淺談Excel在礦山坑道剖面測量中的應(yīng)用

王小永

（洛陽城市建設(shè)勘察設(shè)計院有限公司，河南 洛陽 471000）

1 引言

Excel 是目前比較流行的電子表格制作軟件，具有數(shù)據(jù)管理、編輯和處理功能，可以按照不同用戶的意圖執(zhí)行編寫公式、調(diào)用函數(shù)等相關(guān)數(shù)學(xué)運算。

近年來，隨著國際資源消費量的增加及我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，資源性礦山得到了蓬勃發(fā)展。在此背景下，由于長期開采地下礦山產(chǎn)生了縱橫交錯的坑道及采空區(qū)，弄清這些坑道及采空區(qū)在平面位置上的分布狀況和在剖面位置上的形態(tài)，不僅能夠避免因地表建設(shè)活動出現(xiàn)的塌陷安全隱患，也能夠為正常生產(chǎn)探礦以及礦山資源儲量估算提供數(shù)據(jù)保障。

面對錯綜復(fù)雜的礦山工程，如果能有一個準確、快捷的方法繪制平面圖及剖面圖，將會大大提高工作效率。經(jīng)過多年實踐，總結(jié)出了利用全站儀加塔尺測量數(shù)據(jù)，采用Excel 進行數(shù)據(jù)編輯，并在南方CASS 中快速展點并繪制剖面圖的方法。本文以嵩縣某坑道剖面為例，從數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)編輯、剖面圖繪制等方面予以介紹。

2 剖面數(shù)據(jù)的獲取

剖面數(shù)據(jù)的獲取有很多方法，主要有水準儀量距法、全站儀實測法、全站儀加塔尺量距法等，本文重點討論全站儀加塔尺量距法。

以嵩縣某礦區(qū)生產(chǎn)坑道為例，D5 號導(dǎo)線點為起始點，D9 號導(dǎo)線點為終點，把全站儀架設(shè)在D5 上整平后，將豎直角度撥至90°00′00″并固定，此角度在全程測量中始終保持不變。先量取全站儀至D5 的高度，再垂直量取全站儀至底板的高度并記錄在手簿中。以D5 為起始點，拉皮尺至5 米的地方以塔尺0 米朝下放于底板上，通過全站儀讀取塔尺數(shù)據(jù)并記錄，再將塔尺0米朝上放于頂板，通過全站儀讀取塔尺數(shù)據(jù)并記錄。以此類推每5 米記錄上下兩個數(shù)據(jù)，直至D9 號導(dǎo)線點時結(jié)束?？拥榔拭鏈y量示意圖如圖1 所示。將測量得出的數(shù)據(jù)整理至Excel 數(shù)據(jù)表格中，數(shù)據(jù)成果如表1 所示，A 列為序號，B 列為讀取點至起始點的距離，C 列為頂板高差，D 列為底板高差，E 列為基準高程，基準高程=D5 頂板高程-高差（即709.524-0.945=708.579），F(xiàn)、G 列為坑道的頂板高程和底板高程?？拥理敯甯叱?基準高程+頂板高差，坑道底板高程=基準高程+底板高差，利用Excel 編寫計算公式，自動計算出所有測量點位的頂板高程和底板高程數(shù)據(jù)。

圖1 坑道剖面測量示意圖

表1 某坑道頂、底板高程數(shù)據(jù)成果

3 利用Excel 建立數(shù)據(jù)文件

利用表1 的坑道頂、底板高程數(shù)據(jù)成果，在Excel 數(shù)據(jù)表格中利用南方CASS 進行DAT 展點格式的數(shù)據(jù)編輯。某坑道頂、底板高程成果展點數(shù)據(jù)如表2所示，A 列為序號，B 列為距離起始點的距離，C 列為坑道頂板高程，D 列為坑道底板高程。因南方CASS 下DAT 數(shù)據(jù)格式要求為“點號,,東坐標,北坐標,高程”，因此，可以依據(jù)此格式編寫相應(yīng)代碼公式，并自動計算E 列、F 列所有成果數(shù)據(jù)。

表2 某坑道頂、底板高程成果展點數(shù)據(jù)

新建DAT 數(shù)據(jù)文件，將計算所得的頂板展點數(shù)據(jù)與底板展點數(shù)據(jù)分別粘貼于DAT 文件中，得到最終的展點數(shù)據(jù)成果。

4 在南方CASS7.0 中繪制剖面圖

在南方CASS7.0 軟件中，根據(jù)作圖需要選擇適當(dāng)?shù)谋壤?，通過繪圖處理菜單下的展高程點命令，導(dǎo)入坑道頂、底板展點數(shù)據(jù)，并可以運用setpara 命令來改變展點高程的文字高度，打開對象捕捉選擇，選擇圓心選項，用pline（多線段）從左至右依次分別連接巷道頂板及底板各個高程點，同時根據(jù)連線位置適當(dāng)調(diào)整高程點位置，通過適當(dāng)編輯即可得到本測段相應(yīng)比例尺的坑道頂、底板剖面圖（如圖2 所示）。

5 利用Excel 繪制剖面圖的優(yōu)缺點

5.1 利用Excel 繪制剖面圖的優(yōu)點

（1）無需建站，避免因長時間儀器對中建站影響礦區(qū)正常生產(chǎn)秩序。

（2）避免了建站時坐標數(shù)據(jù)及高程數(shù)據(jù)輸入時的錯誤概率。

（3）儀器操作步驟簡單明了，專業(yè)程度得以簡化。

（4）觀測時間短，降低了勞動強度，最大限度地保護人身安全。

（5）數(shù)據(jù)準確、可靠性高。

5.2 利用Excel 繪制剖面圖的缺點

（1）地下坑道工程不規(guī)則的形狀和煙塵濃度高等因素限制了激光的照射距離，增加了轉(zhuǎn)彎巷道的儀器建站次數(shù)。

（2）測量時需要用手工記錄代替儀器記錄，增加了人員數(shù)量，儀器自動化程度有所降低。

圖2 嵩縣某坑道剖面圖

6 結(jié)束語

礦山測量中包含大量坑道和采空區(qū)的平面及剖面測量工作。通過在Excel 軟件中編輯距離與高程的DAT 數(shù)據(jù)文件，可以快速完成南方CASS 下批量展點并連線。目前，利用Excel 軟件數(shù)據(jù)編輯功能繪制剖面圖的方法，在嵩縣某礦區(qū)坑道剖面測量中已得到推廣應(yīng)用。盡管該方法仍有缺點，但實踐證明，利用Excel 軟件制作剖面所得成果較其他繪制剖面圖的方法省時、省力、簡便、高效、可靠，不僅能保證剖面圖的質(zhì)量、精度，還可以大大提高工作效率、降低勞動強度。

利用Excel 軟件的計算功能不僅能進行各種工程量的計算、統(tǒng)計，還可以利用其數(shù)據(jù)庫功能對數(shù)據(jù)進行編輯、排序、篩選等。Excel 軟件功能齊全，社會普及率高，使用者無需太多專業(yè)知識即可學(xué)會，若廣大工程技術(shù)人員都能熟練掌握Excel 功能，一定能給工作帶來諸多便利，大大提高工作效率。