露天煤矿土石方剥离工程量计算的探讨

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1、露天煤矿土石方剥离工程量计算的探讨李秀春作者简介：李秀春，男，1965年生，工程师，籍贯黑龙江通河县，1988年毕业于黑龙江矿业学院采矿工程专业，获学士学位；现就职于保利能源控股有限公司新疆项目哈密市和翔工贸有限责任公司，任公司总工程师，主要从事露天煤矿生产、技术工作。通讯地址：新疆哈密巴里坤县湖滨路6号，身份证号：230303196507226419辛智1蔡庆飞1路晓玲1（保利能源和翔公司新疆哈密839200）内容摘要：文章分析了露天煤矿土石方剥离及采煤工程土石方计量的特点，用数学方法分析了方格网法、断面法、手工计算法等三种计算剥离体积的方法

2、，并对这些方法进行了说明，说明时分别考虑了对剥离边坡的处理及不同断面的计算情况；分析了上述三种方法的使用条件及优缺点；选取保利能源和翔公司别斯库都克露天煤矿的剥离计量作为例子对三种方法的使用情况进行了对比。关键词：露天剥离计量断面方格网我国西部煤炭资源丰富，尤其新疆、内蒙古等地，煤炭资源储量大，埋藏相对较浅，部分地方具备建设大规模露天煤矿的条件。露天煤矿的矿建及生产过程主要包括土石方的剥离及原煤开采，施工及生产工作建设单位即可以将施工外包也可以自己组织，不论采用哪种方式，都将涉及到精确计量土石方剥离工程量及采煤工程量的问题。1、剥离及采煤施工土

3、石方计量的特点（1）工程量大。剥离及采煤工程量大，精确计量困难，计量结果与经济利益直接挂钩，计量及结算过程中争议大；（2）单价不同。由于岩石剥离需要爆破，剥离难度比表土要大，二者发包单价可能不一样，计量时需对二者区分；（3）分别计量。对不同性质、硬度的岩石可能制定不同的单价，计量时要求将不同性质、类别的岩石/表土区分开，分别计量；（4）连续计量。剥离及采煤施工有一定连续性，需要多次中间计量，计量时需要从已经施工的工作界面处进行。选择剥离及采煤工程量计量方法时，要求计量9方法相对简单易懂、容易操作、容易核对、误差较小且能适应连续计量的需要。由于剥

4、离及采煤工程量计量存在上述问题，如何选取计量的方法就显得至关重要。2、不同的剥离体积计算方法2.1方格网法方格网法就是用固定尺寸的方格网对挖方范围进行有规则的分块，先计算出每一个小方格块的体积，体积之和就是整个挖方体积。选取的方格网大小决定了最终的计算精度。剥离工程土石方工程量一般较大，考虑边坡与不考虑边坡时的体积之差绝对值相对较大。用方格网法计算时，对于挖方的边坡问题，有不同的处理方法，分述如下：2.1.1不处理边坡的情况一般挖方的结果都是挖出一个顶面积大底面积小的坑状结构，设S1为挖方顶面面积，S2为挖方底面面积，则一般情况下S1＞S2。计

5、算土方量时，可以S1的边界为计算范围向下做垂直切割，以原始地面标高数据为顶面，以测量的底面坐标高程数据所织成的三角网为底，计算出体积V顶。同样以底面面积S2的边界为计算范围向上做垂直切割，以原始地面标高数据为顶面，以测量的底面坐标高程数据所织成的三角网为底，计算出体积V底。上述两个体积可以用软件很方便的进行计算。实际挖方体积v可以认为是：V=(V顶+V底)*0.52.1.2用三角网织出边坡的情况既然是利用方格网法计算挖方工程量，在方格网的顶面标高确定的情况下，方格网的底部标高高程数据就决定了每一个方格网的体积。在织底部三角网时，可以考虑将边坡处

6、的坐标高程及边坡坡顶处的坐标高程一并作在一起，相当于将底及四周认为是一个整体的盆状结构，原始地面标高为盆顶，盆底及盆顶所围成的结构体积就是要计算的挖方体积。2.2断面法假设每隔一定距离（如20m）选一断面。断面法算量的基本原则就是将不规则结构体分割成相对比较规整、可以用数学方法近似计算的结构。同样切割出的断面也有不同的9体积计算方法。2.2.1以断面的切割面面积为上下底计算在这种情况下，断面之间的垂直距离h是可以确定的，只要确定出切割形成断面的具体面积S1和S2，则可以用：V=（S1+S2）*0.5*h来确定两个断面之间的结构体积，所有断面所形

7、成的结构体积之和就可以认为是整个挖方结构的体积。2.2.2以切割形成结构的上下面为顶底面计算以切割形成结构的上下面为顶底面计算体积时，以顶面面积S1和底面面积S2及顶底面之间的距离h为依据据来计算体积。确定S1时可以该面的水平投影面积代替，S2可以用同样的方法处理，以底面的水平投影面积代替。h的确定就比较复杂了，可分别求出顶面和底面测量数据标高的平均值，h值可以该平均值之差来近似代替。这种方法要求测量的高程点均匀、有规律，取舍高程点时的人为倾向对结果可能造成一定影响。在土方挖掘量比较大时，若每一切割结构体的h都同时偏大或偏小，对最终结果造成的影

8、响将是很可观的。2.3直接切割算量2.3.1手工直接在图纸上切割算量这种情况和断面法计算有点类似。可以凭借观察将结构划分成比较规则的可以用数学方法直接