基于 GPS的露天礦采剝驗(yàn)收誤差控制

李巧蓮,劉 軍

(洛陽(yáng)欒川鉬業(yè)集團(tuán)股份有限公司礦山公司, 河南欒川市 471542)

基于 GPS的露天礦采剝驗(yàn)收誤差控制

李巧蓮,劉 軍

(洛陽(yáng)欒川鉬業(yè)集團(tuán)股份有限公司礦山公司, 河南欒川市 471542)

利用 GPS測(cè)量技術(shù)進(jìn)行露天礦生產(chǎn)采剝驗(yàn)收,分析驗(yàn)收過(guò)程中產(chǎn)生誤差的各種原因,并尋求有效的誤差控制方法,確保了驗(yàn)收精度。

GPS測(cè)量;采剝驗(yàn)收;誤差控制

露天礦山的采剝工程驗(yàn)收工作就是要對(duì)礦山所有采剝工程進(jìn)展情況進(jìn)行及時(shí)、全面的測(cè)量,并繪制成圖。主要是對(duì)礦山采剝生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃的實(shí)施情況予以檢核,對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督和規(guī)范,是礦山生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)考核和各項(xiàng)指標(biāo)控制的一項(xiàng)基礎(chǔ)性技術(shù)工作,包括礦山采出礦石量、廢石量測(cè)量驗(yàn)收,作業(yè)場(chǎng)地達(dá)標(biāo)驗(yàn)收,爆破穿孔驗(yàn)收,作業(yè)臺(tái)階邊坡驗(yàn)收,采場(chǎng)道路驗(yàn)收等等[1]。為礦山加強(qiáng)技術(shù)管理、計(jì)劃管理、資源管理、損失貧化管理等提供可靠的圖件資料和工程技術(shù)參數(shù)。其中礦巖采剝驗(yàn)收數(shù)據(jù)的誤差大小直接影響到公司的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)考核工作,是礦山企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的核心之一。利用先進(jìn)的測(cè)量手段,有效地控制測(cè)量誤差至關(guān)重要。

洛陽(yáng)欒川鉬業(yè)集團(tuán)礦山公司 2005年度的采剝總量已經(jīng)達(dá)到 16414 km3,根據(jù)《有色金屬礦山生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程》的要求,年度總算控制誤差按 1%計(jì)算[2],將會(huì)有 164.14 km3的工程量差值,按 20元/m3的采剝綜合單價(jià)估算將會(huì)給經(jīng)營(yíng)考核指標(biāo)造成 300余萬(wàn)元的波動(dòng)。面對(duì)如此大的礦山采剝生產(chǎn)能力,為把《規(guī)范》要求的限差控制到極限,實(shí)現(xiàn)資源損失最小化、公司利益最大化,測(cè)量技術(shù)人員結(jié)合相關(guān)的礦山測(cè)量技術(shù)規(guī)范和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)重點(diǎn)開展了以下幾方面的工作。

1 健全規(guī)章制度,嚴(yán)格驗(yàn)收程序

(1)結(jié)合礦山生產(chǎn)的實(shí)際情況和特殊的采剝作業(yè)條件,在《有色金屬礦山生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程》和《金屬礦山測(cè)量技術(shù)手冊(cè)》的指導(dǎo)下,重新制訂下發(fā)了《洛鉬集團(tuán)礦山公司露天開采生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程》,細(xì)化了相關(guān)測(cè)量章節(jié)的具體操作規(guī)范,結(jié)合現(xiàn)在使用的先進(jìn)測(cè)量?jī)x器,科學(xué)合理的壓縮了驗(yàn)收限差范圍。

(2)制訂下發(fā)了《洛鉬集團(tuán)礦山公司露采工業(yè)場(chǎng)地工程驗(yàn)收管理規(guī)定》,并補(bǔ)充下發(fā)了《礦山公司中深孔驗(yàn)收的若干規(guī)定》。

(3)完善內(nèi)業(yè)和外業(yè)的檢核手段,實(shí)行外業(yè)測(cè)量作業(yè)時(shí)采用多人同時(shí)定區(qū)域數(shù)據(jù)采集,內(nèi)業(yè)分別成圖計(jì)算的交叉驗(yàn)收檢核辦法,進(jìn)一步嚴(yán)格驗(yàn)收程序,完善檢核機(jī)制。

2 引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備,優(yōu)化驗(yàn)收工藝

(1)先進(jìn)的測(cè)量設(shè)備是提高測(cè)量效率和精度的必要條件。傳統(tǒng)的測(cè)量設(shè)備如經(jīng)緯儀、全站儀等,外業(yè)數(shù)據(jù)采集費(fèi)人、費(fèi)力、耗時(shí)、精度低。為適應(yīng)露天開采測(cè)量戰(zhàn)線長(zhǎng)、地形復(fù)雜、工作量大等需要,經(jīng)過(guò)考察選型和應(yīng)用試驗(yàn),選用先進(jìn)的 GPS(RTK)礦山測(cè)量新工藝,并全面應(yīng)用到礦山的測(cè)繪工作中。

(2)測(cè)量工作的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理、成圖、計(jì)算工作在傳統(tǒng)測(cè)量模式下由手工完成,周期長(zhǎng),累積誤差大。GPS的應(yīng)用配以專業(yè)的南方測(cè)繪 Cass測(cè)量軟件,實(shí)現(xiàn)了外業(yè)數(shù)據(jù)采集、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理和成圖計(jì)算的完美結(jié)合,使工程驗(yàn)收工作實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。

3 分析誤差來(lái)源,尋求解決方案

即使再先進(jìn)的測(cè)量設(shè)備也有其美中不足之處,對(duì) GPS(RTK)來(lái)講,同樣存在著不可避免的各種測(cè)量誤差,誤差來(lái)源于測(cè)量工藝及設(shè)備的系統(tǒng)誤差和測(cè)量作業(yè)人員的人為誤差兩個(gè)方面。

3.1 測(cè)量設(shè)備系統(tǒng)誤差

設(shè)備系統(tǒng)誤差是指特定型號(hào)的 GPS(RTK)測(cè)量設(shè)備在正常工作狀態(tài)下受設(shè)備自身性能及外部工作環(huán)境的影響產(chǎn)生的誤差,它包括受衛(wèi)星運(yùn)行狀態(tài)、天空環(huán)境、數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)扔绊懏a(chǎn)生的各種誤差[3]。系統(tǒng)誤差的解決辦法是要選擇質(zhì)量可靠、穩(wěn)定性強(qiáng)的GPS(RTK)測(cè)量設(shè)備,做到設(shè)備定期檢校并選擇最佳的外業(yè)數(shù)據(jù)采集時(shí)段。

3.2 測(cè)量中的人為誤差[4]

(1)GPS基站架設(shè)對(duì)中誤差。

(2)各項(xiàng)校正參數(shù)的設(shè)置誤差。

(3)移動(dòng)站校正和測(cè)點(diǎn)時(shí)的天線偏移誤差。

(4)外業(yè)數(shù)據(jù)采集時(shí)特征點(diǎn)選取誤差。

(5)內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處時(shí)數(shù)據(jù)篩選誤差。

(6)成圖連線和圖形套用誤差。

(7)建模選點(diǎn)和計(jì)算公式選用誤差。

針對(duì)以上可能出現(xiàn)的各種誤差只要嚴(yán)格按照公司制訂的《GPS使用管理規(guī)定》進(jìn)行規(guī)范操作,以《GPS(RTK)測(cè)量技術(shù)規(guī)范》為指導(dǎo),提高測(cè)量技術(shù)人員的責(zé)任心,完全可以減少,甚至避免各項(xiàng)人為誤差的產(chǎn)生。

4 應(yīng)用實(shí)例

以 1390臺(tái)階中南部空區(qū)處理爆堆推進(jìn)的驗(yàn)收測(cè)量為例,為科學(xué)合理編制周配礦計(jì)劃,必須及時(shí)的驗(yàn)收設(shè)備推進(jìn)作業(yè)量。針對(duì)所用的南方 RTK的設(shè)備性能和各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo),在每一次外業(yè)測(cè)量前,都要認(rèn)真查閱星歷和天氣預(yù)報(bào),同時(shí)選取 2臺(tái)設(shè)備做好室內(nèi)檢驗(yàn)和外業(yè)校正[5]。在外業(yè)測(cè)量時(shí)有 2名測(cè)量技術(shù)人員根據(jù)規(guī)范要求結(jié)合各自的工作經(jīng)驗(yàn)選取特征點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

內(nèi)業(yè)成圖時(shí)分別對(duì)外業(yè)采集點(diǎn)進(jìn)行篩選連線,利用配套的 CASS成圖軟件建立 DT M模型,選取計(jì)算邊界進(jìn)行計(jì)算,根據(jù) 2次同步結(jié)果進(jìn)行算術(shù)平均,作為當(dāng)周的驗(yàn)收結(jié)果。在每月的末周驗(yàn)收?qǐng)D件,同時(shí)結(jié)合上月末周的驗(yàn)收?qǐng)D件計(jì)算出當(dāng)月的工程驗(yàn)收總量,與當(dāng)月期間 4周的驗(yàn)收數(shù)據(jù)累計(jì)值進(jìn)行比差求誤差率,季度總差和當(dāng)月誤差均在 0.3%以內(nèi),大大優(yōu)于礦山采剝工程驗(yàn)收的規(guī)范限差。

5 結(jié) 論

礦山公司露采工業(yè)場(chǎng)地應(yīng)用 GPS(RTK)進(jìn)行礦巖采剝驗(yàn)收測(cè)量以來(lái),采取行之有效的誤差控制方法,確保了月工程驗(yàn)收累計(jì)、年度工程總驗(yàn)收、年度驗(yàn)收復(fù)核外審等各項(xiàng)數(shù)據(jù)不超差,效果顯著,為公司的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)考核提供了可靠的工程經(jīng)濟(jì)指標(biāo),科學(xué)合理地反映了公司的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)狀態(tài),極大地維護(hù)了公司利益,這是傳統(tǒng)的工程驗(yàn)收工藝所無(wú)法比擬的。

[1] 金屬礦山測(cè)量手冊(cè)編委會(huì).金屬礦山測(cè)量手冊(cè)[M].長(zhǎng)沙:湖南科學(xué)技術(shù)出版社,1995.

[2] GB6722.有色金屬礦山生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程[S].

[3] 徐紹全,張華海,等.GPS測(cè)量原理及應(yīng)用[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2003.

[4] 魏二虎,黃勁松.GPS測(cè)量操作與數(shù)據(jù)處理[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2004.

[5] GB/T18314-2009.全球定位系統(tǒng) (GPS)測(cè)量規(guī)范[S].

2010-05-31)

李巧蓮 (1974-),女,山西孝義人,國(guó)家注冊(cè)質(zhì)量工程師,中國(guó)測(cè)繪學(xué)會(huì)會(huì)員,主要研究方向?yàn)榈V山信息化測(cè)繪,Email:lmliqiaolian-135@163.com。