煤礦礦山測(cè)量數(shù)字化技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用分析

■薛一生

（山西省大同市大同煤礦集團(tuán)地方煤炭有限公司青磁窯煤礦地測(cè)部 山西大同 037000）

煤礦礦山測(cè)量數(shù)字化技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用分析

■薛一生

（山西省大同市大同煤礦集團(tuán)地方煤炭有限公司青磁窯煤礦地測(cè)部 山西大同 037000）

煤礦生產(chǎn)管理當(dāng)中，礦山測(cè)量是一項(xiàng)基礎(chǔ)性的工程，其在整個(gè)煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)中都扮演著十分重要的角色。隨著科學(xué)技術(shù)與信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)在煤礦礦山測(cè)量當(dāng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，切實(shí)提升了礦山測(cè)量的工作效率。鑒于此，本文主要探討了煤礦礦山測(cè)量數(shù)字化技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用，僅供參考與借鑒。

煤礦礦山測(cè)量數(shù)字化技術(shù)

隨著我國(guó)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，煤礦生產(chǎn)對(duì)于礦山測(cè)量的要求越來(lái)越高，綜合了生物技術(shù)、傳感技術(shù)、通信技術(shù)以及信息化等各項(xiàng)現(xiàn)代化技術(shù)于一體的數(shù)字化礦山測(cè)量技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其不僅能夠有效提升礦山測(cè)量的效率與準(zhǔn)確性，并且還能夠有效提升煤礦生產(chǎn)的安全性，數(shù)字化技術(shù)的廣泛運(yùn)用必然能夠給煤礦資源開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)提供巨大的價(jià)值保障[1]。

1 煤礦礦山測(cè)量數(shù)字化技術(shù)概述

隨著我國(guó)煤礦市場(chǎng)的不斷發(fā)展，再加上市場(chǎng)對(duì)于煤礦產(chǎn)品的需求不斷上漲，礦山測(cè)量工作越來(lái)越受到社會(huì)各界的重視，其已經(jīng)成為直接影響煤礦企業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。礦山測(cè)量技術(shù)主要指的是在礦山開(kāi)發(fā)進(jìn)程中所實(shí)施的測(cè)繪與測(cè)設(shè)礦山各類(lèi)工程的幾何與位置要素，分析研究礦山開(kāi)發(fā)進(jìn)程中各類(lèi)空間關(guān)系的一種應(yīng)用技術(shù)。公元前15~16世紀(jì)，埃及人就已經(jīng)根據(jù)相應(yīng)的比例來(lái)進(jìn)行巷道圖繪制，而到了公元17~18世紀(jì)的歐洲地區(qū)，礦山測(cè)量開(kāi)始進(jìn)行快速的發(fā)展，而我國(guó)則是在建國(guó)之后，逐漸開(kāi)始應(yīng)用各種先進(jìn)的測(cè)量設(shè)施，研究、觀測(cè)地表巖層的移動(dòng)情況，針對(duì)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)實(shí)施監(jiān)管。

煤礦礦山測(cè)量工作主要包含下面幾個(gè)方面的任務(wù)：①準(zhǔn)確展現(xiàn)礦區(qū)位置的地形圖與礦井上下的采掘工程圖；②測(cè)設(shè)出適合現(xiàn)實(shí)要求的采礦工程幾何要素；③通過(guò)測(cè)量得出礦體的埋藏形狀與具體位置；④針對(duì)煤礦開(kāi)發(fā)生產(chǎn)實(shí)施監(jiān)管；⑤觀察礦區(qū)巖層的穩(wěn)定與移動(dòng)情況；⑥提供有關(guān)的信息數(shù)據(jù)，便于制定開(kāi)采方案。

所謂礦山測(cè)量數(shù)字化技術(shù)，主要指的是應(yīng)用現(xiàn)代化通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)礦山測(cè)量。具體而言，礦山測(cè)量數(shù)字化技術(shù)主要包含核心、包裝、功能、調(diào)度以及采集這五大系統(tǒng)。當(dāng)中數(shù)據(jù)資料采集是最為關(guān)鍵的內(nèi)容，采集包括信息資料的測(cè)量、傳輸、整理以及存儲(chǔ)，即將相應(yīng)的礦山測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)施數(shù)字化的處理。

2 煤礦礦山測(cè)量數(shù)字化技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1 數(shù)字化資料處理技術(shù)

礦山工作難免要針對(duì)資料實(shí)施必要的處理，而在實(shí)施數(shù)據(jù)處理的進(jìn)程中，主要包含針對(duì)表格、圖形以及數(shù)字的處理、采集以及儲(chǔ)存。而通過(guò)應(yīng)用信息化技術(shù)進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)的整理加工，通過(guò)制作電子化的表格模式，使得各種信息資源能夠?qū)崿F(xiàn)高度的共享。而在整個(gè)信息資料處理的進(jìn)程中，都會(huì)使用到極為專(zhuān)業(yè)的數(shù)字處理軟件，例如當(dāng)前所廣泛應(yīng)用的VB軟件，通過(guò)數(shù)字處理軟件的運(yùn)用，可以構(gòu)建礦山測(cè)量數(shù)據(jù)信息的資料庫(kù)，切實(shí)提升信息數(shù)據(jù)的維護(hù)性、共享性以及易保存性。

2.2 三維可視化技術(shù)

三維可視化技術(shù)主要是運(yùn)用于構(gòu)建礦山數(shù)據(jù)模型方面，其能夠?qū)嵤┝Ⅲw化的描繪，使得圖像展示更為形象、直觀。三維可視化技術(shù)能夠把較為抽象的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成直觀可視的具體形象，針對(duì)礦體的空間位置、地形形態(tài)等實(shí)施演示操作，使得數(shù)據(jù)資料更為直觀、形象，能夠讓廣大工作人員進(jìn)行更為深刻的理解，而在實(shí)施開(kāi)發(fā)的進(jìn)程中則會(huì)要求更為高的精確度，從而有效提升整個(gè)煤礦生產(chǎn)的安全性。而在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中經(jīng)常應(yīng)用的軟件主要包含Maya與3DMAX。

其一，構(gòu)建模型。針對(duì)軟件當(dāng)中的面、點(diǎn)、線(xiàn)的調(diào)度與合理配合利用，通過(guò)與有關(guān)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行結(jié)合，構(gòu)建有關(guān)礦體的數(shù)字化模型，使得礦體本身的位置與形狀能夠直觀的顯現(xiàn)出來(lái)，進(jìn)一步模擬開(kāi)發(fā)工作的各個(gè)細(xì)節(jié)。其二，要對(duì)模型貼材質(zhì)。從上述的建模工作中，已經(jīng)可以大致掌握礦體的宏觀模型，貼材質(zhì)主要指的是與實(shí)際的地形狀況進(jìn)行結(jié)合，為相應(yīng)模型賦予一定的屬性特點(diǎn)。例如光澤、顏色以及光滑度等等情況，通過(guò)貼材質(zhì)部分能夠進(jìn)一步提升模型的真實(shí)性，促使模型更為直觀、形象。其三，渲染。主要指的是對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行模擬，為模型增加光照，對(duì)光源位置和強(qiáng)弱進(jìn)行合理的安排，渲染模擬畫(huà)面。其四，動(dòng)畫(huà)的制作。這一環(huán)節(jié)主要指的是與DV拍攝的實(shí)際情況相結(jié)合，對(duì)動(dòng)畫(huà)場(chǎng)景進(jìn)行模擬，使靜止的物體變得動(dòng)態(tài)化[1]。這一環(huán)節(jié)使工作場(chǎng)景的動(dòng)畫(huà)模擬得到了實(shí)現(xiàn)，對(duì)可操作性進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)可適當(dāng)規(guī)避一些不必要的風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 空間信息技術(shù)

2.3.1 GPS定位技術(shù)

GPS技術(shù)主要包含3個(gè)部分，分別是用戶(hù)部分、地面監(jiān)控部分、空間部分GPS技術(shù)是基于衛(wèi)星進(jìn)行定位測(cè)量，故精準(zhǔn)度較高，但在運(yùn)用該技術(shù)進(jìn)行礦山測(cè)量時(shí)，需注意控制好測(cè)量基線(xiàn)的長(zhǎng)度，以保證測(cè)量效果準(zhǔn)確性運(yùn)用GPS技術(shù)需選定好固定測(cè)量基點(diǎn)，進(jìn)而推算出GPS三維無(wú)約束平差，獲得平差值值得注意的是，環(huán)境氣候變化會(huì)影響到GPS測(cè)量精準(zhǔn)度，同時(shí)地形、地勢(shì)、海拔高度等因素均會(huì)影響GPS測(cè)量結(jié)果。

2.3.2 GIS技術(shù)

GIS技術(shù)指的是地理信息系統(tǒng)技術(shù)，主要是以地理空間作為基礎(chǔ)，按照地理模型分析，提供多種空間及動(dòng)態(tài)的地理信息數(shù)據(jù)資料地理信息系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用于礦山測(cè)量主要是采用礦區(qū)地理信息系統(tǒng)，通過(guò)將礦山資源環(huán)境信息作為平臺(tái)，將測(cè)量數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理及輸出使用形成數(shù)字化技術(shù)體系，可滿(mǎn)足礦山生產(chǎn)對(duì)于數(shù)據(jù)資料的基本需要。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，礦山測(cè)量數(shù)字化技術(shù)屬于煤礦生產(chǎn)與管理發(fā)展的必然趨勢(shì)，并且也是保障煤礦生產(chǎn)安全的重要舉措?，F(xiàn)代化技術(shù)的應(yīng)用能夠有效降低有關(guān)工作人員的勞動(dòng)量，切實(shí)保障礦山測(cè)量工作的效率與精度，不僅能夠保障各項(xiàng)資源得到科學(xué)、合理的應(yīng)用，并且能夠有效治理煤礦生產(chǎn)的各種潛在隱患，從而有效推動(dòng)煤礦工業(yè)健康、有序的發(fā)展。

[1]王攀峰.繪圖技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用分析 [J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2012，06:34-36.

[2]余洪旗.淺談測(cè)繪新技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用 [J].廣東科技，2012，23:182+165.

P612[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-10-267-1

薛一生（1986～），男，本科，助工，研究方向?yàn)榈V山測(cè)量。