三山岛金矿井巷工程三面图同步生成研究

杨承金，孙军涛，闫冬光

(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

三山岛金矿为确保企业生产的持续稳定增长，结合生产实际，在保障采场安全的基础上，通过加强采掘工艺技术管理，将“点柱式水平上向分层充填采矿法”回采工艺，优化为“盘区进路式水平上向分层充填采矿法”，降低了采场回采损失率与贫化率，保障了采场的采出矿能力，弥补了矿量负变和品位下降的不足。然而该回采工艺的采准工程量较大，且要求严格按照工程设计施工，坚决杜绝盘区采联、一步盘区采场施工过宽或偏离设计，从而保证二步采盘区采场的正常回采，采用“支距法”采集数据、对象坐标平面成图、人工推算数据做剖面图的工作方式，严重增加了测量技术人员的内业工作量。为了绘制精度较高的采场工程图，决定采用尼康2.c全站仪采集数据，通过ExceL平台编制的程序表，同步生成井巷工程三面图展点数据，实现了数据处理的电算化，并利用Excel与AutoCAD复制、粘贴功能实现了自动展点成图，避免了人工推算数据出现错误的可能性，减轻了人工成图工作负担，大大提高了测量技术人员工作的质量与效率。

1 数据采集

采用尼康全站仪采集数据，首先在控制点下对中整平仪器，然后建站X坐标为0、Y坐标为0、高程Z为0，再输入实测仪器高及站标高0，最后后视已知控制点，并输入后视方位角0，进行确认后即可收图。对于平行于勘探线方向的采联、风联、溜联、风井、溜井、盘区采场等工程，按照顺时针方向由近及远、先平面后顶底的顺序收图；对于非平行于勘探线方向的斜坡道、中段巷、分段巷、采场中进路等工程，按照勘探线线号增大方向，先收左帮，然后收右帮，再收顶板，最后收底板，由于勘探线处断面图成图数据是通过编制的程序表自动推算的，因此，同一类型的数据沿勘探线线号增大方向是连续的，禁止折返收点，如图1所示。

图1 现场采集工程数据

2 数据处理

2.1 采集数据导入

采用尼康2.c全站仪采集数据后，按照东坐标、北坐标、高程、备注格式导出Excel文件，并打开文件，其中备注为收图时左帮、右帮、顶板、底板的字母代号，分别为zb、yb、g、d，再打开程序表，然后将测量数据复制到程序表中，并输入井下测站控制点、后视点的实际坐标，程序表即可完成已知控制点坐标反算、假定坐标系与平面坐标系改算、平面坐标系与勘探线坐标系改算、勘探线剖面图基线坐标与高程自动推算等平剖面图展点数据。

2.2 改算假定坐标为实际平面坐标

采集数据导入完毕后，通过计算程序表运用Excel中SIGN()符合函数、ATAN2()反正切函数、SQRT()平方根函数、SIN()正弦函数、COS()余弦函数、PI()函数、绝对地址引用计算公式，求得后视起始实际方位角、站点至测点假定方位角、站点至测点实际水平距离、站点至测点实际方位角、测点实际X坐标、Y坐标、Z坐标。在B6、C6、D6输入假定站点X坐标0、Y坐标0、Z高程0，在F6、G6、H6输入假定站点X坐标、Y坐标、Z高程，在F8、G8输入后视点X坐标、Y坐标，那么其他数据通过计算公式即可求得。

站点至后视点起始实际方位角：

假定坐标系站点至测点方位角：

站点至测点实际方位角：假定坐标系站点至测点方位角是以假定后视方位角为0测得数据反算求得的，该方位角实际也就是站点至测点方向线与后视方向线的水平夹角，那么该水平夹角加上后视起始方向的实际方位角，可得到站点至测点的实际方位角，即H11=F11+$H$8。

测点实际X坐标、Y坐标、Z坐标可由下式所得：

I11=$F$6+G11*COS(H11*PI()/180)；

J11=$G$6+G11*SIN(H11*PI()/180)；

K11=D11+$H$6

2.3 改算实际平面坐标为勘探线坐标

首先确定一个基点，该基点平面坐标与勘探线坐标已知，并且对应。在I6、J6输入基点平面坐标X、平面坐标Y，在I8、J8输入基点基线坐标、勘探线坐标，在L6输入正北方向线与勘探线方向线的夹角，通过编制的计算公式，可以推算出基点至测点的实际水平距离、基点至测点的实际方位角、基点至测点勘探线坐标系方位角、测点的基线坐标、测点的勘探线坐标、测点的高程。

基点至测点的实际水平距离：

测点勘探线坐标系的基线坐标、勘探线坐标、高程可由下式求得：

O11=$I$8-L11*COS(N11*PI()/180)；

P11=$J$$8+L11*SIN(N11*PI()/180)；

Q11=D11+$H$6。

2.4 非平行于勘探线方向工程，勘探线剖面图数据的推算

非平行于勘探线方向的工程，如斜坡道、中段巷、分段巷等开拓工程，一个测站数据往往涉及5个勘探线剖面图，井下收图时只能收工程的特征点，然后连线成图，再通过平面图量取勘探线处的基线坐标、根据高程推算勘探线处顶底板高程，最后展点做图，内业工作量大，且不能保证所有推算的数据准确无误。通过ExceL平台提供的函数，编制下列公式即可完成勘探线处成图数据的推算。

测点连线与基线水平夹角的推算：

W12=$W$8-P12

其中，$W$8为所求勘探线基线坐标的勘探线线号，P12为测点的勘探线坐标。

剖面勘探线处的基线坐标推算：

X12=O12+W12*TAN(V13*PI()/180)

当W12为最后一个正值间距时，所对应的X12坐标才是所求勘探线号的基线坐标。

测点之间的坡度推算：

剖面勘探线处高程推算：

Z12=Q12+W12*TAN(Y13*PI()/180)

当W12为最后一个正值间距时，所对应的Z12坐标才是所求勘探线号处的高程。

剖面勘探线成图数据：

通过依次选择左帮、右帮、顶板、底板4类数据最后一个正值间距所对应的剖面勘探线成图数据，复制，打开对应的勘探线线号剖面图，选择点命令，在命令行点右键粘帖，即可连线成图。

3 微机成图

运用Excel提供的Fixed函数、“&”连接字符、“，”联合引用字符，将平面图成图数据X坐标、Y坐标,剖面图成图数据基线坐标、高程,纵投影图成图数据勘探线坐标、高程等数据编辑转换成为相应的文本数据，即:

在R11单元格中输入

R11=FIXED(J11，3,1)&″,″&FIXED(I11,3,1); 在S11单元格中输入

S11=FIXED(O11，3,1)&″,″&FIXED(Q11,3,1); 在T11单元格中输入

T11=FIXED(P11，3,1)&″,″&FIXED(Q11,3,1)。 选择成图数据单元格，点击复制按钮，打开平面图、剖面图或纵投影图等AutoCAD图件，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图上。

4 结束语

该文以井下现场实测收图工作流程为依据、以同步生成井巷工程平面图、剖面图及纵投影图展点数据为目标，通过采用Excel编制的计算程序，完成已知控制点坐标反算、假定坐标系与平面坐标系改算、平面坐标系与勘探线坐标系改算、勘探线剖面图基线坐标与高程自动推算、井巷工程三面图自动展点成图等项目功能的开发，该项目功能将有助于提高井巷工程三面图的成图精度，确保井巷工程三面图一一对应，避免纵投影图、剖面图人工推算数据绘图误差，彻底改变井巷工程三面图绘制的工作方式，从而大大提高工作的质量与效率。

参考文献：

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[4]神龙工作室.新手学Excel公式.函数与图表[M].北京：人民邮电出版社，2007.

[5]任 今，新编中文 AutoCAD 2005 短期培训教程[M]，西安：西北工业大学出版社，2005.

[6]何 勇.浅谈钻孔剖面投影问题[J].科技信息，2007(16)：37-41.