龙软与Surfer在矿井沉陷预计中的应用

孙艳兵

摘 要：本文着重介绍了如何利用龙软地测信息系统和surfer共同配合处理矿井沉陷预计。文中介绍了龙软信息系统和surfer的的优缺点，同时展望未来两个软件更好的契合。

关键词：沉陷预计;surfer的优缺点

【中图分类号】 TP319 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）18-0213-01

矿区沉陷预计是“三下”采煤不可缺少的一项重要工作，是测量人员日常工作的重要组成部分，预计的成果为决策层做出各种决策提供了重要依据，特别是公司提出实施 “先搬后采”政策的情况下，较为准确的预计出沉陷的范围就显得尤为重要。

朱集东煤矿是国家“十一五”规划重点能源建设项目之一，是淮南亿吨级煤炭基地和全国六大煤电基地总体规划的重要组成部分，是淮南矿业集团“十二五”期间第一个建成投产的大型现代化矿井。属于典型的三高一深矿井，截至2019年底矿井已开采11槽工作面11个，13槽工作面5个，矿井范围内沉陷面积大，沉陷预计工作量大。

但是矿区目前并无统一且操作简便的开采沉陷预计软件，唯一可用的沉陷预计软件是北京龙软公司的龙软地测信息系统内的沉陷预计子模块。但是，该软件在制作沉陷预计图件过程中，无法快速完成多工作面同时预计成图工作;当多工作面联合预计时，软件卡顿、死机时常发生，完成一幅矿井沉陷预计图费时费力。

1 利用龙软沉陷预计模块生成下沉数据：

龙软地测空间信息系统是北京龙软公司联合淮南矿业集团针对矿山地测工作量身定制的一套非常实用的地理信息系统软件，极大的方便了测量人员的日常工作，软件的市场占有率高，软件的稳定性和可靠性得到了充分的论证和实践的检验。

1.1 沉陷预计数据的生成：

根据软件的操作步骤，逐步操作，即可生成预计下沉数据，特别提醒几点：

1）左下角点坐标是指面上上山方向左下角点坐标，实际高斯坐标系;

2）上下边界采深是指上下邊界标高加上地面标高的值;

3）指向上山方位角的计算方法：

在地理坐标系中，指向上山方向方位角 =工作面走向方位角±90

1.2 龙软沉陷预计软件的优、缺点：

1）龙软沉陷预计模块，提供了沉陷预计的数据计算，计算数据导出，沉陷等值线的生成功能，软件沉陷预计计算模型可靠，数据计算准确且稳定;

2）龙软在生成等值线的过程中，操作步骤繁杂，且成图速度慢;特别是当参与预计的工作面较多，设置数据间隔较密时，生成等值线的时间特别长甚至会出现软件死机不能工作;当数据间隔设置较大时，生成的等值线图形较差;

3）龙软生成的下沉等值线是龙软系统专用的格式图形，与矿上使用的cad图形兼容性较差;

2 利用Surfer生成等值线：

Surfer 软件是美国Golden Software 公司编制的一款以画三维图（等高线，image map，3d surface）的软件。Surfer 具有的强大插值功能和绘制图件能力，使它成为用来处理XYZ数据的首选软件，是地测工作者必备的专业成图软件。可以轻松制作基面图、数据点位图、分类数据图、等值线图、线框图、地形地貌图、趋势图、矢量图以及三维表面图等;提供11种数据网格化方法，包含几乎所有流行的数据统计计算方法;提供各种流行图形图像文件格式的输入输出接口以及各大GIS软件文件格式的输入输出接口，大大方便了文件和数据的交流和交换;提供新版的脚本编辑引擎，自动化功能得到极大加强。

2.1 等值线的生成：

1）启动Surfer软件，格网—数据—选择龙软生成的下沉数据中的W.txt文件—OK，然后跳出对话框

在“数据列信息栏”中，根据原始数据的具体情况调整X、Y对应的数据列，点确定。

为了让生成的等值线更加平滑，利用软件本身强大的数值插值功能，对原始下沉数据进行加密计算。网格—线条平滑—选择W.grd文件—打开—确定。

2）等值线最终生成：

图形—新建—等值线图—选择out.grd文件—在生成的等值线图中—属性管理器—层次—最小等值线（设置成100）—等值线间隔（设置成100）

3）导出生成等值线：导出生成等值线，选择DXF格式，选择文件夹，命名文件名即可得到生成的等值线。

4）Surfer优缺点：

优点：

（1）软件操作简单，数据处理能力强，在处理多工作面甚至整个井田范围内多年度累积下沉等值线时，均能快速成图;

（2）软件强大的数据插值功能，实际运用过程中能减少龙软在计算下沉等值数据的密度，加快龙软的运行速度，同样能生成线条平滑美观的等值线图;

（3）软件的3D成图功能，能生成3D沉陷图，同时用不同颜色表示下沉值，能更加立体直观的反映出下沉情况。

缺点：

（1）在煤矿实际生产过程中，需要的等值线一般为0.1m，0.5m，1.0m，………，但是该软件无法指定生成该类型等值线，只能设置固定等值线间隔的等值线，然后再选取需要的等值线;

（2）生成的3D图形无法与地形图数据很好的结合，这有待于后续进一步的开发，以期两者能更好的结合。

3 软件应用

软件在矿沉陷预计中使用了多年，使用多年一直平稳运行，较好的满足了矿井沉陷预计的实际需要;在矿井沉陷预计过程中，利用龙软地测信息系统中的沉陷预计模块，发挥其地测专业软件的特点，准确的生成工作面下沉数据;再利用Surfer软件强大的图形处理功能，快速生成各种要求的等值线，较好的完成了矿井沉陷预计工作，满足生产需要，对矿井生产起到了积极的指导作用。

同时两款软件的结合，扬长避短，避免了单一使用龙软成图过程中出现的数据处理慢、成图慢、成图质量差等缺点，为矿区沉陷预计快速成图提供了保障，在全矿区推广使用必定会为测量工作者带来便利，为各种决策提供依据。