徐忠安

(云南建水錳礦有限責(zé)任公司，云南 建水 654399)

1 露天礦山剝離和采礦量計算原理

1.1 方格網(wǎng)法

方格網(wǎng)法是用固定尺寸的方格網(wǎng)對挖方范圍有規(guī)則的分塊，先計算出每個小方格塊的體積，體積之和就是整個挖方體積。這種方法充分利用了計算機(jī)的數(shù)據(jù)處理功能，計算結(jié)果惟一，方便直觀，精度相對較高，適用范圍廣。選取的方格網(wǎng)大小決定了最終的計算精度。

1.2 斷面法

斷面法計算的基本原則就是將不規(guī)則結(jié)構(gòu)體分割成相對比較規(guī)整，可以用數(shù)學(xué)方法近似計算的結(jié)構(gòu)[1]。同時切割出來的斷面也有不同的體積計算方法。

2) 以切割形成結(jié)構(gòu)的上下面為頂?shù)酌嬗嬎悖阂郧懈钚纬山Y(jié)構(gòu)的上下面為頂?shù)酌嬗嬎忝娣e時，以頂面面積s1和底面面積s2及頂?shù)酌嬷g的臺階高度h為依據(jù)來計算體積。確定s1和s2面積時以對應(yīng)面的水平投影面積代替。h的確定比較復(fù)雜，可分別求出頂、底面的測量標(biāo)高的平均值Z頂、Z底，h=Z頂-Z底(h為頂、底面測量標(biāo)高平均值之差)。計算公司為：V=s1+s2×0.5×h；這種方法要求測量的高程點均勻、有規(guī)律，取舍高程點的人為傾向?qū)Y(jié)果可能造成一定影響[2]。在土石方挖掘量比較大時，每一切割結(jié)構(gòu)體的h都同時偏大或偏小，對最終結(jié)果的影響較大。

該方法工作量大，計算過程復(fù)雜，容易出現(xiàn)差錯，不易校對，不適于操作，但適用于結(jié)構(gòu)變化比較均勻的情況。

1.3 直接切割法

1) 手工直接在圖紙上切割計算，與斷面法類似。憑借觀察將結(jié)構(gòu)劃分為比較規(guī)則的可以用數(shù)學(xué)方法直接計算的形狀，用比例尺在圖紙上量出長度及距離，根據(jù)觀察得到相應(yīng)的高程差，分別計算出單個形狀的體積，體積相加就得到總體積。這種方法直觀，但精度差、誤差大、無法糾正。

2) 在計算機(jī)上切割計算，與上述方法類似，只不過具體的切割過程避免了手工制圖操作上的誤差，但依然需要采用人為方式來確定挖方體積結(jié)構(gòu)的高度。直接切割法計算，誤差較大，可核對及可比性差，且無法糾正。一般不采用這種方法進(jìn)行礦山土石方剝離量和采礦量的計算。

2 剝離體積計算方法的比較

以某礦山掘進(jìn)實例為范本，對3種體積計算方法進(jìn)行了比較。

2.1 方格網(wǎng)法

采用20 m×20 m的方格網(wǎng)，采用南方CASS 7.1軟件計算得某月挖方量為17 380.7 m3。方格網(wǎng)土方計算統(tǒng)計見表1。

表1 方格網(wǎng)土方計算統(tǒng)計

2.2 斷面法

斷面切割后土方計算結(jié)果見表2。

表2 斷面法土方計算結(jié)果

2.3 直接切割法

根據(jù)實測地形圖可劃分為1個矩形和2個三角形(如圖1所示)，h為7 m，代入公式V=S×h可得以下結(jié)果。

V1=S1×h=28.83×7=201.81 m3

V2=S2×h=2 262.1×7=15 834.7 m3

V3=S3×h=223.2×7=1 562.4 m3

V∑=V1+V2+V3=201.81+15 834.7+
1 562.4=17 598.9 m3

計算某月挖方量為17 598.9 m3。

圖1 實測地形分割示意

2.4 3種方法計算結(jié)果對比

采用3種計算方法所得結(jié)果相差較大(見表3)，我們將3種計算方法所得結(jié)果的平均值為施工量的絕對值，那么從表中可以看出與絕對值相差最小的計算方法是斷面法，相差最大的是切割法，所以在露天開采土石方剝離量及采礦量計算時，盡量采用斷面法進(jìn)行計算[3]，避免承包方與施工方在驗收及計量上的爭議。

表3 3種方法計算挖方量的對比

3 結(jié) 語

露天礦山開采土石方剝離量、采礦量計算工作是一項認(rèn)真而仔細(xì)的工作，計算成果是否準(zhǔn)確，直接關(guān)系到承包方和施工方的經(jīng)濟(jì)利益，所以選擇計算方法至關(guān)重要。將方格網(wǎng)法、斷面法、切割法3種方法的計算結(jié)果與平均值對比，發(fā)現(xiàn)采用斷面法計算的結(jié)果，誤差比較小。而采用切割法計算的結(jié)果，誤差比較大。經(jīng)過多年的實踐比較，露天礦山的土石方剝離量、采礦量計算工作采用斷面法進(jìn)行計算，取得了較好的效果，有效地避免了承包方和施工方在驗收及計量方面帶來的爭議。

參考文獻(xiàn)：

[1] 涂群生.對土石方計算的幾點技巧的探討[J].地理空間信息，2006，4(3)：76-77.

[2] 唐衛(wèi)東，郭四澤.基于全站儀的不規(guī)則面土石方測量方法[J].湖南交通科技，2004，30(2)：49-50.

[3] 青盛.特點條件下的土石方計算方法[J].桂林工學(xué)院學(xué)報，2004，24(3)：349-351.