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.金屬礦山高效開采與安全教育部重點實驗室)

SURPAC VISION在礦山測量中的應(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.金屬礦山高效開采與安全教育部重點實驗室)

隨著科學(xué)進步及社會的快速發(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三維軟件在礦山測量中的具體應(yīng)用，對比傳統(tǒng)的測量方式與現(xiàn)代三維軟件的測量流程，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 礦山測量 數(shù)字化 信息化

面對礦山企業(yè)建立“數(shù)字礦山”的硬性需求，以往單一的二維繪圖設(shè)計軟件已難以實現(xiàn)地質(zhì)、測量、采礦等多專業(yè)的信息共享，更無法保證礦山各項工程設(shè)計的質(zhì)量和效率。SURPAC VISION軟件是由澳大利亞GEMCOM公司開發(fā)的一個在礦業(yè)領(lǐng)域內(nèi)具有國際領(lǐng)先水平的大型數(shù)字化礦山工程軟件，是一套強大的三維可視化建模工具，可廣泛應(yīng)用于礦山測量、地質(zhì)勘探、三維建模及采礦設(shè)計等環(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，簡單易懂，易學(xué)易用，其優(yōu)于其他礦業(yè)軟件的最大特點是三維可視化界面及強大的數(shù)據(jù)綜合處理能力，可實現(xiàn)地質(zhì)、測量、采礦等專業(yè)的信息共享，提高設(shè)計的質(zhì)量及效率[4]。

采掘工程驗收測量是日常生產(chǎn)工作之一，而測量驗收數(shù)據(jù)是礦山采掘工程量統(tǒng)計和成本核算的唯一依據(jù)。驗收測量工作是指導(dǎo)、檢查、保證安全生產(chǎn)正規(guī)作業(yè)的主要手段之一。測量人員嚴(yán)把采掘工程驗收關(guān)，對采掘工程實施全面質(zhì)量管理。因此，精確收圖收方就成了礦山測量工作中的關(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)計采選能力1 000 t/d，因目前尚處于基建期，現(xiàn)實際采選礦石量為300 t/d，為適應(yīng)礦業(yè)發(fā)展新形勢，萊西公司自建礦以來，積極推進礦山數(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)采場測量收方工作

2.1 外業(yè)測量

采場采礦完畢，清理干凈，測量人員對采空區(qū)進行實測收方。在采場內(nèi)根據(jù)已有測量控制點建立臨時測量控制點，使用賓得R-400全站儀對礦房進行打點收圖，打點時沿礦房邊界輪廓進行，再按照約4 m×4 m的方格網(wǎng)進行，頂?shù)装褰徊娲螯c，有時礦房面積較大，一個臨時控制點不能完成整個礦房的測量收圖，就需要建立多個臨時控制點多次打點，最終完成整個礦房的收圖。

2.2 內(nèi)業(yè)工作

(1)將外業(yè)工作測量數(shù)據(jù)存入全站儀中，與電腦連接，導(dǎo)出測量數(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)列依次為點號、X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)、Z坐標(biāo)。

(2)通過Excel軟件調(diào)整數(shù)據(jù)列依次為點號、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，見圖1。

(3)將得到的dat數(shù)據(jù)文件使用Cass軟件進行展點，得到采場收圖散點圖，沿采場輪廓將散點連接，得到礦體大體輪廓，見圖2。

4月21日，瑞華所通過了天成控股2016年度審計報告，并將結(jié)果通報天成控股。4月23日晚間，天成控股發(fā)布修正業(yè)績預(yù)告，2016年全年凈利潤為-9700萬元。

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

(5)根據(jù)公式計算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)最終得到采場收測體積：

(2)

圖1 測量原始數(shù)據(jù)

圖2 采場輪廓

計算得出采場收測總體積VZ=451 m3。

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

3 SURPAC軟件的采場測量收方

3.1 外業(yè)測量

(1)采場采礦完畢，清理干凈，測量人員對采空區(qū)進行實測收方。在采場內(nèi)根據(jù)已有測量控制點建立臨時測量控制點，使用賓得R-400全站儀對礦房進行打點收圖，打點前在需收圖的礦房頂板及底板沿礦體走向分別布置C1、C2、D1、D2共4條打點直線，沿礦房頂板輪廓邊界P1、P2和底板輪廓邊界M1、M2進行打點，然后依次按照C1、C2、D1、D2直線的方向進行打點，為保證后期內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)高效處理，打點時頂?shù)装宀辉试S隨意交叉進行，并且每采集完一條線的數(shù)據(jù)后，應(yīng)改變點號記錄，如在采集D1線時的編號D1Lxx，在換為D2線時改編號為D2Lxx，同時在實際采場數(shù)據(jù)收集時，可以根據(jù)采場面積的大小對頂?shù)装宕螯c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格式測量數(shù)據(jù)，文件名為“采場收圖數(shù)據(jù).csv”，數(shù)據(jù)列依次為點號、X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)、Z坐標(biāo)。

(2)打開SURPAC軟件，依次選擇“文件-導(dǎo)入-從一個文件導(dǎo)入數(shù)據(jù)”，選擇文本文件為“采場收圖數(shù)據(jù).csv”，輸出到線文件，文件名填寫為“采場測量收圖”，頭行數(shù)目為0，描述字段的數(shù)目為1(見圖3)，執(zhí)行得“多個字段”對話框，字段號依次填入3、2、4、1，執(zhí)行，得到“采場測量收圖.str”。

圖3 文本文件導(dǎo)入

(3)依次選擇“線文件工具-由文本對線分類”，選擇輸入文件為“采場測量收圖”，輸出文件名為“采場輪廓”，定義分類信息，執(zhí)行，見圖4。

圖4 通過文本的線分類

(4)打開“采場輪廓.str”，依次將M1、M2、D1、D2、C1、C2、P1、P2各條線末端連接，得到收圖所得的采場立體模型輪廓，見圖5。

圖5 采場模型輪廓

(5)依次打開“實體模型-創(chuàng)建三角網(wǎng)-兩個段之間”，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“采場測量收圖.dtm”實體模型，見圖6。

圖6 采場三維立體模型

(6)依次打開“實體模型-實體工具-報告實體體積”，文件名選擇“采場收測體積”，執(zhí)行即可得到“采場收測體積.not”，用記事本打開，見圖7。

圖7 報告采場收測體積

根據(jù)傳統(tǒng)測量方法計算所得收測體積為451 m3，應(yīng)用SURPAC軟件報告采場收測體積為453 m3，兩者計算結(jié)果基本吻合，滿足礦山采場收測精度要求。

4 SURPAC軟件應(yīng)用效果

(1)常用測量儀器的測量數(shù)據(jù)通過簡單轉(zhuǎn)換后均可直接導(dǎo)入SURPAC軟件，方便快捷。

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

(3)體積方量可通過軟件直接報告得出，減少了復(fù)雜的計算過程，工作效率高。

5 結(jié) 語

礦山生產(chǎn)是一種三維空間的生產(chǎn)過程，充分利用SURPAC軟件的三維可視化空間分析的優(yōu)勢幫助礦山進行生產(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，在礦山測量、地質(zhì)、采礦等方面大力推廣SURPAC軟件，對礦山的數(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,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軟件的地下采礦計劃MineSched的應(yīng)用[J].中國礦業(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。