与原有的上山水平投影图闭合，就可得到左侧矿房平面图。右侧矿房平面图同理也可得到。矿房或上山剖面图以尺端点所在的勘探线位置与高程位置为坐标原点，以勘探线方向为X轴方向，建立对象坐标系。在M4单元格中输入：M4＝H4＆"，"＆－I4；在N4单元格中输入：N4＝H4＆"，"＆－J4。由于采场收图一般沿上山方向，各个测点的高程均高于尺端点的高程，因此采场的顶、底板均在对象坐标系中Y轴的反方向，所以公式中“I4”、“J4”前都冠以负号。