王富
云南锡业集团控股公司 大屯锡矿
摘要：通过“二维平面”和“三维空间”概念的阐述，讨论两者之间的关系。平面是从二维空间中创造的视觉形象，由我们生活中的实物抽象出来的概念；三维是立体空间的造型，在这个真实的空间中我们要考虑设计立体的造型,要把真实的空间、真实的环境考虑进去。在矿山测量中，两者都充当着重要的角色，缺一不可，为安全生产提供重要依据。
关键词：二维平面 三维空间 施工运用
1、概况
矿山测量工作能及时准确的绘制矿山建设施工平面图、采掘施工平面图和三维立体模型，及时提供井下巷道的位置，准确反映掘进巷道与矿房，采空区的空间关系及井下巷道与地面建筑物的井上井下的对照关系，准确、及时的测量工作能防止穿透老区和相邻巷道引发的工程安全事故。
2、二维平面
平面图是地图的一种，小区域内可以用水平面代替水准面。在这个前提下，可以把测区内的地面建筑物、井下的工程沿铅垂线方向投影到平面上，按规定的符号和比例缩小而绘制的图，称为平面图。一般在平面图上仅表示地物，不表示地貌。如在工程建设中使用的只表示巷道、房屋、河流等地物平面位置的图就是平面图。
2.1、施工平面图
采掘工程平面图是将开采矿层和其他分层内的采掘工程和地质情况，采用标高投影的原理，按一定的比例绘制而成的图纸。在工程施工前，测量技术人员必须把测量检验后的最终数据成果和填图成果交由采矿地质人员。根据矿体的大小、走向、倾向以及周围的围岩情况做出合理的工程设计。施工平面图是施工方案在现场空间上的体现，反映已建工程和待建工程之间各种位置关系。地质人员根据周围断裂、围岩和已掘进的巷道，出具合理的找矿施工单和升级工程，确保矿山生产单位有矿可采。采矿技术人员根据已施工的工程和已探明的矿体情况，出具合理的采掘施工单，直接有效的采出矿石，降低了因图纸不全而造成多掘进巷道，浪费人工成本。测量人员根据已掘进的工程和待掘进的工程来检测所标定的中腰线是否与设计相符合，同时还能检测正在施工的工程是否与设计相符，若发生偏离能及时的发现并调整。及时的测量填图和测点高程标注还能准确把握工程的施工进度、工程质量和贯通距离以及掘进坡度等。
2.2、贯通平面图
测量技术人员根据工程进度及时对已掘进的工程进行测量，并对待贯通点的距离、方位、坡度进行复核，确保准确无误的贯通。在贯通前，根据施工进度留取安全距离并出具贯通通知单，下发给相应的部门，并在相邻的巷道退至安全位置进行挂牌封闭。放炮前通知相邻作业人员撤离至安全位置后清场站岗方可起爆，防止炮崩事故的发生。
贯通后在贯通点处测量贯通实际偏差值，并将两端导线、高程连测起来，计算各项闭合差，及时填图，与原设计相比较，是否达到设计要求，贯通后的巷道是否偏离设计，是否影响使用等。
3、三维空间
三维空间是指点的位置由三个坐标决定的空间，具有长度、宽度和高度。
三维空间在日常生活中可指由长、宽、高三个维度所构成的空间，是我们看得见感受得到的空间，三维的东西能够容纳二维，三维空间的长、宽、高三条轴是说明三维空间中的物体相对原点O的距离关系。三维空间直接反映直观思维对外界物体的形状、大小、远近、深度、方向等特性的把握。
3.1、三维模型
三维模型在数字矿山应用越来越普及，建立三维可视化的资源与生产信息服务工作平台，为矿山资源管理，资源开采和生产数据管理提供技术支持服务。
三维模型技术逐步取代CAD技术的主流，是因为它具有许多传统的平面二维设计所无法比拟的优越性，平面二维CAD技术虽然能够提高作图效率，但还是像手工绘图那样用投影来描述物体，而三维模型则是利用计算机和相应的三维软件，根据测量数据建立出巷道、空区、矿体及花岗岩等模型。技术人员可以直接的在三维空间里进行巷道及采掘工程的设计。可以将矿体的产状、储量、采切工程、开拓系统和采空区等信息直观、准确的展示出来。三维空间对几何形体的描述比传统二维平面更真实、更准确、更全面。
4、施工运用
在工程施工中，我们所出具的工程施工单和贯通通知单等都是采用二维平面图和剖面图的形式来指导施工的。平面图用来指导掘进巷道的前后左右关系，剖面图用来指导掘进巷道的上下关系。在平面图中，巷道的上下坡用上山符号和下山符号标定、竖井和天井也要标定，其中重合交错的巷道要通过巷道内导线点的高程和来区分上部巷道和下部巷道。三维模型则不用标注上下坡以及高程，简单直观的就能区分巷道间的空间关系。
4.1、巷道设计
传统的开拓和开采设计是根据已掘进的巷道、测量数据和矿体以及周围岩石进行平面设计，所设计巷道的方向和坡度通过平面图和剖面图来进行分析比较。并标注出坐标、高程和上下山符号以及天井位置，其过程及其复杂，坐标、高程计算错误、平面图和剖面图对应关系弄错了，对于整个工程将造成不可估量的损失。
三维模型的建立使得工程的设计过程简便了许多，在原有的巷道、空区、矿体等模型的基础上设计新的工程，只需给定相应的坐标高程和方位通过三维软件的功能即可设计出相应的巷道。它能直观的反映出设计巷道和原有工程间所有的空间关系，从而检查设计是否合理，无需再作剖面图。
4.2、工程量的计算
在二维平面中计算工程量要通过长、宽、高来计算。比如水池的开挖、混凝土的充填量、喷锚量等，由于巷道不是完整的长方体和三心拱，所以计算的出的体积和立方量相差较大。如图所示：通过计算长×宽×高：29.231×4.981×4（合计582.4立方米），而通过扫描生成三维模型裁剪相同的巷道体积470.3立方米。这就相差112.1立方米。
.png)
.png)
在三维模型中，通过相应的测量设备进行扫描测量，通过软件的处理得出和巷道相差无几的巷道模型。通过模型的数据运算和裁剪可以得到比较准确的体积和立方量。
5、二维和三维之间的联系和不同
5.1、二维和三维之间的不同
概念不一样。平面图形是存在于一个平面上的图形平面图形，三维图形是由多个平面图形组成的；形体特点不一样。平面图形只有一个面，而三维图形由多个面组成；观察角度不一样。平面图形只能从一个角度看，而三维图形是从多个角度看。
5.2、二维和三维之间的联系
二维平面是三维模型的正投影，通过三维模型软件的处理，可以得到我们常用的CAD平面图和剖面图。而二维平面可以通过坐标、高程数据参数和平面图转换为三维模型。它们是相辅相成的。二维图形能够检测三维图形的准确性，反之三维图形也能检测二维图形的准确性。
6、总结
随着时代的发展，绿色数字矿山的建设，作为一名测量工程人员，不论二维平面图还是三维模型的建立，我们必须努力学习新的测量设备设施、专业知识和新的软件。保障自己所管辖区域内测量数据的正确、测量图纸的完善、施工管的工程质量以及三维模型的建立的准确性。这样才能保证矿山安全有效的持续发展。
参考文献：
[1]测量学/高丼祥主编.—4版.—徐州：中国矿业大学出版社，2007.8
[2] 武汉测绘科技大学《测量学》编写组.测量学.第三版[M]．北京：测绘版社．1991
[3]矿山测量学/张国良主编.—2版.—徐州：中国矿业大学出版社，2008.10
[4]章志勇.三维模型几何相似性比较的研究[D].浙江大学，2005
[5]长沙迪迈数码科技股份有限公司/DIMINE操作手册，2016