測(cè)繪技術(shù)在礦山地質(zhì)測(cè)量中的應(yīng)用

【摘 要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，測(cè)繪技術(shù)在礦山地質(zhì)勘查中也得到了的廣泛的應(yīng)用，這也成為發(fā)展地質(zhì)勘探項(xiàng)目的一種手段，如何與時(shí)俱進(jìn)的將現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)同礦山測(cè)量工作結(jié)合起來(lái)，提高礦山測(cè)量精度顯得尤為重要。本文對(duì)測(cè)繪技術(shù)在礦山地質(zhì)中的測(cè)量應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，以期提高礦山測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，提高礦山測(cè)量的效率與效益。

【關(guān)鍵詞】測(cè)繪技術(shù)；礦山測(cè)量；應(yīng)用

1.礦山測(cè)繪技術(shù)概述

我國(guó)有著非常豐富的礦產(chǎn)資源，但是伴隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，對(duì)于能源以及其它礦產(chǎn)資源的需求量也越來(lái)越大，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)期大面積的開采，使得礦區(qū)環(huán)境的破壞現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，尤其是一些規(guī)模較大的礦區(qū)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期開采，嚴(yán)重破壞了礦區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)，造成地面大面積形變以及沉降。礦區(qū)地形的沉降與變化不僅會(huì)導(dǎo)致周圍的地形、水文以及生態(tài)環(huán)境等產(chǎn)生一系列的惡性影響，而且還容易對(duì)礦區(qū)周圍的地面建筑物以及一些基礎(chǔ)性設(shè)施造成破壞，如果礦區(qū)附近存在比較稠密的居民區(qū)，地面沉降以及變形還會(huì)危及到居民的生命財(cái)產(chǎn)安全，所以必須要重視礦山測(cè)量的研究和發(fā)展。通過(guò)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的測(cè)繪技術(shù)以及儀器，可以對(duì)礦區(qū)地面以及地下的空間、資源和環(huán)境信息測(cè)量，為合理、有效地開發(fā)礦產(chǎn)資源、保護(hù)資源環(huán)境、治理礦區(qū)環(huán)境服務(wù)，為我國(guó)礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展提供有力保障。

2 測(cè)繪新技術(shù)及其在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

2.1 全站儀及其在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

全站儀是全站型電子速測(cè)儀的簡(jiǎn)稱，通常還稱為電子速測(cè)儀或電子全站儀。它能把測(cè)角、測(cè)距、微處理機(jī)部分結(jié)合成一體并自動(dòng)的控制測(cè)角、測(cè)距，自動(dòng)的計(jì)算高差、坐標(biāo)增量、水平距離等，同時(shí)還能自動(dòng)的顯示、存儲(chǔ)、記錄和輸出數(shù)據(jù)。由于全站儀對(duì)測(cè)距發(fā)射軸和接收軸同望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸實(shí)現(xiàn)了三軸共軸，其比較適合對(duì)空間點(diǎn)和移動(dòng)目標(biāo)的測(cè)量。全站儀的內(nèi)部測(cè)量軟件及其豐富，若能很好的運(yùn)用在礦山的測(cè)量工作當(dāng)中，不僅能有效的簡(jiǎn)化測(cè)量的程序，測(cè)量工作的精度和效率也可得到提高。

由于全站儀兼有測(cè)距儀和經(jīng)緯儀的優(yōu)點(diǎn)，可以數(shù)字的形式來(lái)提供測(cè)量的成果，數(shù)據(jù)能通過(guò)計(jì)算機(jī)和電子手薄進(jìn)行通訊，性能穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)便，在礦山的測(cè)量工作當(dāng)中已得到了廣泛應(yīng)用。礦區(qū)的工程測(cè)量、地形測(cè)量、地面的控制測(cè)量都可運(yùn)用全站儀來(lái)進(jìn)行測(cè)量；井下的測(cè)量工作和聯(lián)系測(cè)量也可利用全站儀來(lái)進(jìn)行。以全站儀做代表的數(shù)字化、智能化的儀器是礦山測(cè)量?jī)x器的今后發(fā)展方向。全站儀與現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合能夠建立礦體三維數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、處理、傳輸，從而形成礦山測(cè)量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，取代了傳統(tǒng)的手工錄入、手薄記錄以及繁瑣計(jì)算大量重復(fù)性工作。全站儀在露天和井下的礦體生產(chǎn)及建設(shè)、礦區(qū)土地的復(fù)墾、礦體地表移動(dòng)的監(jiān)測(cè)方面得到廣泛應(yīng)用，各大礦測(cè)量機(jī)構(gòu)在日常測(cè)量工作當(dāng)中正在用全站儀來(lái)取代傳統(tǒng)儀器。

2.2 GPS技術(shù)及其在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

（1）GPS 靜態(tài)測(cè)量在礦山控制網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用

礦山建設(shè)初期，要在整個(gè)礦區(qū)建立一定數(shù)量的控制點(diǎn)，作為中后期測(cè)量、驗(yàn)收、放樣的依據(jù)。所以控制網(wǎng)的建立關(guān)系到后續(xù)測(cè)量的精度和可靠性，是后續(xù)測(cè)量的依據(jù)。傳統(tǒng)控制網(wǎng)是通過(guò)測(cè)角、測(cè)邊推算控制網(wǎng)點(diǎn)的坐標(biāo)。其方法有：三角測(cè)量法、導(dǎo)線測(cè)量法、三邊測(cè)量法和邊角同測(cè)法。GPS 定位技術(shù)建立控制網(wǎng)與常規(guī)方法相比，具有以下一些特點(diǎn)：

1）測(cè)量精度高。GPS觀測(cè)的精度明顯高于一般的常規(guī)測(cè)量手段，GPS 基線向量的相對(duì)精度一般在10-5～10-9之間，這是普通測(cè)量方法很難到達(dá)的。2）選點(diǎn)靈活、不需要造標(biāo)、費(fèi)用低。GPS 測(cè)量，不要求測(cè)站間相互通視，不需要造標(biāo)，作業(yè)成本低，大大降低了布網(wǎng)費(fèi)用。3）全天候作業(yè)。在任何時(shí)間、任何天氣條件下，均可以進(jìn)行GPS 觀測(cè)，大大方便了測(cè)量作業(yè)，有利于按時(shí)、高效地完成控制網(wǎng)的布網(wǎng)。4）觀測(cè)時(shí)間短。采用GPS 布設(shè)一般等級(jí)的控制網(wǎng)時(shí)，在每個(gè)測(cè)站上的觀測(cè)時(shí)間一般在1 到2個(gè)小時(shí)左右，采用快速靜態(tài)定位的方法，觀測(cè)時(shí)間更短。5）觀測(cè)、處理自動(dòng)化。采用GPS布設(shè)控制網(wǎng)，觀測(cè)工程和數(shù)據(jù)處理過(guò)程均是高度自動(dòng)化。

（2）GPS-RTK技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

1）礦區(qū)大比例尺地形圖的測(cè)繪。為滿足礦山生產(chǎn)建設(shè)的需要，需要對(duì)礦山進(jìn)行大比例尺地形圖的測(cè)繪。傳統(tǒng)測(cè)量方法，通過(guò)測(cè)量導(dǎo)線建立控制網(wǎng)，根據(jù)控制網(wǎng)再進(jìn)行碎步測(cè)量，最后根據(jù)碎步測(cè)量的結(jié)果，繪制成所需要的地形圖。工作量大、速度慢、耗時(shí)長(zhǎng)，需要較多的人才能完成（至少1 個(gè)人看儀器、1個(gè)人記錄、1 到2個(gè)人跑尺）。采用GPS-RTK技術(shù)，設(shè)立好基準(zhǔn)站后，每個(gè)流動(dòng)站只需1 個(gè)人，單點(diǎn)的測(cè)量時(shí)間只要幾秒鐘，配合符號(hào)地物標(biāo)記法，不必用人記錄，測(cè)量完畢后利用數(shù)據(jù)線將采集的數(shù)據(jù)導(dǎo)入電腦中，之后，利用南方測(cè)繪軟件進(jìn)行繪圖，大大提高了工作效率，省時(shí)省力。2） 點(diǎn)位的放樣工作。在礦山工作中，點(diǎn)位放樣工作非常多，其中包括：地質(zhì)鉆孔點(diǎn)位放樣、礦石和巖石的分界線放樣、采場(chǎng)最終邊坡放樣、礦區(qū)施工中的一些道路放樣等。利用傳統(tǒng)的放樣方法，需要將點(diǎn)輸入到儀器中，通過(guò)撥角、測(cè)距的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，由于不可能一下找到放樣點(diǎn)，所以采用逐漸靠近的方法，不停的撥角、測(cè)距，直至到達(dá)滿足精度的放樣點(diǎn)位為止。采用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行點(diǎn)位放樣，把點(diǎn)位輸入儀器的手簿中（相當(dāng)與一個(gè)小型的計(jì)算機(jī)），手簿屏幕自動(dòng)顯示該點(diǎn)位的方位，測(cè)量人員只要順著屏幕指示的方向移動(dòng)就可以了，屏幕還顯示距放樣點(diǎn)位的距離，待到達(dá)滿足點(diǎn)位精度的點(diǎn)時(shí)，做好標(biāo)記，點(diǎn)位放樣結(jié)束。采用GPS-RTK放樣點(diǎn)位，放樣速度快、精度高，使測(cè)量人員可以很容易找到放樣點(diǎn)位，提高了工作效率。

3.GPS- RTK 技術(shù)的不足及測(cè)量中的注意事項(xiàng)

3.1 GPS- RTK 測(cè)量技術(shù)的不足

雖然RTK 技術(shù)在礦山測(cè)量中有較廣闊的應(yīng)用前景，但是由于礦區(qū)環(huán)境較復(fù)雜，所以存在一些不利于RTK 作業(yè)的因素，如山谷、森林大面積水域、高壓線等。通過(guò)實(shí)際的應(yīng)用，筆者發(fā)現(xiàn)RTK 技術(shù)在礦山測(cè)量中的一些問(wèn)題：

（1）由于各觀測(cè)值都是獨(dú)立觀測(cè)的，因此，在開始觀測(cè)前、觀測(cè)一段時(shí)間、觀測(cè)結(jié)束前或儀器失鎖后都要聯(lián)測(cè)已知點(diǎn)進(jìn)行比對(duì)才能檢查儀器是否處于正常狀態(tài)，觀測(cè)的數(shù)據(jù)是否可靠。

（2）在山谷深處、密集高樓林立區(qū)等，RTK 技術(shù)的使用將受到限制。

（3）我國(guó)在有些地區(qū)的高程異常圖，特別是山區(qū)，存在較大誤差，個(gè)別地區(qū)甚至還是空白，這就使得將GPS 大地高程轉(zhuǎn)換為正常高程的工作變得相對(duì)困難，精度也不均勻。

（4）由于衛(wèi)星高度截止角大小不當(dāng)，在測(cè)量過(guò)程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)在某個(gè)時(shí)間段或區(qū)域內(nèi)解算時(shí)間較長(zhǎng)，甚至無(wú)法獲取固定雙差解。

（5）外業(yè)作業(yè)時(shí)，需要多塊大容量電池、電瓶電力供應(yīng)才能保證連續(xù)作業(yè)以保證效率。

3.2 GPS- RTK 測(cè)量中的注意事項(xiàng)

（1）為了保證精度，作業(yè)過(guò)程中移動(dòng)站和基站間的距離盡量不要超過(guò)10km，因?yàn)镚PS- RTK 在測(cè)量過(guò)程中將有誤差來(lái)源，如多路徑效應(yīng)、點(diǎn)位對(duì)中誤差等。

（2）由于外業(yè)測(cè)量的最終目的是內(nèi)業(yè)成圖，如果測(cè)量點(diǎn)較多的話，為了成圖的精確性，在外業(yè)測(cè)量時(shí)還需要進(jìn)行草圖繪制。

（3）為了獲得較高的高程定位精度，應(yīng)盡量與測(cè)區(qū)均勻分布的控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)，以求得較精確的高程轉(zhuǎn)換參數(shù)。

4.結(jié)束語(yǔ)

測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，促進(jìn)了礦山測(cè)量的發(fā)展進(jìn)步，新型測(cè)繪技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用，逐漸形成以數(shù)據(jù)采集、輸入、分析、處理、輸出為一體的技術(shù)系統(tǒng)，為礦山的開采帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇，改變觀念并轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)生產(chǎn)作業(yè)方式，把測(cè)繪新技術(shù)運(yùn)用到礦山企業(yè)是關(guān)系到我國(guó)的能源企業(yè)能否在21世紀(jì)立足的重要之舉。今后的礦山測(cè)量工作應(yīng)著重于測(cè)繪新技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用理論、系統(tǒng)和方法的開發(fā)，爭(zhēng)取我國(guó)的礦山企業(yè)數(shù)字化早日實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]邱本立，周青青，王建有.數(shù)字化測(cè)量技術(shù)在礦山測(cè)量的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（19）

[2]崔竹梅，王友庫(kù).論現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2010.

[3]樊杰.高新測(cè)繪技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用[J].科技探索，2010.