董念忠 張利君 盛學(xué)棟 趙繼勇 程光華(.山東黃金礦業(yè)(萊西)有限公司；2.北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院；3.金屬礦山高效開(kāi)采與安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)

SURPAC VISION在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

董念忠1張利君1盛學(xué)棟1趙繼勇1程光華2，3
(1.山東黃金礦業(yè)(萊西)有限公司；2.北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院；3.金屬礦山高效開(kāi)采與安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)

隨著科學(xué)進(jìn)步及社會(huì)的快速發(fā)展，礦山的信息化、數(shù)字化建設(shè)顯得越發(fā)重要，介紹了SURPAC VISION三維軟件在礦山測(cè)量中的具體應(yīng)用，對(duì)比傳統(tǒng)的測(cè)量方式與現(xiàn)代三維軟件的測(cè)量流程，凸顯出三維軟件的優(yōu)越性，提高工作效率，取得了很好的效果，為加快礦山的信息化、數(shù)字化建設(shè)提供了保證。

SURPAC VISION 礦山測(cè)量 數(shù)字化 信息化

面對(duì)礦山企業(yè)建立“數(shù)字礦山”的硬性需求，以往單一的二維繪圖設(shè)計(jì)軟件已難以實(shí)現(xiàn)地質(zhì)、測(cè)量、采礦等多專業(yè)的信息共享，更無(wú)法保證礦山各項(xiàng)工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率。SURPAC VISION軟件是由澳大利亞GEMCOM公司開(kāi)發(fā)的一個(gè)在礦業(yè)領(lǐng)域內(nèi)具有國(guó)際領(lǐng)先水平的大型數(shù)字化礦山工程軟件，是一套強(qiáng)大的三維可視化建模工具，可廣泛應(yīng)用于礦山測(cè)量、地質(zhì)勘探、三維建模及采礦設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)[1-2]。SURPAC軟件采用標(biāo)準(zhǔn)的Windows操作界面[3]，擁有直觀的圖形用戶界面，簡(jiǎn)單易懂，易學(xué)易用，其優(yōu)于其他礦業(yè)軟件的最大特點(diǎn)是三維可視化界面及強(qiáng)大的數(shù)據(jù)綜合處理能力，可實(shí)現(xiàn)地質(zhì)、測(cè)量、采礦等專業(yè)的信息共享，提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量及效率[4]。

采掘工程驗(yàn)收測(cè)量是日常生產(chǎn)工作之一，而測(cè)量驗(yàn)收數(shù)據(jù)是礦山采掘工程量統(tǒng)計(jì)和成本核算的唯一依據(jù)。驗(yàn)收測(cè)量工作是指導(dǎo)、檢查、保證安全生產(chǎn)正規(guī)作業(yè)的主要手段之一。測(cè)量人員嚴(yán)把采掘工程驗(yàn)收關(guān)，對(duì)采掘工程實(shí)施全面質(zhì)量管理。因此，精確收?qǐng)D收方就成了礦山測(cè)量工作中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

1 礦山概況

山東黃金礦業(yè)(萊西)有限公司始建于2010年，設(shè)計(jì)采選能力1 000 t/d，因目前尚處于基建期，現(xiàn)實(shí)際采選礦石量為300 t/d，為適應(yīng)礦業(yè)發(fā)展新形勢(shì)，萊西公司自建礦以來(lái)，積極推進(jìn)礦山數(shù)字化，目前與北京科技大學(xué)合作研究推廣應(yīng)用SURPAC VISION三維軟件，現(xiàn)已取得初步成果。

2 傳統(tǒng)采場(chǎng)測(cè)量收方工作

2.1 外業(yè)測(cè)量

采場(chǎng)采礦完畢，清理干凈，測(cè)量人員對(duì)采空區(qū)進(jìn)行實(shí)測(cè)收方。在采場(chǎng)內(nèi)根據(jù)已有測(cè)量控制點(diǎn)建立臨時(shí)測(cè)量控制點(diǎn)，使用賓得R-400全站儀對(duì)礦房進(jìn)行打點(diǎn)收?qǐng)D，打點(diǎn)時(shí)沿礦房邊界輪廓進(jìn)行，再按照約4 m×4 m的方格網(wǎng)進(jìn)行，頂?shù)装褰徊娲螯c(diǎn)，有時(shí)礦房面積較大，一個(gè)臨時(shí)控制點(diǎn)不能完成整個(gè)礦房的測(cè)量收?qǐng)D，就需要建立多個(gè)臨時(shí)控制點(diǎn)多次打點(diǎn)，最終完成整個(gè)礦房的收?qǐng)D。

2.2 內(nèi)業(yè)工作

(1)將外業(yè)工作測(cè)量數(shù)據(jù)存入全站儀中，與電腦連接，導(dǎo)出測(cè)量數(shù)據(jù)，一般為txt、csv、dat等文本格式，賓得R-400全站儀導(dǎo)出數(shù)據(jù)為csv格式，數(shù)據(jù)列依次為點(diǎn)號(hào)、X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)、Z坐標(biāo)。

(2)通過(guò)Excel軟件調(diào)整數(shù)據(jù)列依次為點(diǎn)號(hào)、Y坐標(biāo)、X坐標(biāo)、Z坐標(biāo)，之后保存為dat格式文件，用記事本打開(kāi)，見(jiàn)圖1。

(3)將得到的dat數(shù)據(jù)文件使用Cass軟件進(jìn)行展點(diǎn)，得到采場(chǎng)收?qǐng)D散點(diǎn)圖，沿采場(chǎng)輪廓將散點(diǎn)連接，得到礦體大體輪廓，見(jiàn)圖2。

4月21日，瑞華所通過(guò)了天成控股2016年度審計(jì)報(bào)告，并將結(jié)果通報(bào)天成控股。4月23日晚間，天成控股發(fā)布修正業(yè)績(jī)預(yù)告，2016年全年凈利潤(rùn)為-9700萬(wàn)元。

(4)沿平行勘探線方向按照間距約5 m的尺度做采場(chǎng)剖面圖，剖面面積分別為S1、S2、…、Sn。

(5)根據(jù)公式計(jì)算i和i+1剖面間的體積：

(1)

式中,di,i+1為i剖面與i+1剖面的間距，m。

(6)最終得到采場(chǎng)收測(cè)體積：

(2)

圖1 測(cè)量原始數(shù)據(jù)

圖2 采場(chǎng)輪廓

計(jì)算得出采場(chǎng)收測(cè)總體積VZ=451 m3。

傳統(tǒng)的外業(yè)工作相對(duì)簡(jiǎn)單，內(nèi)業(yè)工作數(shù)據(jù)處理的過(guò)程非常復(fù)雜，嚴(yán)重制約了礦山工作的高效化。

3 SURPAC軟件的采場(chǎng)測(cè)量收方

3.1 外業(yè)測(cè)量

(1)采場(chǎng)采礦完畢，清理干凈，測(cè)量人員對(duì)采空區(qū)進(jìn)行實(shí)測(cè)收方。在采場(chǎng)內(nèi)根據(jù)已有測(cè)量控制點(diǎn)建立臨時(shí)測(cè)量控制點(diǎn)，使用賓得R-400全站儀對(duì)礦房進(jìn)行打點(diǎn)收?qǐng)D，打點(diǎn)前在需收?qǐng)D的礦房頂板及底板沿礦體走向分別布置C1、C2、D1、D2共4條打點(diǎn)直線，沿礦房頂板輪廓邊界P1、P2和底板輪廓邊界M1、M2進(jìn)行打點(diǎn)，然后依次按照C1、C2、D1、D2直線的方向進(jìn)行打點(diǎn)，為保證后期內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)高效處理，打點(diǎn)時(shí)頂?shù)装宀辉试S隨意交叉進(jìn)行，并且每采集完一條線的數(shù)據(jù)后，應(yīng)改變點(diǎn)號(hào)記錄，如在采集D1線時(shí)的編號(hào)D1Lxx，在換為D2線時(shí)改編號(hào)為D2Lxx，同時(shí)在實(shí)際采場(chǎng)數(shù)據(jù)收集時(shí)，可以根據(jù)采場(chǎng)面積的大小對(duì)頂?shù)装宕螯c(diǎn)線數(shù)量做適當(dāng)增減。

3.2 內(nèi)業(yè)工作

(1)將全站儀與電腦連接，導(dǎo)出csv格式測(cè)量數(shù)據(jù)，文件名為“采場(chǎng)收?qǐng)D數(shù)據(jù).csv”，數(shù)據(jù)列依次為點(diǎn)號(hào)、X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)、Z坐標(biāo)。

(2)打開(kāi)SURPAC軟件，依次選擇“文件-導(dǎo)入-從一個(gè)文件導(dǎo)入數(shù)據(jù)”，選擇文本文件為“采場(chǎng)收?qǐng)D數(shù)據(jù).csv”，輸出到線文件，文件名填寫為“采場(chǎng)測(cè)量收?qǐng)D”，頭行數(shù)目為0，描述字段的數(shù)目為1(見(jiàn)圖3)，執(zhí)行得“多個(gè)字段”對(duì)話框，字段號(hào)依次填入3、2、4、1，執(zhí)行，得到“采場(chǎng)測(cè)量收?qǐng)D.str”。

圖3 文本文件導(dǎo)入

(3)依次選擇“線文件工具-由文本對(duì)線分類”，選擇輸入文件為“采場(chǎng)測(cè)量收?qǐng)D”，輸出文件名為“采場(chǎng)輪廓”，定義分類信息，執(zhí)行，見(jiàn)圖4。

圖4 通過(guò)文本的線分類

(4)打開(kāi)“采場(chǎng)輪廓.str”，依次將M1、M2、D1、D2、C1、C2、P1、P2各條線末端連接，得到收?qǐng)D所得的采場(chǎng)立體模型輪廓，見(jiàn)圖5。

圖5 采場(chǎng)模型輪廓

(5)依次打開(kāi)“實(shí)體模型-創(chuàng)建三角網(wǎng)-兩個(gè)段之間”，分別在M1、M2、D1、D2、C1、C2、P1、P2各條線間建立三角網(wǎng)面，最終形成完整的“采場(chǎng)測(cè)量收?qǐng)D.dtm”實(shí)體模型，見(jiàn)圖6。

圖6 采場(chǎng)三維立體模型

(6)依次打開(kāi)“實(shí)體模型-實(shí)體工具-報(bào)告實(shí)體體積”，文件名選擇“采場(chǎng)收測(cè)體積”，執(zhí)行即可得到“采場(chǎng)收測(cè)體積.not”，用記事本打開(kāi)，見(jiàn)圖7。

圖7 報(bào)告采場(chǎng)收測(cè)體積

根據(jù)傳統(tǒng)測(cè)量方法計(jì)算所得收測(cè)體積為451 m3，應(yīng)用SURPAC軟件報(bào)告采場(chǎng)收測(cè)體積為453 m3，兩者計(jì)算結(jié)果基本吻合，滿足礦山采場(chǎng)收測(cè)精度要求。

4 SURPAC軟件應(yīng)用效果

(1)常用測(cè)量?jī)x器的測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)換后均可直接導(dǎo)入SURPAC軟件，方便快捷。

(2)由測(cè)量點(diǎn)成線，再由線形成dtm實(shí)體模型后，即形成測(cè)量所得的實(shí)體三維模型，直觀有效。

(3)體積方量可通過(guò)軟件直接報(bào)告得出，減少了復(fù)雜的計(jì)算過(guò)程，工作效率高。

5 結(jié) 語(yǔ)

礦山生產(chǎn)是一種三維空間的生產(chǎn)過(guò)程，充分利用SURPAC軟件的三維可視化空間分析的優(yōu)勢(shì)幫助礦山進(jìn)行生產(chǎn)管理和規(guī)劃，可以大大提高礦山生產(chǎn)效益。目前SURPAC軟件仍然只是在少數(shù)礦山使用，其推廣應(yīng)用還有很好的前景，礦山的數(shù)字化建設(shè)水平還有很大的提升空間。為此，在礦山測(cè)量、地質(zhì)、采礦等方面大力推廣SURPAC軟件，對(duì)礦山的數(shù)字化建設(shè)具有積極意義。

[1] 丁 威，陳廣平.利用Surpac軟件打造數(shù)字化金屬礦山[J].礦業(yè)快報(bào),2006,25(3):11-13.

[2] 吳亞民.Surpac Vision軟件在礦山地質(zhì)中的應(yīng)用[J].中國(guó)礦山工程,2007,36(4):17-21.

[3] 吳亞斌.基于SURPAC軟件礦山數(shù)字化的應(yīng)用[J].現(xiàn)代礦業(yè),2010(3):66-69.

[4] 邵為民.基于SURPAC軟件的地下采礦計(jì)劃MineSched的應(yīng)用[J].中國(guó)礦業(yè),2012(S1):328-331.

2014-08-15)

董念忠(1990—)，男，助理工程師，266600 山東省青島市萊西市南墅鎮(zhèn)北泊村。