【正文】 工作，特別是比利時(shí)、前蘇聯(lián)、波蘭、德國(guó)、澳大利亞、加拿大、美國(guó)等采礦業(yè)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家對(duì)開(kāi)采沉陷理論和實(shí)踐都進(jìn)行了較深入研究。文中AutoCAD進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，應(yīng)用VBA計(jì)算出各觀測(cè)點(diǎn)的各期移動(dòng)變形值，各種變形曲線依不同比例在CAD中成圖，且對(duì)應(yīng)繪出地下煤層采動(dòng)情況。且圖中按原比例繪出對(duì)應(yīng)地下煤層開(kāi)采情況，可很方便地從圖中直接量取各角量參數(shù)，距離參數(shù)。克服了傳統(tǒng)方法成圖只能查看、不易定量分析的缺點(diǎn)。在確保野外觀測(cè)數(shù)據(jù)的正確性后，計(jì)算出各觀測(cè)點(diǎn)的移動(dòng)變形信息，最終將計(jì)算結(jié)果繪制成曲線圖，以描述沿觀測(cè)線的地表移動(dòng)和變形的分布特征及其發(fā)展過(guò)程，以便對(duì)開(kāi)采損害做出評(píng)價(jià)。在礦區(qū)，為保護(hù)地面建筑物、水體及鐵路，免受地下開(kāi)采活動(dòng)的影響，減少地下資源損失，就必須研究地下開(kāi)采所引起的巖層與地表移動(dòng)規(guī)律。鑒于煤礦從未有過(guò)地表移動(dòng)觀測(cè)資料，使得礦井在合理留設(shè)保護(hù)煤柱和開(kāi)展“三下”采煤設(shè)計(jì)方面缺乏科學(xué)依據(jù)。為了有效預(yù)防和治理這類沉陷災(zāi)害，需要獲取地表移動(dòng)規(guī)律。此過(guò)程中，上覆巖層將產(chǎn)生移動(dòng)、變形與破壞，當(dāng)開(kāi)采面積達(dá)到一定范圍時(shí)，移動(dòng)變形將波及地表，形成地表移動(dòng)盆地[1]。在確保野外觀測(cè)數(shù)據(jù)的正確性后，計(jì)算出各觀測(cè)點(diǎn)的移動(dòng)變形信息，最終將計(jì)算結(jié)果繪制成曲線圖，以描述沿觀測(cè)線的地表移動(dòng)和變形的分布特征及其發(fā)展過(guò)程，以便對(duì)開(kāi)采損害做出評(píng)價(jià)。1研究背景概述在礦區(qū)，為保護(hù)地面建筑物、水體及鐵路，免受地下開(kāi)采活動(dòng)的影響，減少地下資源損失，就必須研究地下開(kāi)采所引起的巖層與地表移動(dòng)規(guī)律。目前很多的開(kāi)采沉陷信息數(shù)據(jù)都是用Word、Excel或者其他軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)管理和處理并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，但再對(duì)這些信息進(jìn)行查看和處理時(shí)很不方便和直觀。 data processing目錄摘 要 IIABSTRACT III緒論 11研究背景概述 1 1 2 國(guó)外研究現(xiàn)狀 2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 3 4 4 4 52觀測(cè)數(shù)據(jù)處理原理 6 6 6 下沉 7 7 7 7 83軟件實(shí)現(xiàn) 9 AutoCAD VBA簡(jiǎn)介 9 9 確定煤層采動(dòng)信息 9 確定觀測(cè)線基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo) 10 11，文件的導(dǎo)出與程序的退出 11 計(jì)算移動(dòng)和變形 12 曲線圖的繪制 124實(shí)例應(yīng)用 31 31 31 31 32 32 32 東坪煤礦15412工作面地質(zhì)采礦條件 33 34 34 35 觀測(cè)站點(diǎn)位布置情況 36 37 37 38 40 41 45 45 動(dòng)態(tài)參數(shù)的求取 46結(jié)論 51參考文獻(xiàn)： 52致 謝 53緒論開(kāi)采沉陷的研究對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高有著重要的意義，然而隨著開(kāi)采沉陷研究的規(guī)模越大，有關(guān)開(kāi)采沉陷的信息量也相應(yīng)的增加，對(duì)這些信息的存儲(chǔ)和管理也就相當(dāng)繁瑣。 secondary development。生成的曲線圖更有利于直觀現(xiàn)時(shí)地分析開(kāi)采對(duì)地表的影響。在輸出下沉、傾斜、曲率、水平移動(dòng)、水平變形計(jì)算結(jié)果的同時(shí)，將其各曲線以一定比例在CAD中成圖，可從曲線上量取任意點(diǎn)的對(duì)應(yīng)值。安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文基于CAD和VBA的地表移動(dòng)觀測(cè)站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)DATA PROCESSING SYSTEM ON MINING AREA SURFACE MOVEMENT STATION BASED ON AUTOCAD VBA學(xué)院（部）： 測(cè)繪學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 測(cè)繪091班 學(xué)生姓名： 劉石磊 指導(dǎo)教師： 王磊講師 2013 年 5 月 31 日54基于CAD和VBA的地表移動(dòng)觀測(cè)站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)摘 要采用AutoCAD VBA二次開(kāi)發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了地表移動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)處理、成圖自動(dòng)一體化?？朔藗鹘y(tǒng)方法成圖只能查看、不易定量分析的缺點(diǎn)。且圖中按原比例繪出對(duì)應(yīng)地下煤層開(kāi)采情況，可很方便地從圖中直接量取各角量參數(shù)，距離參數(shù)。關(guān)鍵詞：AutoCAD VBA；二次開(kāi)發(fā)；地表移動(dòng)變形；數(shù)據(jù)處理DATA PROCESSING SYSTEM ON MINING AREA SURFACE MOVEMENT STATION BASED ON AUTOCAD VBA ABSTRACTAutoCAD VBA secondary development technique is used to realize the mining area surface movement observation data fast processing and automatic mapping in this paper. This way can overe traditional methods’ shortings which only can make the map for watching, but not for quantitative analysis. The mining surface’s subside, lean, curvature, horizontal moving and horizontal deformation is calculated. And the all results are put out. At the same time each curve is drawn in AutoCAD with certain proportion. Any point’s value can be taken from the AutoCAD form. By the way, the underground coal mining condition is painted in the map with original proportion. So angle parameters and distance parameters can be easily measured and marked. All of the above can make the visual description on the surface deformation of the underground mining convenient and immediate.Key words: AutoCAD VBA。 surface movement and deformation。 傳統(tǒng)的人為管理模式會(huì)導(dǎo)致開(kāi)采沉陷數(shù)據(jù)管理上的混亂，人力和物力的過(guò)多浪費(fèi)，開(kāi)采沉陷信息管理的費(fèi)用也會(huì)增加，從而造成該企業(yè)單位的負(fù)擔(dān)過(guò)重，影響整個(gè)工程的進(jìn)展速度。如何有效地對(duì)開(kāi)采沉陷信息管理和利用起來(lái)，如何使得開(kāi)采沉陷的信息能夠在更大范圍內(nèi)安全地進(jìn)行傳輸、共享和管理，一直是很多企業(yè)單位急需解決的問(wèn)題。目前是最直接有效的方法是建立地表移動(dòng)觀測(cè)站，定期對(duì)觀測(cè)站上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)及控制點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)。地下煤層被開(kāi)采出來(lái)以后，巖體內(nèi)部形成一個(gè)采空區(qū)，導(dǎo)致周圍巖體的原有應(yīng)力平衡狀態(tài)受到破壞，引起應(yīng)力的重新分布，使巖體產(chǎn)生移動(dòng)和破壞，直到達(dá)到新的平衡。造成地表建筑物損害和塌陷區(qū)生態(tài)環(huán)境破壞，給周邊人民的生產(chǎn)、生活帶來(lái)了不同程度的影響。建立地表移動(dòng)觀測(cè)站是研究開(kāi)采沉陷和建筑物破壞規(guī)律的最可靠手段。為此，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》和《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程》中的有關(guān)規(guī)定，在煤礦工作面上方建立地表移動(dòng)觀測(cè)站，開(kāi)展地表移動(dòng)規(guī)律研究，以期獲得本區(qū)的地表移動(dòng)盆地角值參數(shù)、動(dòng)態(tài)變形參數(shù)和概率積分法預(yù)計(jì)參數(shù)，為煤礦各類保護(hù)煤柱留設(shè)和開(kāi)采沉陷預(yù)測(cè)研究提供科學(xué)依據(jù)。目前是最直接有效的方法是建立地表移動(dòng)觀測(cè)站，定期對(duì)觀測(cè)站上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)及控制點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)。采用AutoCAD VBA二次開(kāi)發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了地表移動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)處理、成圖自動(dòng)一體化。在輸出下沉、傾斜、曲率、水平移動(dòng)、水平變形計(jì)算結(jié)果的同時(shí)，將其各曲線以一定比例在CAD中成圖，可從曲線上量取任意點(diǎn)的對(duì)應(yīng)值。生成的曲線圖更有利于直觀現(xiàn)時(shí)地分析開(kāi)采對(duì)地表的影響。需要求取的地表移動(dòng)參數(shù)，可在圖中直接精確量取和標(biāo)注。 據(jù)參考文獻(xiàn)，早在1825年，比利時(shí)的工程師們?cè)谡{(diào)查L(zhǎng)iege市地表裂縫的原因時(shí)，證實(shí)了礦山巷道和地表之間300英尺的距離足以阻止地表沉陷，開(kāi)始了最早的開(kāi)采沉陷工作的研究[2]。[3]。1900年Wachsmann首次提出了開(kāi)采沉陷的現(xiàn)代觀點(diǎn)，即煤層開(kāi)采時(shí)底部煤層最先崩塌，中部煤層下沉且破裂，上部煤層下沉但不破裂。本世紀(jì)20至30年代,斯奇米茨、凱因斯特和巴斯研究了開(kāi)采影響的作用面積及分帶,可作為影響函數(shù)法的初級(jí)階段。1931年德國(guó)高等學(xué)校的礦業(yè)學(xué)院開(kāi)始講授“開(kāi)采沉陷學(xué)”這門課程。并對(duì)開(kāi)采沉陷的的理論方法也做出了巨大貢獻(xiàn)[5]。南非的Salamon應(yīng)用彈性理論提出了面元原理,將連續(xù)介質(zhì)力學(xué)與影響函數(shù)法相結(jié)合,為現(xiàn)在的邊界單元法奠定了基礎(chǔ)。在西方發(fā)達(dá)國(guó)家,利用信息技術(shù)開(kāi)發(fā)出了一批適用于礦山的應(yīng)用軟件如加拿大的LYNX系統(tǒng),用于地質(zhì)學(xué)研究從勘探資料分析地質(zhì)特征。澳大利亞的Mine TER以及Mine Map,用于礦山設(shè)計(jì)和繪制工程圖,三維開(kāi)采模擬。 隨著計(jì)算機(jī)和3S技術(shù)的廣泛應(yīng)用，將新技術(shù)應(yīng)用于開(kāi)采沉陷觀測(cè)和數(shù)據(jù)處理也成為國(guó)際上普遍研究的的一個(gè)重要方面。德國(guó)將數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)和遙感技術(shù)手段應(yīng)用到魯爾礦區(qū)的開(kāi)采沉陷數(shù)據(jù)采集和處理[9]。 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國(guó)是以煤炭為能源的國(guó)家，自新中國(guó)成立以來(lái)就開(kāi)始開(kāi)采沉陷方面的研究，80、90年代至今，我國(guó)開(kāi)采沉陷理論和實(shí)踐研究出現(xiàn)了日新月異的發(fā)展。周國(guó)銓、虞萬(wàn)波、崔繼憲等提出了負(fù)指數(shù)函數(shù)法計(jì)算地表移動(dòng)。王金莊等建立了用于預(yù)計(jì)主斷面地表下沉的典型曲線法。劉天泉提出和發(fā)展了礦山巖體采動(dòng)影響與控制工程學(xué)。李增琪建立了巖層移動(dòng)的三維層狀模型。楊碩建立采動(dòng)損害空間的力學(xué)模式。吳立新、王金莊提出了條帶開(kāi)采覆巖破壞的托板理論。徐乃忠、郭惟菇研究了采動(dòng)覆巖離層形成的基本規(guī)律和離層注漿控制地表下沉的理論與實(shí)踐[11]。 陳宜金，黃紹東對(duì)開(kāi)采沉陷信息處理軟件系統(tǒng)各模塊間關(guān)系和設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了探討[12]。 曹化平等研究者采用基于概率積分法開(kāi)采沉陷預(yù)計(jì)結(jié)果, 利用ArcGIS的ArcScene模塊實(shí)現(xiàn)地表變形預(yù)計(jì)數(shù)據(jù)的三維可視化表達(dá), 并以預(yù)計(jì)的下沉量為例進(jìn)行可視化結(jié)果的等值線繪制、任意剖面圖制作、任意點(diǎn)位形變信息提取應(yīng)用分析[14]。 郝長(zhǎng)勝等研究者利用VB作為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)前臺(tái)，基于GIS桌面軟件MapInfo及MapX組件來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)：根據(jù)模塊各功能應(yīng)盡量共享、數(shù)據(jù)相互調(diào)用、減少資源內(nèi)存儲(chǔ)量等原則，該系統(tǒng)煤礦開(kāi)采沉陷預(yù)計(jì)分析整體流程分為數(shù)據(jù)管理、變形預(yù)計(jì)參數(shù)計(jì)算、圖形輸出、三維顯示及預(yù)計(jì)結(jié)果分析五大模塊。王兆亮等人利用GIS技術(shù)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了土地管理信息系統(tǒng)，系統(tǒng)利用Visual Server為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，綜合運(yùn)用Web GIS技術(shù)、Internet技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)（ArcSDE+SQLServer）, .NET進(jìn)行界面設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)該信息管理系統(tǒng)。例如賈小敏、余學(xué)祥等討論了應(yīng)用Visual Basic和Auto CAD二次開(kāi)發(fā)技術(shù)進(jìn)行礦區(qū)地表移動(dòng)變形值計(jì)算和變形曲線繪制的方法，實(shí)現(xiàn)了在此環(huán)境下變形值的計(jì)算和曲線的VBA ( visual basic for application) 是由Microsoft創(chuàng)建的，用來(lái)自動(dòng)執(zhí)行任務(wù)的一個(gè)編程環(huán)境，它提供了一些用來(lái)創(chuàng)建圖形用戶界面的可拖拉工具和用來(lái)與AutoCAD對(duì)象交換的編程語(yǔ)言。對(duì)AutoCAD進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，應(yīng)用VBA計(jì)算出各觀測(cè)點(diǎn)的各期移動(dòng)變形值，各種變形曲線依不同比例在CAD中成圖，且對(duì)應(yīng)繪出地下煤層采動(dòng)情況。收集資料，學(xué)習(xí)理論知識(shí) 收集整理數(shù)據(jù) 檢驗(yàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量 輸出相關(guān)曲線 數(shù)據(jù)處理求取移動(dòng)變形值 求取預(yù)計(jì)參數(shù) 地表移動(dòng)特征分析 求取角量參數(shù) 求取動(dòng)態(tài)參數(shù) 結(jié)論與建議 下沉水平移動(dòng) 傾斜水平變形 曲率 邊界角 移動(dòng)角 充分采動(dòng)角 超前影響距 超前影響角 下沉速度曲線 下沉系數(shù) 主要影響角正切 拐點(diǎn)偏距 水平移動(dòng)系數(shù) 技術(shù)路線圖2觀測(cè)數(shù)據(jù)處理原理目前，已廣泛應(yīng)用全站儀、GPS對(duì)地表移動(dòng)觀測(cè)站進(jìn)行坐標(biāo)觀測(cè)，而不再是相鄰兩點(diǎn)間的水平距離和各測(cè)點(diǎn)偏離觀測(cè)線方向的支距[1]。圖1中JZ1和JZ2是為確定觀測(cè)線方向，在觀測(cè)線兩端選取的兩基準(zhǔn)點(diǎn)。n、n’為N、 N’在觀測(cè)線方向上的投影，即規(guī)劃到觀測(cè)線上的點(diǎn)位。圖1 坐標(biāo)規(guī)劃示意圖設(shè)點(diǎn)JZJZ2的坐標(biāo)為（x1，y1），（x2，y2），N、n坐標(biāo)為（x，y）、（x’，y’）。則n的坐標(biāo)為x’=x1+S’sinα12 （22）其中，S’=S然后由n、n’的坐標(biāo)計(jì)算該點(diǎn)的移動(dòng)變形量。觀測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)規(guī)劃后，便可計(jì)算觀測(cè)線上各測(cè)點(diǎn)和測(cè)點(diǎn)間的移動(dòng)和變形。 下沉各點(diǎn)的下沉以本次與首次的標(biāo)高差表示，單位mm，則m次觀測(cè)n點(diǎn)的下沉Wn為 Wn = Hn 0 — Hn m （23）式中，Hn 0，Hn m——分別為首次和m次觀測(cè)時(shí)n點(diǎn)的高程。觀測(cè)線下沉的彎曲程度叫曲率，用K表示，單位mm/m2，則n號(hào)點(diǎn)附近的曲率，即n 1點(diǎn)至n+1號(hào)點(diǎn)之間的曲率為 （25）式中，in+1~n，in~n1——分別為n+1號(hào)點(diǎn)至n號(hào)點(diǎn)和n號(hào)點(diǎn)至 n1號(hào)點(diǎn)的傾斜；ln+1~n，ln~n1——分別為n+1號(hào)點(diǎn)至n號(hào)點(diǎn)