獲取勘探線偏離距與投影距的幾種方法*

楊勇軍，劉達(dá)成，李燈平

(1.江西有色地質(zhì)勘查二隊(duì)，江西 贛州 341000； 2.青海煤炭地質(zhì)勘查院，青海 西寧 810000)

獲取勘探線偏離距與投影距的幾種方法*

楊勇軍1，劉達(dá)成2，李燈平1

(1.江西有色地質(zhì)勘查二隊(duì)，江西 贛州 341000； 2.青海煤炭地質(zhì)勘查院，青海 西寧 810000)

通過闡述工程點(diǎn)與勘探線之間的幾何關(guān)系，給出它們之間幾何關(guān)系的計(jì)算公式；借助3種不同的方法來獲取工程點(diǎn)勘探線的偏離距和投影距。通過對這3種不同方法的對比得出的結(jié)論是：利用Excel表格計(jì)算更加簡單和方便，可同時(shí)進(jìn)行多點(diǎn)計(jì)算，提高工作效率。

勘探線；偏離距；投影距；Excel表格

0 引言

工程點(diǎn)勘探線偏距是探礦工程偏離勘探線的垂直距離，是一個(gè)衡量探礦工程質(zhì)量的重要數(shù)據(jù)之一。在地質(zhì)勘查設(shè)計(jì)中，重型工程一般不能偏離勘探線，但在特殊情況下可以偏離勘探線，如在設(shè)計(jì)工程位置地形不利、工程位置位于居民地等不能施工等情況下，可以偏離勘探線。每個(gè)礦區(qū)施工重型工程都要工程點(diǎn)坐標(biāo)所計(jì)算出的勘探線偏離距和投影距，繪制礦區(qū)勘探線剖面圖和投影平面圖，此時(shí)就必須把偏離線上的各工程點(diǎn)位，用其坐標(biāo)值與勘探線端點(diǎn)或終點(diǎn)的坐標(biāo)值進(jìn)行偏離距和投影距計(jì)算。

本文介紹了3種不同方法來獲取勘探線的偏距和投影距，并對3種方法進(jìn)行了比較。

1 勘探線偏離距和投影距計(jì)算原理

根據(jù)勘探工程布置在一組與礦體走向基本垂直的鉛垂勘探剖面內(nèi)，從而在地表構(gòu)成一組相互平行(有時(shí)也不平行)的直線；這是礦床勘探中最常采用的一種工程總體布置形式，稱之為勘探線；它一般適用于有明顯走向和傾斜的層狀、似層狀、透鏡狀及脈狀礦體礦區(qū)設(shè)計(jì)?？碧骄€偏離距就是工程點(diǎn)垂直于勘探線直線距離，俗稱P值；投影距，是指工程點(diǎn)i所在坐標(biāo)格網(wǎng)的下限坐標(biāo)縱、橫線和勘探線相交的兩個(gè)交點(diǎn)及其與工程點(diǎn)的連線，該線段在勘探線上的投影(ΔXi，ΔYi)；實(shí)質(zhì)上就是以上述兩個(gè)交點(diǎn)為依據(jù)，計(jì)算工程點(diǎn)沿勘探線方向的坐標(biāo)增量[1]。在礦區(qū)地形地質(zhì)圖繪制過程中礦區(qū)的勘探線方位、勘探線兩端點(diǎn)坐標(biāo)以及每個(gè)工程點(diǎn)最終成果坐標(biāo)都是已知的，從幾何關(guān)系圖(見圖1)可知他們之間相互關(guān)系。

圖1中,AB為探礦工程點(diǎn)勘探線，AC為工程點(diǎn)X增量、CP為工程點(diǎn)Y增量、PF為探礦工程偏離勘探線的垂直距(L)、α為勘探線方位。

圖1 工程點(diǎn)與勘探線的幾何關(guān)系圖Fig.1 Engineering point located on the left and right side of prospecting line

由圖1可知：AC∥X軸，CP∥Y軸；AC=ΔX，CP=ΔY；則CE=CPcosα=ΔYcosα；CD=AC×sinα=ΔX=sinα；而L=PF=DE=CD-CE。所以，工程點(diǎn)位于勘探線左端時(shí)：

L=ΔXsinα-ΔYcosα

(1)

同理得，工程點(diǎn)位于勘探線右端時(shí)：L=ΔY×cosα=ΔX×sinα。由圖1(b)可得：S=AF=AD+DF，而AD=AC×cosα=ΔX×cosα，DF=EP=CP×sinα=ΔY×sinα，所以：

S=ΔXcosα+ΔYsinα[2]

(2)

2 三種不同的計(jì)算方法

2.1 手動(dòng)計(jì)算方法

手動(dòng)計(jì)算也稱半自動(dòng)計(jì)算，借助計(jì)算器，根據(jù)前文給出的勘探線偏離距與勘探線之間相互幾何關(guān)系，按公式手工輸入數(shù)據(jù)利用計(jì)算器計(jì)算。這種傳統(tǒng)計(jì)算方法由于計(jì)算是在后臺，外業(yè)資料和已知條件輸入不直觀，出現(xiàn)錯(cuò)誤比較難檢查，計(jì)算繁瑣，輸入過程也沒有良好的人機(jī)界面，容易出錯(cuò)[3]，且每個(gè)工程點(diǎn)都需要重復(fù)計(jì)算。當(dāng)工程點(diǎn)較多時(shí)，這種方法費(fèi)時(shí)且效率低下。

2.2 利用CAD軟件在圖上拾取

利用AutoCAD軟件直接拾取工程點(diǎn)偏離距和投影距，方法為：打開AutoCAD，進(jìn)入編輯界面，輸入“多段線”命令(PL)，在命令欄輸入勘探線兩端點(diǎn)坐標(biāo)值，這樣一條精準(zhǔn)的勘探線就繪制完成；同理，輸入“多段線”命令(PL)后再命令欄中輸入工程點(diǎn)坐標(biāo)，在狀態(tài)欄右鍵單擊 “對象捕捉”并選擇 “設(shè)置”，在彈出對話框中選擇“對象捕捉”，在彈出的菜單欄將“垂足”打勾，其它項(xiàng)全部不選(見圖2)，關(guān)閉對話框回到當(dāng)前命令下。將鼠標(biāo)靠近勘探線移動(dòng)，當(dāng)“垂足”符號出現(xiàn)時(shí)單擊左鍵確認(rèn)(見圖3)，再單擊右鍵結(jié)束當(dāng)前編輯，這樣“偏離距”線繪制好，選擇該線并用list命令查看其長度。投影距有勘探線端點(diǎn)到垂足點(diǎn)間的距離和勘探線終點(diǎn)到垂足點(diǎn)間的距離兩種，同樣可以采用list命令查看其投影距長度，這樣即可獲得一個(gè)工程點(diǎn)的偏離距和投影距。

圖2 捕捉設(shè)置Fig.2 Capture settings

圖3 量偏離距Fig.3 Measuring deviation distance

2.3 編制Excel表格自動(dòng)計(jì)算

在Excel環(huán)境下，編制勘探線偏離距和投影距的計(jì)算表，此方法計(jì)算過程展示在前臺，操作簡單、修改容易、透明度高、并可重復(fù)利用；常規(guī)的偏離距的計(jì)算公式要在Excel表格中實(shí)現(xiàn)，需結(jié)合Excel單元格特征：Excel表格計(jì)算過程層層相扣、先后順序嚴(yán)謹(jǐn)且具有很強(qiáng)的邏輯性[4]。在Excel單元格中編制勘探線工程點(diǎn)偏離距和投影距計(jì)算語句，見表1。

表1 單元格編制語句

Tab.1 Cell statement in Excel

按表1中的語句，編制好的計(jì)算表格見表2。表格中第5行是已編制好語句并可以自動(dòng)計(jì)算的單元格，使用復(fù)制命令，填充到其它空白行，表格就會(huì)按編制好的公式進(jìn)行填充語句計(jì)算，實(shí)現(xiàn)批量計(jì)算。

表2ZK101鉆孔勘探線偏離距、投影距計(jì)算表

Tab.2 Calculation table of deviation distance and projection distance for prospecting line of drill holeZK101

3 三種方法應(yīng)用對比

在江西省贛州市某礦山勘查過程中，采用上述3種方法計(jì)算了10個(gè)鉆孔的勘探線偏離距和投影距。得到的各鉆孔偏離距和投影距，如表3所示。

表3 鉆孔偏離勘探線偏離距和投影距統(tǒng)計(jì)表

Tab.3 Statistics table of deviation distance and projection distance between prospecting line and drill hole

孔號 偏離勘探線距離 勘探線投影距 開孔/m終孔/m開孔/m終孔/mZK1010．01-4．32702．146707．549ZK0010．46-1．54690．076692．131ZK2020．46-7．47624．671630．537ZK203-2．02-32．27485．588517．698ZK2050．0014．76418．872404．425ZK4010．100．76635．468634．924ZK4022．5014．42514．624498．516ZK6020．458．57501．530493．646ZK6031．369．39405．762393．514ZK1001-3．70-11．49503．904557．037

從表3中可以看出：開孔偏離勘探線距離0.01 m，說明ZK101孔開孔孔位偏離1號勘探線0.01 m，該數(shù)據(jù)為鉆孔計(jì)算曲線提供了值；終孔偏離勘探線距離4.32 m，說明ZK101孔終孔位置偏離1號勘探線4.32 m，說明終孔位置點(diǎn)偏距小于25 m，質(zhì)量符合鉆探六項(xiàng)指標(biāo)的要求。

以ZK101偏離勘探線的偏離距和投影距計(jì)算為例，對3種方法各自的特點(diǎn)進(jìn)行介紹并對其進(jìn)行比較：

1)公式計(jì)算法。按式(1)、(2)，依據(jù)ZK101勘探線起點(diǎn)坐標(biāo)和定測坐標(biāo)計(jì)算，此方法是每個(gè)工程點(diǎn)都要重復(fù)輸入一次，輸入計(jì)算比較費(fèi)時(shí)，另外因數(shù)據(jù)操作在后臺容易出錯(cuò)。

2)利用CAD軟件拾取法。如圖4所示，1-1′為礦區(qū)1號勘探線，3為工程點(diǎn)ZK101，S為工程點(diǎn)投影距，P為偏距離，分別量取1-2，2-3線段長度，即求取該工程點(diǎn)的勘探線投影距和偏離距；同理，逐個(gè)拾取其它10個(gè)工程點(diǎn)值。此法雖有良好的人機(jī)互動(dòng)，但每次也只能計(jì)算一個(gè)工程點(diǎn)數(shù)據(jù)，計(jì)算不能批量化，且結(jié)果還需即時(shí)記錄。

圖4 ZK101鉆孔勘探線偏離距與投影距量算Fig.4 Measurement of deviation distance and projection distance between prospecting line and drill hole ZK101

3)編制Excel表計(jì)算法。將礦區(qū)已有勘探線的起點(diǎn)坐標(biāo)和工程點(diǎn)坐標(biāo)成果復(fù)制到相應(yīng)單元格，并在B2單元格錄入礦區(qū)勘探線方位，利用Excel表格就能自動(dòng)計(jì)算，結(jié)果見表4。

表4 江西贛州某礦山勘探線工程點(diǎn)偏離距、投影距計(jì)算表

Tab.4 Calculation table of deviation distance and projection distance between prospecting line and drill hole in a mine of Ganzhou，Jiangxi Province

利用上述3種方法都能有效地獲得勘探線偏離距和投影距，通過對比可以得出Excel法更簡潔、方便，且可批量計(jì)算。

勘探線偏離距和投影距數(shù)據(jù)的取得，能解決勘探過程中勘探剖面線圖繪制的問題，能反映鉆孔鉆線軌跡偏離勘探線距離的多少及水平方向控制長度多少的問題，從而有效評定鉆探工程質(zhì)量的優(yōu)劣。

4 結(jié)束語

在實(shí)際應(yīng)用中通過對比發(fā)現(xiàn)，采用編制Excel表格計(jì)算方法快捷方便，在第一個(gè)工程點(diǎn)計(jì)算表格編制完畢后，其它工程點(diǎn)僅是一個(gè)數(shù)據(jù)復(fù)制的過程，計(jì)算數(shù)據(jù)顯示在前臺，錯(cuò)誤更容易被發(fā)現(xiàn)，且能有效地提高工作效率。

[1] 李枝.工程點(diǎn)偏離勘探線的偏差及其投影距的坐標(biāo)增量計(jì)算法[J].湖南地質(zhì)，1990(1)：73-76.

[2] 國家質(zhì)量監(jiān)督技術(shù)局.GB/T 18341—2001地質(zhì)礦產(chǎn)勘查測量規(guī)范 [S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2001.

[3] 余梁蜀，張宗孝，馬斌，等.Excel環(huán)境中控制測量三角網(wǎng)平差及坐標(biāo)計(jì)算[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)：工學(xué)版，2004(2)：63-65.

[4] 楊勇軍，黃奎樹，歐陽云.等.利用Excel表格進(jìn)行導(dǎo)線的近似平差計(jì)算[J].科技與生活，2012，9(9)：221-223.

Several Methods of Obtaining Deviation Distance andProjection Distance for Prospecting Line

YANG Yong-jun1，LIU Da-cheng2，LI Deng-ping1

(1.No.2TeamofJiangxiNon-ferrousMetalsGeologicalProspectingBureau，GanzhouJiangxi341000，China； 2.QinghaiInstituteofCoalGeologicalProspecting，XiningQinghai810000，China)

The relationship between engineering points and prospecting line is expounded，and the geometric relationship formulas between them are given. By using three different methods，the deviation distance and projection distance for engineering point are calculated. By comparing the three methods，the conclusion is that the method of using Excel table to calculate the deviation distance and projection distance can make calculation easier and more convenient，and it can be used to calculate several points at the same time and improve the work efficiency.

prospecting line；deviation distance；projection distance；Excel table

2017-02-13

P 258； P 623

B

1007-9394(2017)02-0048-03

楊勇軍(1982～)，男，江西吉水人，工程師，現(xiàn)主要從事礦山測量、地形測量等方面的工作。