大型露天煤矿釆剥工程量计算的分析

刘兴学

（伊吾广汇矿业有限公司，新疆 哈密 839000）

一、露天煤矿采剥工程量计量特点

1 釆剥工程量大

精准计量困难，计量结果与经济利益挂钩，结算过程中争议大。

2 单价不同

根据岩石硬度，剥离工程免爆破和爆破单价不同；根据装运设备，剥离工程大设备和小设备单价不同；不同运输距离的釆剥工程量单价不同。

3 延续计量

釆剥工程施工期间采用中间多次计量，每次计量是以上一次计量数据为基数，算至本次测量采集数据实际釆剥工程量，以此类推。

4 施工单位多

各单位施工区域界线划分，分家计量。结合露天煤矿釆剥工程施工特点，选择适合不规则施工区域工程量测算，操作简单、计量准确、出成果具有说服力结算无争议的合理计算方法显得至关重要。

二、两期法、方格网法、区域平衡法三种计量方法原理

1 DTM法土方计算—两期法

计算原理：利用开挖前后实地测量数据分别生成DTM三角网模型，通过两期DTM三角网计算每个三棱柱的填挖体积， N个三棱柱填挖体积相加求出此区域工程量，并绘出填挖分界线。

2 方格网法

计算原理：利用实地测量数据由相邻之间的高程点解算出每个方格四棱柱的填挖体积，N个四棱柱填挖体积相加求出此区域工程量，并绘出填挖分界线。

3 区域平衡法

计算原理：利用实地测量数据由相邻之间的高程点形成N个三角形的面积和平均高程，根据每个三角形的面积和平均高程解算出此区域开挖前后平均高度，开挖前平均高度减去开挖后平均高度形成高差，面积乘以高差求出此区域工程量，并绘出填挖分界线。

三、选取伊吾广汇矿业有限公司露天煤矿釆剥工程量计算对比分析，采用不同计量方法实例计算如下：

1 两期法。计算花费时间44分钟，计算结果如下：

实际挖方=挖方量-填方量=1323417.6-45858.6=1277559.0

2 方格网法。同一组数据设定不同“方格宽度”计算结果见表1。

同一组数据采用不同方格宽度计算，方格宽度越小挖方越大，方格宽度2m和20m计算结果误差为（2m-20m）/2m=8.3%。

3 区域平衡法。同一组数据设定不同“输入边界插值间隔”计算结果见表2。

4 计算结果对比（表3）

四、结论

综合上面对适应露天煤矿计算三种方法的计算分析，得出以下结论：

1 DTM法土方计算—两期法

①适应计算填挖方工程量。

②对计算区域边界三角网连接要求高，边界三角网连接直接影响计算结果的准确性。

③大釆剥工程量计算速度慢，适用不规则、起伏较大复杂地形两期工程量计算，计算结果准确。

④可直接算出填挖方量，不显示计算区域面积和高程，出成果时无数据依据，不适用出成果。

2 方格网法

①适应计算填挖方工程量。

②方格宽度设定数据不同计算结果相差较大。通过论证方格宽度越小计算工程量越准确，方格宽度太小无意义，最好与实际采集点的密度保持适中。

③大釆剥工程量计算速度一般，适用不规则、起伏较大复杂地形工程量计算。

④可直接算出填挖方量，显示每个方格内的计算信息、计算区域总面积、总填方和总挖方，一目了然，适用于出成果，但计算成果没有唯一性，露天煤矿釆剥工程量结算易发生争议；多用于场地平整填挖方工程量预算。

3 区域平衡法

①适应计算填方或挖方工程量，但无法计算填挖方工程量。

②输入边界插值间隔设定数据不同计算结果几乎不变，计算结果准确。

③大釆剥工程量计算速度快，适用不规则、起伏较大复杂地形工程量计算，计算中边界数据处理最优。

④不能直接算出挖方量，显示计算区域总面积、最小高程、最大高程、土方平衡高度，出成果时通过开挖面积乘以开挖前后两期土方平衡高度差值求出工程量，计算成果准确，适用出成果。

露天煤矿釆剥工程量计量具有延续，建议采用两期法和方格网法计算时不要修改三角网，避免造成人为误差；利用系统自动生成的三角网计量可以确保总工程量的准确性。

通过多次论证分析，上述三种计算方法都适用于高程落差大不规则区域采剥工程量计算。大型露天煤矿采剥工程量计算，宜采用区域平衡法，可以用两期法和方格网法进行检核。

表3 两期法、方格网法与区域平衡法计算结果对比表

[1]南方测绘CASS7.0成图软件用户手册[Z].

[2]李秀春，辛智，蔡庆飞，路晓玲.露天煤矿土石方剥离工程量计算的探讨[J].露天采矿技术，2010.