GPS—RTK測(cè)量技術(shù)在礦山的應(yīng)用

【摘要】隨著測(cè)繪技術(shù)的進(jìn)步和礦山測(cè)繪裝備的更新?lián)Q代。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)（RTK）在礦山測(cè)量方面的作用得到了很好的利用。本文就RTK技術(shù)在我礦地表調(diào)查、地形測(cè)繪、巖移觀測(cè)和煤場盤煤測(cè)量中優(yōu)勢(shì)進(jìn)行論述。

【關(guān)鍵詞】實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)；傳統(tǒng)測(cè)量方法

1.前言

隨著全球定位技術(shù)（GPS）的快速發(fā)展，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)（RTK）在礦山測(cè)量工程中得到了很好的應(yīng)用。在地表測(cè)繪中提高了測(cè)量精度、降低了測(cè)量人員勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)省了時(shí)間、簡化了計(jì)算環(huán)節(jié)等，和傳統(tǒng)的測(cè)量方式相比有著無法比擬的優(yōu)勢(shì)。

2.在我礦的應(yīng)用

2.1在采空區(qū)及邊界內(nèi)地表調(diào)查中的應(yīng)用

首先將繪制有采區(qū)邊界的采掘工程平面圖（如文件過大可只繪制邊界及采掘工作面單線條）作為底圖保存在RTK手簿所要調(diào)查的文件中。這樣在地表裂隙調(diào)查中可以在流動(dòng)站手簿屏幕上實(shí)時(shí)直觀確定流動(dòng)站在采掘工程平面圖中所處位置，避免了傳統(tǒng)地表調(diào)查的盲目性。如圖1所示A點(diǎn)為地表裂隙位置。

與傳統(tǒng)測(cè)量方法相比的優(yōu)點(diǎn)：

⑴實(shí)時(shí)直觀、準(zhǔn)確的體現(xiàn)流動(dòng)站所處位置與調(diào)查區(qū)域的相對(duì)位置之間的關(guān)系；避免了傳統(tǒng)地表調(diào)查工作的盲目性。

⑵在地表調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的一些建筑物、裂隙、水域等是否在井田邊界影響范圍內(nèi)以及相對(duì)位置也可以實(shí)時(shí)直觀的體現(xiàn)，并可隨時(shí)測(cè)量其三維坐標(biāo)；這些都是傳統(tǒng)測(cè)量方法無法做到的。

2.2在地形測(cè)繪中的應(yīng)用

礦區(qū)井田范圍大多在山區(qū)，地勢(shì)較為復(fù)雜。山區(qū)樹木比較茂密，傳統(tǒng)測(cè)量方法因無法兩點(diǎn)通視而無法進(jìn)行。GPS-RTK技術(shù)恰恰解決了傳統(tǒng)測(cè)量兩點(diǎn)間無法通視的弊端。

與傳統(tǒng)測(cè)量方法相比的優(yōu)點(diǎn)：

⑴克服了傳統(tǒng)測(cè)量兩點(diǎn)間無法通視的弊端。

⑵將測(cè)區(qū)范圍較大或地形復(fù)雜時(shí)。將測(cè)區(qū)邊界坐標(biāo)或圖形輸入RTK手簿作為底圖?？梢詫?shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)是否超出測(cè)量范圍，是否存在漏測(cè)區(qū)域，是否存在某個(gè)區(qū)域測(cè)點(diǎn)密度不夠等，便于及時(shí)進(jìn)行糾正。如圖1所示A區(qū)域內(nèi)沒有測(cè)點(diǎn)，顯然為漏測(cè)區(qū)域。

⑶縮短了測(cè)量時(shí)間，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了測(cè)區(qū)控制點(diǎn)的密度。傳統(tǒng)的測(cè)量方法外業(yè)至少需要兩個(gè)人完成，在山區(qū)、林地不通視的情況下需要多次轉(zhuǎn)站，甚至需要砍伐樹木才能完成。而利用RTK技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，期間無需轉(zhuǎn)站，一個(gè)人手持RTK流動(dòng)站即可完成全部外業(yè)工作。根據(jù)以往山區(qū)林地測(cè)量實(shí)踐，一個(gè)流動(dòng)站一天采集1000個(gè)數(shù)據(jù)以上，是傳統(tǒng)測(cè)量方法的四倍以上。

2.3在巖移觀測(cè)中的應(yīng)用

為準(zhǔn)確掌握回采工作面地表巖層移動(dòng)規(guī)律，我礦在13區(qū)和15區(qū)兩個(gè)回采工作面建立了地面巖移觀測(cè)站，定期對(duì)地表沉降情況進(jìn)行觀測(cè)。由于兩個(gè)回采工作面都在山區(qū)，樹木植被比較茂密。傳統(tǒng)測(cè)量方法需要砍伐一定的樹木才能保證監(jiān)測(cè)點(diǎn)的通視，勞動(dòng)強(qiáng)度很大，受環(huán)境影響監(jiān)測(cè)精度較低。

我礦自2014年7月開始采用RTK技術(shù)進(jìn)行地表巖移觀測(cè)，有效的克服了傳統(tǒng)測(cè)量方法的弊端，無需通視，可以全天候作業(yè)，有效的降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了時(shí)間，保證了測(cè)量精度。

2.4在煤場盤煤中的應(yīng)用

為準(zhǔn)確掌握煤場庫存煤量，煤礦企業(yè)測(cè)量人員需要通過測(cè)量技術(shù)將煤堆的堆存量盤算出來，統(tǒng)計(jì)后上報(bào)企業(yè)，以便企業(yè)實(shí)時(shí)了解煤炭產(chǎn)量，并制定下一步的生產(chǎn)計(jì)劃。

傳統(tǒng)的測(cè)量方法是用全站儀沿煤堆周邊和煤堆頂部至少測(cè)設(shè)5個(gè)控制點(diǎn)，然后在5個(gè)控制點(diǎn)上分別架設(shè)全站儀對(duì)煤堆碎部進(jìn)行測(cè)量，由于煤堆的不規(guī)則性，低洼處往往測(cè)量不到，就造成了費(fèi)時(shí)費(fèi)力，測(cè)量成果與實(shí)際煤量差別較大，不能保證測(cè)量成果的可靠性。

用RTK測(cè)量技術(shù)相比傳統(tǒng)測(cè)量方法有以下優(yōu)勢(shì)：

⑴作業(yè)效率顯著提高，并降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。外業(yè)使用RTK測(cè)量技術(shù)，只需要將RTK基站架設(shè)在已知點(diǎn)上，不用轉(zhuǎn)站就能夠?qū)φ麄€(gè)煤場存煤量的位置、面積、煤堆高度和存煤量的外業(yè)數(shù)據(jù)采集完成。

以我礦煤堆測(cè)量為例。庫存十幾萬噸的煤場傳統(tǒng)測(cè)量方法僅外業(yè)測(cè)量就需要三人五個(gè)小時(shí)以上，中間要進(jìn)行8次轉(zhuǎn)站才能完成外業(yè)碎部測(cè)量工作，勞動(dòng)強(qiáng)度非常大。用RTK技術(shù)測(cè)量由于基準(zhǔn)站架設(shè)完成后無需轉(zhuǎn)站，一人手持流動(dòng)站一個(gè)多小時(shí)即可完成測(cè)量的全部外業(yè)工作。

⑵提高了測(cè)量精度。在實(shí)地測(cè)量中，由于受到個(gè)別地方不能通視的客觀影響和因?yàn)檗D(zhuǎn)站勞動(dòng)強(qiáng)度增大從而不愿意多轉(zhuǎn)站的主觀影響，會(huì)造成復(fù)雜地段測(cè)點(diǎn)密度較低的情況，造成計(jì)算庫存煤量和實(shí)際庫存煤量的不符。RTK測(cè)量技術(shù)由于中間無需轉(zhuǎn)站，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，測(cè)點(diǎn)密度相應(yīng)就會(huì)較高，提高了測(cè)量計(jì)算成果的可靠性。

2.5在特殊工程中的應(yīng)用

我礦是水文地質(zhì)條件極復(fù)雜礦井，地表受小浪底庫區(qū)影響，地下受奧灰水威脅，加之淺部小煤礦較多，RTK測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)將會(huì)得到很好地體現(xiàn)。譬如：地表封閉不良鉆孔的查找，地板加固底邊鉆孔放樣，小浪底庫區(qū)水位及影響范圍檢測(cè)等。

結(jié)語

GPS-RTK在我礦的實(shí)際使用中，由于其在礦山測(cè)量中實(shí)用、高效、精度高和極大的降低勞動(dòng)強(qiáng)度的特點(diǎn)，工作效率方面有著明顯的優(yōu)勢(shì)，使測(cè)量工作變得更加容易。是測(cè)量技術(shù)的一次飛躍，深受測(cè)量人員的歡迎。

作者簡介

1李礦偉（1968.10-），男，河南省汝州市，現(xiàn)職稱：助理工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：礦山測(cè)量。