实时动态矿堆土石方测量策略分析

杨仕华

云南省地质矿产勘查开发局816队

摘要：伴随国民经济飞速发展，我国矿产资源消耗愈加增多，矿堆实际存量成为人们关注的焦点，然而矿产资源形状各异、密度不等，在库存测量上存在较大难度，采用合理的土石方测量方法对企业矿堆进行测量具有重要意义。现结合个人多年的实践经验，对矿堆土石方测量方法进行总结，并提出几点实时动态测量的建议对策。

关键词：矿堆；土石方测量；实时动态；三角网法

近些年来，矿产资源为经济增长作出了突出贡献，而随着矿产资源的不断消耗，矿堆管理成为企业日渐重视的内容，由于矿堆包含的矿产资源种类复杂、形状不一、密度不等，在矿堆库存测量上存在较大难度。然而，矿堆测量将直接关系到企业的资产评估，亟需探讨有效的矿堆土石方测量方式，实现对矿堆资源的实时动态测量。

一、矿堆土石方测量简述

（一）常用测量方式

基于矿产资源的多样性、不规则性等特点，单一的测量方式将难以获得准确的体积方量，为此矿产企业往往综合运用多种方式进行测量，从而获得精准的数据信息，现将几种常见的测量方式加以概述：

1、GPS-RTK测量

实时动态差分（简称RTK）测量精度较高，能够在野外实现厘米级的测量精度，可对各地块矿堆进行外业数据采集，然后借助专业技术软件将数据进行处理，从而获得土石方量。

2、摄影测量

摄影测量技术发展较快，其进行土石方测量的原理主要是利用摄影技术获得矿堆图像，再利用图像处理技术对数据进行分析，建立DSM模型从而明确体积方量。

3、全站仪测量

全站仪才测量较为方便灵活，可以同时对多个点位进行测量，获得矿堆地块坐标与高程，测定矿堆的基准面与边界，然后由处理软件将数据进行分析，对不同点位数据进行对比，从而获得更加可靠的量算结果。正是由于该种方法获得的测量结果更加真实，在现代矿产企业中应用最为广泛。

4、激光扫面测量

滤波是激光扫面测量中的关键，采用该种方法进行土石方测量就是根据收集的滤波信息建立数字地表模型，通过模型的计算获得精准的测量数值。

（二）量算方法的选择

土石方测量主要分为两大步骤，一是外业数据采集，二是内业数据处理，进行数据处理则将运用到量算方法，由于量算方法各自的数学模型不同，为此应根据实际情况对量算方法进行选择。如果矿堆区域起伏变化不大，且实际地形较为完整时可采用断面法与方格网法进行量算，如果区域起伏变化大且地形复杂时，只能采用三角网法进行量算，该种方法适用范围较广，不受地形区域影响，只需采集点位则可完成构网，利用三角网便可计算矿堆体积。

二、实时动态土石方测量实例分析

（一）概况

本文在对动态矿堆石方进行测量时，所选用的矿堆其中主要为磷矿石、硫铁矿、重钙、散装硫磺等，测量的矿堆数目为15个。通过对矿堆的现场勘查，发现每一个矿堆的体积都比较大，并且它们形状都不规则，地点分布比较分散。为了确保每一个车间都能够进行正常生产，每一个矿堆每时每刻都在进货和出货。所有的矿堆提交库存量成果的截止时间定为：12月24日16时30分。

（二）作业准备工作

此次对矿堆石方的测量截止时间是固定的，所以一定要保证车间生产是连续不间断的。同时为了能够满足实时动态方面的要求，需要测量相关技术人员提前进入场地。此次测量实验所需要用到的仪器主要有：笔记本电脑、经鉴定的型号为拓普康GTS-332N全站仪、测图软件等。

（三）测量方案设计

具体的测量技术方案如下所示：

第一、此次测量所需要的成果是存储量，另外测量的结果是以体积表示的，单位是平方米。所以还需要对各个矿堆的堆积密度提前进行测量，当然一定要保证矿堆体积测量与密度测量要同时进行。本文就不对密度测量进行过多阐述。

第二、如果矿堆的进出量不算很大，则可以采用提前施测的方法，当外业数据采集结束之后，测量人员需要立即通知库管人员，借助计量表对在测量截止日期之前的进货量和出货量进行准确的数据统计。然后再根据测量所得密度和体积以及进出量的差值大小，计算得出最终所需数据。

第三、如果是矿堆的进出量比较大，体积也比较庞大，则需要在截止日当前对其进行测量，这样可以减少各种影响因素引起误差的可能性。

第四、施测体积比较小的矿堆时，要充分利用好车间检修的时间做好外业测量，另外库管员在对进出量统计时，要先向测量人员征询，严格按照他们的要求进行登记。

第五、当然，还需要注意的是对进货量进行统计时也要采用这种方法：根据具体要求在每一个矿堆的指定位置选定为临时进货地点，然后再开始进货之前对临时点进行测量，等到进货结束之后再对这一临时点进行测量，最后还需要对两期所得数据进行累计叠加处理。

（四）外业数据获取

在对外业数据进行采集的时候一定要注意一下几个方面的内容：首先我们知道体积方量的计算结果会直接受到范围边界以及基准面准确性的影响，所以在测量的时候这两个方面要由专人负责；其次本次所测量的15个矿堆都需要采用各自之间独立的坐标以及高程系统，保证各个矿堆在高程以及平面上具有一致性，另外施测过程一定要符合相关规范要求；最后要加大对地形比较复杂地区的采集密度，对高程和坐标的采集工作都借助全站仪自动完成。

（五）内业数据获取

第一、对采集到的数据进行检查和过滤，着重做好对高程点的检查，根据实际地形特点以及等高线的具体走向剔除不良高程点。

第二、对基准面进行处理。当时平面基准面时，之间将数据投影到基准面上就可以，如果基准面不是平面的，可以用两期的数据进行对比，求差值，两个数据之间的差距就是所求体积方量。

第三、计算体积方量。可以借助专业的绘图软件，比如南方CASS7.0，在计算机上进行，计算方法选用三角网土石方计算法。

三、矿堆进行实时动态土石方测量的建议对策

（一）实时动态测量方式应灵活多样

若采用单一的方式进行动态测量，将在一定程度上影响矿产企业的实际生产，为此应根据实际情况对测量方式灵活运用，在开展测量工作中减少对生产作业的影响，同时灵活多样的测量方式有利于提高测量精度。

（二）把握数据采集的精准度

采集的数据是进行量算的基础，将对最终土石方测量结果带来直接影响，为此在外业数据采集中应对准确定严格把关，首先，采集点位应适当增加，较多的关键点有利于正确反映地形；其次，严格把握基准面与范围边界的准确性，安排专人进行现场指定；最后，测站之间应相互检查，观察地块坐标与高程是否一致，确保各测站之间的坐标与高程一致有利于提高数据精准度。

（三）做好检查工作控制测量误差

做好各项检查工作有利于降低测量误差，由于误差产生原因较多，在土石方测量过程中需要对高程与平面进行检查，同时还需加强对外业数据的对比分析，评估不同测点数据的可靠性，选择最为真实的数据进行计算，在量算方法的选择上应尽可能满足实际需求，促进土方体积计算结果更加可靠。

结语：

伴随技术的不断进步，矿堆土石方测量技术日新月异，各种高新科技的使用极大提高了土石方测量的准确性，当前我国土石方测量技术最常用的有GPS-RTK测量、摄影测量、全站仪测量、激光扫描测量等，且量算方法也多种多样。基于此，为提高测量精准度应对测量方式灵活多样，严格把握数据采集的精准度，并做好检查工作控制测量误差。

参考文献：

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