浅谈Excel在矿山坑道剖面测量中的应用

王小永

（洛阳城市建设勘察设计院有限公司，河南 洛阳 471000）

1 引言

Excel 是目前比较流行的电子表格制作软件，具有数据管理、编辑和处理功能，可以按照不同用户的意图执行编写公式、调用函数等相关数学运算。

近年来，随着国际资源消费量的增加及我国经济的快速发展，资源性矿山得到了蓬勃发展。在此背景下，由于长期开采地下矿山产生了纵横交错的坑道及采空区，弄清这些坑道及采空区在平面位置上的分布状况和在剖面位置上的形态，不仅能够避免因地表建设活动出现的塌陷安全隐患，也能够为正常生产探矿以及矿山资源储量估算提供数据保障。

面对错综复杂的矿山工程，如果能有一个准确、快捷的方法绘制平面图及剖面图，将会大大提高工作效率。经过多年实践，总结出了利用全站仪加塔尺测量数据，采用Excel 进行数据编辑，并在南方CASS 中快速展点并绘制剖面图的方法。本文以嵩县某坑道剖面为例，从数据获取、数据编辑、剖面图绘制等方面予以介绍。

2 剖面数据的获取

剖面数据的获取有很多方法，主要有水准仪量距法、全站仪实测法、全站仪加塔尺量距法等，本文重点讨论全站仪加塔尺量距法。

以嵩县某矿区生产坑道为例，D5 号导线点为起始点，D9 号导线点为终点，把全站仪架设在D5 上整平后，将竖直角度拨至90°00′00″并固定，此角度在全程测量中始终保持不变。先量取全站仪至D5 的高度，再垂直量取全站仪至底板的高度并记录在手簿中。以D5 为起始点，拉皮尺至5 米的地方以塔尺0 米朝下放于底板上，通过全站仪读取塔尺数据并记录，再将塔尺0米朝上放于顶板，通过全站仪读取塔尺数据并记录。以此类推每5 米记录上下两个数据，直至D9 号导线点时结束。坑道剖面测量示意图如图1 所示。将测量得出的数据整理至Excel 数据表格中，数据成果如表1 所示，A 列为序号，B 列为读取点至起始点的距离，C 列为顶板高差，D 列为底板高差，E 列为基准高程，基准高程=D5 顶板高程-高差（即709.524-0.945=708.579），F、G 列为坑道的顶板高程和底板高程。坑道顶板高程=基准高程+顶板高差，坑道底板高程=基准高程+底板高差，利用Excel 编写计算公式，自动计算出所有测量点位的顶板高程和底板高程数据。

图1 坑道剖面测量示意图

表1 某坑道顶、底板高程数据成果

3 利用Excel 建立数据文件

利用表1 的坑道顶、底板高程数据成果，在Excel 数据表格中利用南方CASS 进行DAT 展点格式的数据编辑。某坑道顶、底板高程成果展点数据如表2所示，A 列为序号，B 列为距离起始点的距离，C 列为坑道顶板高程，D 列为坑道底板高程。因南方CASS 下DAT 数据格式要求为“点号,,东坐标,北坐标,高程”，因此，可以依据此格式编写相应代码公式，并自动计算E 列、F 列所有成果数据。

表2 某坑道顶、底板高程成果展点数据

新建DAT 数据文件，将计算所得的顶板展点数据与底板展点数据分别粘贴于DAT 文件中，得到最终的展点数据成果。

4 在南方CASS7.0 中绘制剖面图

在南方CASS7.0 软件中，根据作图需要选择适当的比例尺，通过绘图处理菜单下的展高程点命令，导入坑道顶、底板展点数据，并可以运用setpara 命令来改变展点高程的文字高度，打开对象捕捉选择，选择圆心选项，用pline（多线段）从左至右依次分别连接巷道顶板及底板各个高程点，同时根据连线位置适当调整高程点位置，通过适当编辑即可得到本测段相应比例尺的坑道顶、底板剖面图（如图2 所示）。

5 利用Excel 绘制剖面图的优缺点

5.1 利用Excel 绘制剖面图的优点

（1）无需建站，避免因长时间仪器对中建站影响矿区正常生产秩序。

（2）避免了建站时坐标数据及高程数据输入时的错误概率。

（3）仪器操作步骤简单明了，专业程度得以简化。

（4）观测时间短，降低了劳动强度，最大限度地保护人身安全。

（5）数据准确、可靠性高。

5.2 利用Excel 绘制剖面图的缺点

（1）地下坑道工程不规则的形状和烟尘浓度高等因素限制了激光的照射距离，增加了转弯巷道的仪器建站次数。

（2）测量时需要用手工记录代替仪器记录，增加了人员数量，仪器自动化程度有所降低。

图2 嵩县某坑道剖面图

6 结束语

矿山测量中包含大量坑道和采空区的平面及剖面测量工作。通过在Excel 软件中编辑距离与高程的DAT 数据文件，可以快速完成南方CASS 下批量展点并连线。目前，利用Excel 软件数据编辑功能绘制剖面图的方法，在嵩县某矿区坑道剖面测量中已得到推广应用。尽管该方法仍有缺点，但实践证明，利用Excel 软件制作剖面所得成果较其他绘制剖面图的方法省时、省力、简便、高效、可靠，不仅能保证剖面图的质量、精度，还可以大大提高工作效率、降低劳动强度。

利用Excel 软件的计算功能不仅能进行各种工程量的计算、统计，还可以利用其数据库功能对数据进行编辑、排序、筛选等。Excel 软件功能齐全，社会普及率高，使用者无需太多专业知识即可学会，若广大工程技术人员都能熟练掌握Excel 功能，一定能给工作带来诸多便利，大大提高工作效率。