大型露天煤礦釆剝工程量計算的分析

劉興學

（伊吾廣匯礦業有限公司，新疆 哈密 839000）

一、露天煤礦采剝工程量計量特點

1 釆剝工程量大

精準計量困難，計量結果與經濟利益掛鉤，結算過程中爭議大。

2 單價不同

根據巖石硬度，剝離工程免爆破和爆破單價不同；根據裝運設備，剝離工程大設備和小設備單價不同；不同運輸距離的釆剝工程量單價不同。

3 延續計量

釆剝工程施工期間采用中間多次計量，每次計量是以上一次計量數據為基數，算至本次測量采集數據實際釆剝工程量，以此類推。

4 施工單位多

各單位施工區域界線劃分，分家計量。結合露天煤礦釆剝工程施工特點，選擇適合不規則施工區域工程量測算，操作簡單、計量準確、出成果具有說服力結算無爭議的合理計算方法顯得至關重要。

二、兩期法、方格網法、區域平衡法三種計量方法原理

1 DTM法土方計算—兩期法

計算原理：利用開挖前后實地測量數據分別生成DTM三角網模型，通過兩期DTM三角網計算每個三棱柱的填挖體積， N個三棱柱填挖體積相加求出此區域工程量，并繪出填挖分界線。

2 方格網法

計算原理：利用實地測量數據由相鄰之間的高程點解算出每個方格四棱柱的填挖體積，N個四棱柱填挖體積相加求出此區域工程量，并繪出填挖分界線。

3 區域平衡法

計算原理：利用實地測量數據由相鄰之間的高程點形成N個三角形的面積和平均高程，根據每個三角形的面積和平均高程解算出此區域開挖前后平均高度，開挖前平均高度減去開挖后平均高度形成高差，面積乘以高差求出此區域工程量，并繪出填挖分界線。

三、選取伊吾廣匯礦業有限公司露天煤礦釆剝工程量計算對比分析，采用不同計量方法實例計算如下：

1 兩期法。計算花費時間44分鐘，計算結果如下：

實際挖方=挖方量-填方量=1323417.6-45858.6=1277559.0

2 方格網法。同一組數據設定不同“方格寬度”計算結果見表1。

同一組數據采用不同方格寬度計算，方格寬度越小挖方越大，方格寬度2m和20m計算結果誤差為（2m-20m）/2m=8.3%。

3 區域平衡法。同一組數據設定不同“輸入邊界插值間隔”計算結果見表2。

4 計算結果對比（表3）

四、結論

綜合上面對適應露天煤礦計算三種方法的計算分析，得出以下結論：

1 DTM法土方計算—兩期法

①適應計算填挖方工程量。

②對計算區域邊界三角網連接要求高，邊界三角網連接直接影響計算結果的準確性。

③大釆剝工程量計算速度慢，適用不規則、起伏較大復雜地形兩期工程量計算，計算結果準確。

④可直接算出填挖方量，不顯示計算區域面積和高程，出成果時無數據依據，不適用出成果。

2 方格網法

①適應計算填挖方工程量。

②方格寬度設定數據不同計算結果相差較大。通過論證方格寬度越小計算工程量越準確，方格寬度太小無意義，最好與實際采集點的密度保持適中。

③大釆剝工程量計算速度一般，適用不規則、起伏較大復雜地形工程量計算。

④可直接算出填挖方量，顯示每個方格內的計算信息、計算區域總面積、總填方和總挖方，一目了然，適用于出成果，但計算成果沒有唯一性，露天煤礦釆剝工程量結算易發生爭議；多用于場地平整填挖方工程量預算。

3 區域平衡法

①適應計算填方或挖方工程量，但無法計算填挖方工程量。

②輸入邊界插值間隔設定數據不同計算結果幾乎不變，計算結果準確。

③大釆剝工程量計算速度快，適用不規則、起伏較大復雜地形工程量計算，計算中邊界數據處理最優。

④不能直接算出挖方量，顯示計算區域總面積、最小高程、最大高程、土方平衡高度，出成果時通過開挖面積乘以開挖前后兩期土方平衡高度差值求出工程量，計算成果準確，適用出成果。

露天煤礦釆剝工程量計量具有延續，建議采用兩期法和方格網法計算時不要修改三角網，避免造成人為誤差；利用系統自動生成的三角網計量可以確保總工程量的準確性。

通過多次論證分析，上述三種計算方法都適用于高程落差大不規則區域采剝工程量計算。大型露天煤礦采剝工程量計算，宜采用區域平衡法，可以用兩期法和方格網法進行檢核。

表3 兩期法、方格網法與區域平衡法計算結果對比表

[1]南方測繪CASS7.0成圖軟件用戶手冊[Z].

[2]李秀春，辛智，蔡慶飛，路曉玲.露天煤礦土石方剝離工程量計算的探討[J].露天采礦技術，2010.