礦山工程測(cè)量方法與繪圖技術(shù)研究

許克根

摘 要：我國(guó)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)的步伐不斷在加快，隨之對(duì)礦產(chǎn)的需求量也在加快。我國(guó)的礦山產(chǎn)業(yè)也在不斷的進(jìn)步之中，尤其是作為礦山工程中專業(yè)技術(shù)之一的礦山測(cè)量和繪圖技術(shù)。為了推進(jìn)礦山工程的發(fā)展，礦山專業(yè)人士也一直致力于對(duì)礦山工程測(cè)量方法及繪圖技術(shù)的研究。本文將對(duì)礦山工程的測(cè)量方法及繪圖技術(shù)作詳細(xì)闡述。

關(guān)鍵詞：礦山工程；測(cè)量；繪圖；技術(shù)

前言：礦山工程測(cè)量為重要的礦山專業(yè)技術(shù)之一，但在測(cè)量的時(shí)候受很多因素制約，進(jìn)而影響測(cè)量的精確度，比如：施工條件、測(cè)量的時(shí)候所處的環(huán)境等。對(duì)此本文介紹了幾種能解決礦山測(cè)量常見問題，減少測(cè)量誤差，提高其測(cè)量的精確度、工作效率，所采用的新測(cè)繪技術(shù)、測(cè)量方法。其次，礦山測(cè)量中的繪圖新技術(shù)也發(fā)揮了重要的作用，不但提高測(cè)量的精確度和效率而且可以進(jìn)行礦山開采輔助設(shè)計(jì)，保障礦山安全的生產(chǎn)。針對(duì)繪圖技術(shù)講述一些新的方法及新軟件的應(yīng)用。

1針對(duì)測(cè)量方法的研究

1.1測(cè)量工作的重要性

作為一項(xiàng)專業(yè)性較強(qiáng)，并且需要不止一個(gè)人來完成的測(cè)量工作，一個(gè)小的細(xì)節(jié)問題都可能導(dǎo)致整個(gè)測(cè)量工作的失敗。其需要一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y(cè)量過程，要與設(shè)計(jì)，施工等緊密相連。是礦井開拓生產(chǎn)的主要組成部分，貫穿礦山工程的始終。

1.2礦山測(cè)量過程包括以下六個(gè)方面：：

（1）在礦山區(qū)建立一個(gè)可以作為礦區(qū)地形測(cè)繪，礦區(qū)各項(xiàng)勘察工程測(cè)量基礎(chǔ)的測(cè)量控制網(wǎng)——地面控制網(wǎng)的建立。

（2）在建立測(cè)量控制網(wǎng)之后，可進(jìn)行礦區(qū)地形圖的測(cè)量。為工程勘察設(shè)計(jì)，地質(zhì)地形圖等提供所需資料——1：500～1：5000地形圖的測(cè)繪。

（3）根據(jù)各級(jí)控制點(diǎn)，進(jìn)行礦區(qū)地面與井下各種工程的施工測(cè)量和竣工驗(yàn)收測(cè)量；

（4）測(cè)繪和編制井上下對(duì)照?qǐng)D、采掘工程平面圖及各種礦體幾何圖；

（5）進(jìn)行巖層與地表移動(dòng)的觀測(cè)及研究——地表移動(dòng)沉降觀測(cè)；為留設(shè)保護(hù)礦柱和安全開采提供資料；

（6）參加采礦計(jì)劃的編制，并對(duì)資源利用及生產(chǎn)情況進(jìn)行檢查和監(jiān)督

礦山測(cè)量是所有礦山工程項(xiàng)目能夠進(jìn)行的基礎(chǔ)，包括：中、腰線的給定、地面之上的土建工程測(cè)量，施工測(cè)量，井下的控制測(cè)量，豎井的聯(lián)系測(cè)量及貫通測(cè)量等。

1.3測(cè)量的創(chuàng)新技術(shù)

礦山工程的測(cè)繪技術(shù)深受現(xiàn)代高新技術(shù)、儀器設(shè)備、先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)等的影響，其也被賦予了新的內(nèi)涵。與此同時(shí)隨著新型的儀器，測(cè)量方法的出臺(tái)，服務(wù)對(duì)象的不斷變化，對(duì)于專業(yè)測(cè)繪工程技術(shù)人員的要求來說有了很大的提高。因此專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)該不斷的提升自己，在測(cè)量方法上也要不斷的創(chuàng)新。接下來我們將探討幾種針對(duì)不同情況下應(yīng)該采取的測(cè)量方法。

礦山的全站儀三角高程測(cè)量新方法代替水準(zhǔn)測(cè)量的應(yīng)用研究：

由于以前采用經(jīng)緯儀進(jìn)行三角高程測(cè)量，其精度不能滿足重要礦山工程的需要，如以前貫通工程高程測(cè)量一般只采用水準(zhǔn)測(cè)量。但水準(zhǔn)測(cè)量是與平面控制測(cè)量分開進(jìn)行的，且受傾角限制，而三角高程測(cè)量可與導(dǎo)線測(cè)量同時(shí)進(jìn)行，具有靈活性和簡(jiǎn)便性，不受巷道傾角的限制。

《規(guī)程》要求三角高程測(cè)量閉合限差不得大于±100mm（L為閉合線路的長(zhǎng)度，單位為km），生產(chǎn)中對(duì)高程測(cè)量要求最高的應(yīng)是貫通工程，通常情況下，為滿足生產(chǎn)需要，主要貫通中腰線偏差應(yīng)小于200mm,要滿足貫通的高程閉合差小于200mm, 即100mm<200 mm則L< 4km。也就是說在貫通路線長(zhǎng)度小于4km時(shí)采用三角高程測(cè)量即能滿足要求。

隨著全站儀在礦山測(cè)量中廣泛應(yīng)用，邊長(zhǎng)、角度的觀測(cè)值精度得以很大提高，加上采用全站儀三角高程測(cè)量的中間觀測(cè)法和對(duì)向觀測(cè)法等新方法，通過減弱大氣折光影響、消除覘標(biāo)高、儀器高測(cè)量誤差，三角高程測(cè)量的精度已得到很大提高。經(jīng)驗(yàn)證跟蹤桿配合全站儀三角高程測(cè)量新方法可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水準(zhǔn)測(cè)量進(jìn)行四等高程控制測(cè)量或貫通路線長(zhǎng)度4km以上的貫通工程高程測(cè)量。

對(duì)此已有許多測(cè)繪工作者已對(duì)采用全站儀三角高程測(cè)量新方法測(cè)量的三角高程精度進(jìn)行了分析研究，如張智韜 等著的《全站儀三角高程測(cè)量方法及精度分析》一文已作了分析論述，本文不再贅述。

（2）GPS定位系統(tǒng)測(cè)量方法

GPS導(dǎo)航由美國(guó)國(guó)防部陸?？杖娐?lián)手研制的定位系統(tǒng)，由三部分組成：空間部分的衛(wèi)星人，地面部分的地面控制系統(tǒng)，用戶設(shè)置部分的接收機(jī)。GPS定位系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在世界各地，多個(gè)行業(yè)。我國(guó)先后交付了國(guó)家A級(jí)和B級(jí)高精度GPS大地控制網(wǎng)分別由30和800個(gè)點(diǎn)構(gòu)成。GPS定位分靜態(tài)定位、動(dòng)態(tài)定位。

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)RTK由三個(gè)部分組成：衛(wèi)星信號(hào)接收系統(tǒng)；數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)；軟件解算系統(tǒng)。GPS RTK系統(tǒng)的軟件解算系統(tǒng)決定了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量結(jié)果的精確度和可靠性。RTK測(cè)量是工程的控制測(cè)量非常有效的新技術(shù)。

隨著GPS測(cè)量技術(shù)的發(fā)展,工程測(cè)量的作業(yè)方法更是發(fā)生了歷史性的變革，GPS具有操作簡(jiǎn)便、測(cè)站無須通視、觀測(cè)時(shí)間短、定位精度高、可隨時(shí)隨地全天候作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)，在大地測(cè)量、工程測(cè)量、地形測(cè)量以及礦山控制測(cè)量等多方面中已得到廣泛應(yīng)用。

目前定遠(yuǎn)縣雙龍礦業(yè)有限公司正在利用GPS靜態(tài)相對(duì)定位技術(shù)、GPS-RTK技術(shù)用于礦區(qū)地面形變測(cè)量，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)觀測(cè)點(diǎn)的下沉和位移。按照《煤礦測(cè)量規(guī)程》的規(guī)定，平面精度按點(diǎn)位精度<7cm、高程精度按三等水冷測(cè)量要求實(shí)測(cè)。點(diǎn)位精度可達(dá)厘米級(jí)，可以滿足礦區(qū)變形監(jiān)測(cè)的要求。在巖層及地表移動(dòng)變形規(guī)律的研究中，通過使用GPS-RTK測(cè)量新技術(shù)、新方法，大大減小了地表形變測(cè)量的工作量，提高了工作效率，發(fā)揮了重要作用。

2工程測(cè)量中的繪圖技術(shù)的探討：

礦山工程繪圖技術(shù)越來越多樣，在此主要簡(jiǎn)單探討一下AutoCAD技術(shù)和數(shù)字制圖技術(shù)

2.1AutoCAD技術(shù)在繪圖中的應(yīng)用

AutoCAD是當(dāng)今應(yīng)用最廣泛的一個(gè)通用輔助繪制軟件，其具有完全開放的結(jié)構(gòu)，用戶可以對(duì)其進(jìn)行二次開發(fā)，以滿足其特殊需要，可以廣泛應(yīng)用到繪制各種礦圖以及數(shù)據(jù)處理中。

（1）礦山輔助設(shè)計(jì)：AutoCAD具有強(qiáng)大的圖形編輯功能，廣泛應(yīng)用于礦山的基建、開采輔助設(shè)計(jì)，使礦山圖紙?jiān)O(shè)計(jì)變得便捷、精確、美觀，且圖紙完全電子化也便于長(zhǎng)期保存、查閱。

（2）地質(zhì)方面的應(yīng)用：對(duì)各種地質(zhì)勘探，各種資料數(shù)據(jù)的處理，對(duì)各種地質(zhì)圖件的繪制，還有建立礦山地質(zhì)模型?？捎肁utoCAD自定義出各種地質(zhì)巖性的填充圖案。

（3）礦圖標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)庫(kù)開發(fā)與應(yīng)用：可以利用AutoCAD的形文件，嚴(yán)格按照《煤礦測(cè)量圖例》，二次開發(fā)出煤礦礦圖標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)庫(kù)、測(cè)量線型等。

（4）Autolisp語言編程應(yīng)用：可以利用AutoCAD的內(nèi)嵌的Autolisp語言，進(jìn)行測(cè)量程序的編程，實(shí)現(xiàn)其特定的測(cè)量應(yīng)用功能。如：利用Autolisp編程實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線自動(dòng)平差、導(dǎo)線圖自動(dòng)繪制、等高線自動(dòng)繪制、地質(zhì)剖面圖自動(dòng)繪制等。

2.2數(shù)字制圖技術(shù)在測(cè)繪中的應(yīng)用

數(shù)字制圖技術(shù)為測(cè)繪技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)還有信息技術(shù)三者結(jié)合的產(chǎn)物。

a:數(shù)字化成圖的過程：數(shù)據(jù)的采集；對(duì)數(shù)據(jù)的處理；圖形編輯；圖形輸出。

b:數(shù)字制圖的優(yōu)點(diǎn)包括：方便快捷；精度高；測(cè)站覆蓋范圍大，計(jì)算機(jī)成圖可以相對(duì)減少人為誤差；其勞動(dòng)的強(qiáng)度比較小，工作效率較高；便于存儲(chǔ)應(yīng)用。

c：數(shù)字化測(cè)圖充分利用計(jì)算機(jī)輔助制圖軟件及一些新儀器優(yōu)點(diǎn)，如南方CASS7·0地籍地形測(cè)量成圖軟件可自動(dòng)批量展繪高程點(diǎn)、等高線自動(dòng)生成、軟件中的點(diǎn)狀、線狀、面狀地物的符號(hào)庫(kù)、線型完全符合規(guī)范的地形圖圖示的要求、可以查詢各種地物的實(shí)體編碼等地籍屬性，可以和全站儀進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，為數(shù)字化測(cè)圖應(yīng)用廣泛的軟件之一。新儀器如南方NTS962全站儀等的應(yīng)用。

2010年10月定遠(yuǎn)縣雙龍礦業(yè)有限公司測(cè)量隊(duì)采用南方NTS962全站儀與CASS7·0地籍測(cè)量成圖軟件配合，采用內(nèi)外業(yè)一體化的方法僅用不到1個(gè)月的時(shí)間,1個(gè)作業(yè)組(3個(gè)人)完成了該公司壽陳礦區(qū)2 km2的1/1000比例尺數(shù)字化測(cè)圖任務(wù)。由于南方NTS962全站儀內(nèi)置有測(cè)圖精靈軟件，加之與CASS7·0配合，經(jīng)實(shí)踐證明，其具有測(cè)圖方便、操作簡(jiǎn)單、速度快、點(diǎn)位精度高、測(cè)繪圖形比較直觀等優(yōu)點(diǎn)。

3 結(jié)語

面對(duì)高科技技術(shù)的不斷引進(jìn)，測(cè)量?jī)x器的不斷更新進(jìn)步，工程測(cè)量需要專業(yè)人員不斷地提升自身的業(yè)務(wù)水平，研究測(cè)繪新技術(shù)，改進(jìn)測(cè)量方法，推進(jìn)測(cè)繪技術(shù)進(jìn)步。而測(cè)量繪圖技術(shù)是工程的關(guān)健環(huán)節(jié)，因而測(cè)繪專業(yè)人士也應(yīng)對(duì)其要進(jìn)行深入探討。

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