測(cè)繪新技術(shù)在金渠金礦的應(yīng)用

【摘要】礦山測(cè)量是礦山生產(chǎn)中的基礎(chǔ)性工作。先進(jìn)的測(cè)繪技術(shù)在礦山中的應(yīng)用.不僅可提高礦山測(cè)量工作的便捷程度，而且提高礦山測(cè)量工作精度和效率。針對(duì)礦山測(cè)量工作內(nèi)容，詳細(xì)敘述了測(cè)量新技術(shù)、新方法在金渠金礦的應(yīng)用及體會(huì)，值得借鑒。

【關(guān)鍵詞】礦山測(cè)量；GPS；全站儀；AUTOCAD；Excel

測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展與儀器設(shè)備、計(jì)算機(jī)技術(shù)的開發(fā)創(chuàng)新是分不開的，尤其是全站儀、GPS、數(shù)字化制圖等先進(jìn)測(cè)繪設(shè)備的出現(xiàn)，對(duì)以往常規(guī)儀器和測(cè)繪方法，是-次全面性的挑戰(zhàn).這些儀器的應(yīng)用刷新了測(cè)繪業(yè)多年的落后局面，開創(chuàng)了測(cè)繪事業(yè)的新紀(jì)元。測(cè)繪新技術(shù)、新方法已普遍應(yīng)用于工程建設(shè)之中，但在礦山測(cè)量中的應(yīng)用還不是很普遍。在此，本文就GPS、全站儀、AutoCAD等在金渠金礦測(cè)量工作中的應(yīng)用作一簡(jiǎn)略介紹，供同行研討。

1.礦區(qū)控制測(cè)量、小區(qū)域測(cè)量

1.1礦區(qū)控制測(cè)量

金渠金礦位于河南省靈寶市境內(nèi)，礦區(qū)位于小秦嶺分水嶺北側(cè)，地勢(shì)南高北低，礦區(qū)最高點(diǎn)標(biāo)高約2116m。礦區(qū)最低點(diǎn)標(biāo)高約990m，相對(duì)高差較大，屬切割強(qiáng)烈的中山區(qū)。區(qū)內(nèi)山高林密，地形陡峻，植被發(fā)育，林木茂密，通視條件極差。隨著礦山生產(chǎn)的發(fā)展，建礦初期采用傳統(tǒng)的三角網(wǎng)法建立的控制網(wǎng)已不能滿足生產(chǎn)需要，需要對(duì)控制網(wǎng)進(jìn)行加密，而傳統(tǒng)測(cè)量外業(yè)在本礦區(qū)受到地形、氣候、季節(jié)等諸多因素的影響，使測(cè)量精度、作業(yè)速度都受到很大限制，在能見度低，通視條件差的情況下，有些測(cè)量作業(yè)根本無法進(jìn)行，顯然難以達(dá)到目的。建立GPS控制網(wǎng)無需控制點(diǎn)之間通視，不需要建造覘標(biāo)，定位精度高，且定位精度不受構(gòu)成網(wǎng)本身的幾何條件的制約，可以根據(jù)需要以不同的邊長來布網(wǎng)，并以相同的精度將網(wǎng)點(diǎn)一次擴(kuò)展到所需要的密度。相對(duì)于傳統(tǒng)的控制網(wǎng)，GPS控制網(wǎng)還有觀測(cè)時(shí)間短、操作簡(jiǎn)便、全天候作業(yè)等特點(diǎn)。因此利用GPS技術(shù)對(duì)原有的礦區(qū)控制網(wǎng)進(jìn)行改造加密是非常經(jīng)濟(jì)可行的方法。

金渠金礦在2000年以后用GPS對(duì)原有的控制網(wǎng)進(jìn)行了加密，用GPS測(cè)量成果指導(dǎo)了金渠金礦多個(gè)大型貫通工程和勘探鉆孔的布設(shè)，取得了很好的效果，節(jié)省了大量的人力、物力。在實(shí)踐中，要保證觀測(cè)工作的順利進(jìn)行和測(cè)量成果的可靠無誤，GPS控制點(diǎn)的選擇和布設(shè)一般遵守下列原則：

（1）布點(diǎn)時(shí)盡量靠近坑口或礦體，最好布設(shè)兩個(gè)或兩個(gè)以上相互同視的GPS控制點(diǎn)，以便于井下測(cè)量使用。

（2）GPS控制點(diǎn)要遠(yuǎn)離高壓輸電線路和大功率無線電發(fā)射源（如電視發(fā)射塔、微波站），以減少信號(hào)干擾。

（3）為了便于全網(wǎng)整體平差，提高精度，GPS控制網(wǎng)宜采用三角網(wǎng)連接方式。

1.2在礦山小區(qū)域范圍內(nèi)，我們有時(shí)需要測(cè)出大比例尺地形圖或者勘探線，可以使用全站儀在原有GPS控制點(diǎn)的基礎(chǔ)上做相應(yīng)的圖根控制點(diǎn)進(jìn)行碎部測(cè)量，并使用數(shù)字化成圖軟件自動(dòng)成圖。

全站儀，即全站型電子速測(cè)儀。它是近代電子科技與光學(xué)經(jīng)緯儀結(jié)合的新一代既能測(cè)角又能測(cè)距的儀器，它是在電子經(jīng)緯儀的基礎(chǔ)上增加了電子測(cè)距的功能，使得儀器不僅能夠測(cè)角，而且也能測(cè)距，并且測(cè)量的距離長、時(shí)間短、精度高。全站型電子速測(cè)儀是由電子測(cè)角、電子測(cè)距、電子計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元等組成的三維坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量結(jié)果能自動(dòng)顯示，并能與外圍設(shè)備交換信息的多功能測(cè)量儀器。由于全站型電子速測(cè)儀較完善地實(shí)現(xiàn)了測(cè)量和處理過程的電子化和一體化，所以人們也通常稱之為全站型電子速測(cè)儀或稱全站儀。全站儀具有體積小、操作簡(jiǎn)單、測(cè)量速度快、精度高的優(yōu)點(diǎn)，只要把各種環(huán)境參數(shù)輸入全站儀，許多計(jì)算都由全站儀完成。正是這一點(diǎn)，利用全站儀來進(jìn)行測(cè)量，大大地簡(jiǎn)化了測(cè)量過程。

金渠金礦在選礦廠改擴(kuò)建中、尾礦壩建設(shè)中都使用了全站儀進(jìn)行施工放樣和測(cè)繪，大大減輕外業(yè)的工作強(qiáng)度，提高了放樣的精度，特別是在尾礦庫現(xiàn)狀圖及日常運(yùn)行監(jiān)測(cè)中使用了TOPCON GPT-3000LN型免棱鏡全站儀，一些人員不能到達(dá)的地點(diǎn)也得到了直接測(cè)定，大大提高了測(cè)量精度。

2.測(cè)繪巷道平面圖、坑道內(nèi)工程放樣

礦山井下測(cè)量有其特殊性，基本上都是導(dǎo)線測(cè)量。井外都是地面點(diǎn)，而井內(nèi)點(diǎn)大多布置在巷道頂板，這樣便于保護(hù)，不易破壞；無論是平巷還是斜井，常常邊掘進(jìn)，邊測(cè)量，每掘進(jìn)一段距離后才能增設(shè)1個(gè)新的測(cè)量點(diǎn)；對(duì)于巷道兩側(cè)在平面上的變化，可以用鋼尺在控制點(diǎn)方向上量取支距，繪制1：500或1：I000比例尺的坑道平面圖，既便于地質(zhì)編錄和工程設(shè)計(jì)，又能逼真地反映巷道的彎曲變化。

金渠金礦在2000年以前，井下導(dǎo)線測(cè)量采用的是傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀加鋼尺，測(cè)量費(fèi)時(shí)費(fèi)力，受人為的影響很大，局部人員不便去的地方，只能采取交會(huì)法等一些間接法測(cè)繪其坐標(biāo)，精度難以保證；在采用全站儀后，由于這種儀器是電子測(cè)角和測(cè)距，受人為因素影響較小，測(cè)量速度和精度有了明顯的提高，局部人員不便去的地方，也可以用激光免棱鏡直接測(cè)出這些點(diǎn)的坐標(biāo)。

在一些重要的掘進(jìn)工程中，測(cè)設(shè)巷道的中線和腰線也是礦山測(cè)量的一項(xiàng)重要工作，傳統(tǒng)的方法是用經(jīng)緯儀放中線、用水準(zhǔn)儀放腰線，工序比較煩瑣，采用全站儀后，由于其具有的高精度測(cè)角功能和坐標(biāo)高程實(shí)時(shí)計(jì)算和顯示功能，只需架設(shè)一次儀器就可以把中線和腰線都測(cè)設(shè)完成，極大地提高了工作效率。后來，金渠金礦又在定向工程中使用了激光指向儀，這種設(shè)備在使用中可以發(fā)射一束可見激光，同時(shí)指示巷道的中線和腰線，只要及時(shí)校正就能指導(dǎo)掘進(jìn)方向，保證工程按設(shè)計(jì)進(jìn)行施工。

在井下高程控制中，全站儀三角高程可以代替水準(zhǔn)高程，在測(cè)設(shè)導(dǎo)線的過程中就可以同時(shí)施測(cè)三角高程，在中長距離巷道中，在高差中加入地球曲率改正至關(guān)重要。

3.AutoCAD、Excel等在內(nèi)業(yè)中的應(yīng)用

AutoCAD是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和繪圖軟件，具有功能強(qiáng)大、體系結(jié)構(gòu)開放、簡(jiǎn)便易學(xué)、精確無誤等特點(diǎn)。在2002年金渠金礦推廣使用CAD以來，對(duì)礦山測(cè)量工作起到了舉足輕重的作用。

礦山測(cè)量工作包括外業(yè)與內(nèi)業(yè)，外業(yè)工作主要是在現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)。AutoCAD在內(nèi)業(yè)工作中的應(yīng)用：（1）展點(diǎn)，就是把外業(yè)采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算后，運(yùn)用AutoCAD命令展到圖紙上；（2）標(biāo)注，就是量出點(diǎn)與點(diǎn)的距離或點(diǎn)與線的距離，既尺寸標(biāo)注；或線與線之間的夾角，既角度標(biāo)注；（3）繪圖，就是根據(jù)所展的導(dǎo)線點(diǎn)及各導(dǎo)線點(diǎn)距巷道兩幫的距離繪制出已掘巷道。

AutoCAD在礦山測(cè)量中的優(yōu)點(diǎn)：（1）提高各導(dǎo)線點(diǎn)的展點(diǎn)速度和精度；（2）可以迅速判斷正確與否并及時(shí)改正；（3）快速成圖。

在測(cè)量中用AutoCAD，可以及時(shí)準(zhǔn)確地指導(dǎo)生產(chǎn)，滿足一切生產(chǎn)需求。

在礦山測(cè)量中，內(nèi)業(yè)資料計(jì)算占有很重要的比重，內(nèi)業(yè)資料計(jì)算的準(zhǔn)確無誤與速度直接決定了測(cè)量工作是否能夠快速、順利地完成。

Excel是office辦公系統(tǒng)中集成的功能強(qiáng)大的電子表格，它包含了大量的函數(shù)，使用 Excel可以對(duì)所獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行諸如計(jì)算、分析、統(tǒng)計(jì)等工作。只要將計(jì)算公式在 Excel 電子表格中進(jìn)行編輯，在錄入測(cè)量數(shù)據(jù)的同時(shí)就可以很快得到測(cè)量成果。

AutoCAD和Excel的特性給了礦山測(cè)量一種全新、直觀、明了的圖形整理和內(nèi)業(yè)計(jì)算方法。結(jié)合全站儀，可以很方便地進(jìn)行三維坐標(biāo)的測(cè)量，在放樣的過程中，可以利用Excel結(jié)合全站儀，非常方便地、快速地進(jìn)行作業(yè)，再運(yùn)用AutoCAD將測(cè)量結(jié)果整理成圖并進(jìn)行驗(yàn)證。

4.隨著測(cè)繪新技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用，減輕了測(cè)量人員的外業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度，提高測(cè)量作業(yè)效率和作業(yè)精度，但是隨著是先進(jìn)儀器的使用，對(duì)測(cè)量人員的能力要求必然也將更高?，F(xiàn)在金渠金礦部分測(cè)量技術(shù)人員對(duì)此還沒有清醒的認(rèn)識(shí)，所以沒有能完全發(fā)揮出這些新設(shè)備、新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高測(cè)量技術(shù)人員的素質(zhì)是今后的一項(xiàng)重點(diǎn)工作。

隨著礦山開采深度越來越大，金渠金礦現(xiàn)在以平硐加斜井的開拓方式也將發(fā)生改變，深部工程將會(huì)采用豎井開拓，豎井聯(lián)系測(cè)量是礦山測(cè)量的又一項(xiàng)重要工作，引進(jìn)陀螺儀、激光投點(diǎn)儀等新的設(shè)備和方法是提高井下測(cè)量精度和效率的好辦法。

作為礦山基礎(chǔ)性工作的測(cè)繪，從建礦初期到礦山開采直至礦山閉坑發(fā)揮著相當(dāng)大的作用。如果沒有準(zhǔn)確的測(cè)繪圖件，地質(zhì)探礦、采礦設(shè)計(jì)、布局將會(huì)在盲目中進(jìn)行，有了高精度的測(cè)繪圖件才能進(jìn)行科學(xué)化的設(shè)計(jì)管理，才能減少工程浪費(fèi)。在較長一段時(shí)間里一些礦山企業(yè)在發(fā)展過程中，并沒有真正認(rèn)識(shí)到測(cè)繪新技術(shù)、新方法給礦山所帶來的經(jīng)濟(jì)效益，于是，需要測(cè)量技術(shù)人員不懈地努力把一些測(cè)繪新觀念實(shí)踐于礦山，為礦山效益最大化發(fā)揮作用 。社會(huì)在發(fā)展、人類在進(jìn)步 ，新的測(cè)繪技術(shù)需要我們共同在理論和實(shí)踐中不斷地去摸索、體會(huì).乃至應(yīng)用。相信在不久的將來，3S技術(shù)、測(cè)繪機(jī)器人、超站儀等先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備會(huì)應(yīng)用于各行各業(yè)，乃至礦山行業(yè)。