探析數(shù)字測圖在礦山井下測量中的應(yīng)用

■李正雄（云南祿豐一平浪煤礦云南楚雄651217）

探析數(shù)字測圖在礦山井下測量中的應(yīng)用

■李正雄
（云南祿豐一平浪煤礦云南楚雄651217）

隨著計算機(jī)技術(shù)與數(shù)字化技術(shù)的日益完善，礦山測量中充分利用了現(xiàn)代化科技手段，有效的推動了數(shù)字測圖技術(shù)在礦山井下測量中的應(yīng)用。數(shù)字化成圖技術(shù)不但自動化水平高、穩(wěn)定可靠性強(qiáng)，而且在管理、存儲、更新、效率等方面具有顯著優(yōu)點。本文就是在介紹煤礦數(shù)字測量概述基礎(chǔ)上，對其在礦井測量中重要性進(jìn)行了分析，著重探索了數(shù)字測圖技術(shù)在礦山井下測量中的實踐應(yīng)用。

數(shù)字測圖礦山井下測量應(yīng)用

礦山工作中一個不可或缺的工作就是礦山測量工作，其作為礦山采礦的基礎(chǔ)性工作，對礦山生產(chǎn)進(jìn)度具有指導(dǎo)性作用。在傳統(tǒng)礦山測量中，測量儀器與圖形繪制方法等過于陳舊，且在測量精度、效率等方面偏低，其在日益更新的礦山開采工作中弊端凸顯。隨著計算機(jī)技術(shù)與與數(shù)字化技術(shù)的日趨優(yōu)化完善，數(shù)字成形技術(shù)逐漸替代了傳統(tǒng)的白紙法成圖方法，有效的提高了礦山測量技術(shù)的準(zhǔn)確性、高效性和便捷性等。數(shù)字測量成圖技術(shù)在礦山井下測量中的應(yīng)用，極大的滿足了現(xiàn)代礦山生產(chǎn)需求，保障了井下作業(yè)高效準(zhǔn)確完成。

1　數(shù)字測量圖概述

數(shù)字測量圖主要指的是在礦山井下中，測量人員進(jìn)行的實地測量，實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)信息的匯總與收集，并利用CAD軟件進(jìn)行繪圖和加工，形成具有具體數(shù)據(jù)和形象圖案的“圖紙”[1]。

（1）自動化程度高，適于采用計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模的技術(shù)開發(fā)和生產(chǎn)。

（2）成圖周期短，速度快效率高，精度好。

（3）產(chǎn)品內(nèi)容豐富，圖面美觀，層次多，用途廣。

（4）便于修改和更新，便于保存，便于開發(fā)和管理，便于綜合應(yīng)用集成地理信息系統(tǒng)。

（5）大大減輕了外業(yè)工作量和勞動強(qiáng)度。

2　礦山井下數(shù)字化測圖必要性

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，數(shù)字測量圖技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其已成為當(dāng)前各種礦山采礦生產(chǎn)中不可或缺的重要組成部分。數(shù)字測量圖技術(shù)在人工井下測量基礎(chǔ)上，利用計算機(jī)繪圖軟件對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、成圖，以便后期礦井作業(yè)提供依據(jù)。因此，數(shù)字化測圖技術(shù)在礦山井下測量中應(yīng)用具有一定的必要性，其主要表現(xiàn)有[2]：

首先，礦山企業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)新技術(shù)的發(fā)展離不開數(shù)字測量圖技術(shù)的應(yīng)用。新時代下，企業(yè)的生存和發(fā)展離不開技術(shù)改革與創(chuàng)新，這是增強(qiáng)企業(yè)競爭力、提升企業(yè)管理水平、促進(jìn)企業(yè)社會經(jīng)濟(jì)效益實現(xiàn)的根本保障。數(shù)字測圖技術(shù)作為當(dāng)前具有高科技水平的產(chǎn)物，其集計算機(jī)技術(shù)、測量技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等于一體，有效的促進(jìn)了礦山企業(yè)向著標(biāo)準(zhǔn)化、技術(shù)化及規(guī)范化方向發(fā)展。可見，數(shù)字測圖企業(yè)改革傳統(tǒng)經(jīng)理念和創(chuàng)新生產(chǎn)技術(shù)的具體體現(xiàn)。

其次，礦山企業(yè)生產(chǎn)效率的提升，社會經(jīng)濟(jì)效益的實現(xiàn)離不開數(shù)字測量圖技術(shù)的應(yīng)用。在礦山資源開發(fā)與生產(chǎn)中，井下測量工作作為一項最基礎(chǔ)工作，其貫穿于礦山勘探、礦山開發(fā)與利用、生產(chǎn)安全維護(hù)等工作之中，這就使得測量圖成為井下測量工作重要體現(xiàn)。數(shù)字測量圖技術(shù)在井下測量工作的應(yīng)用，不但提升了井下測量自動化水平，而且在促進(jìn)測量信息完整性與提高測量精度等方面具有積極作用?？梢?，數(shù)字測量圖技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)了礦山企業(yè)生產(chǎn)安全、高效與持續(xù)性，節(jié)約了大量生產(chǎn)成本，實現(xiàn)企業(yè)社會經(jīng)濟(jì)效益最大化。

3　數(shù)字測量技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用

當(dāng)前，數(shù)字測量技術(shù)在礦山測量中的實踐應(yīng)用主要包括全站儀的應(yīng)用、RTK技術(shù)的應(yīng)用、三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用以及“3s”技術(shù)的應(yīng)用，具體表現(xiàn)有[3]：

3.1全站儀的應(yīng)用

全站儀，全稱全站式電子速測儀，其工作原理主要是以測角、測距及危機(jī)處理三者結(jié)合為主，可進(jìn)行自動水平距離計算、測角、測距、坐標(biāo)增量計算等，進(jìn)而自動完成數(shù)據(jù)記錄、顯示、輸出及儲存功能。

在礦山井下測量中全站儀主要應(yīng)用于井下三架法導(dǎo)線測量、井下兩架法導(dǎo)線測量、井下一架法導(dǎo)線測量等。其中，井下三架法導(dǎo)線測量，較傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀測角和鋼尺量邊的測量方式，其有效提高了測量精度控制能力、降低了測量勞動強(qiáng)度以及促進(jìn)了測量工作質(zhì)量與效率的提高，可見該方法適合應(yīng)用于工程量規(guī)模較大的導(dǎo)線測量工作；井下兩架法導(dǎo)線測量，該測量方法與井下三架法導(dǎo)線測量方法相似，較三架法導(dǎo)線測量，減少了后視架腿。并改用了吊掛線繩，其適合應(yīng)用于導(dǎo)線測量規(guī)模較小的工程；井下一架法導(dǎo)線測量，受井下巷道分期掘進(jìn)開展，造成井下測量工作也分步開展，這就要求測量過程中僅需要用支導(dǎo)線布設(shè)測量方法，把全站儀作為經(jīng)緯儀加測距儀使用，測量過程中，水平角測量誤差具有傳遞性，因此瞄準(zhǔn)吊掛線繩可以更好的保證水平角的觀測精度，利用瞄準(zhǔn)反光鏡測量距離及垂直角時，反光鏡雖會擺動，但仍可以達(dá)到井下導(dǎo)線初測的精度要求。

值得注意的是，應(yīng)用全站儀對井下測量時，首先由于全站儀價格昂貴，精度要求高等，應(yīng)加強(qiáng)全站儀安全保護(hù)措施；其次，在測量溫度設(shè)置方面，受井下溫差較大影響，在測量過程中采用取平均值的方法改正溫差；此外，在光電測距過程中，應(yīng)經(jīng)常檢查常數(shù)改正，使之時刻與使用的反光鏡想匹配。

3.2RTK技術(shù)的應(yīng)用

RTK技術(shù)在礦山測量中應(yīng)用應(yīng)與流動站接收機(jī)轉(zhuǎn)換參數(shù)與參考站的接收機(jī)參數(shù)相同。測量前對流動站進(jìn)行校驗，以統(tǒng)一格式將測量數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。測量中需對中線位置進(jìn)行確定，確定中折線坐標(biāo)后，RTK技術(shù)可對接收機(jī)與中線間距離進(jìn)行自動顯示，從而實現(xiàn)了中線位置的確定。礦山地勢、地形、地質(zhì)等條件復(fù)雜多樣，采用RTK技術(shù)測量較其他方法具有更高的精確性。采用RTK技術(shù)進(jìn)行礦山測量時，需采用不同數(shù)據(jù)輸出格式對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，并對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)換處理，測量誤差以轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)平均精度為準(zhǔn)。可見，采用RTK技術(shù)進(jìn)行礦山測量過程中，一方面應(yīng)要求操作人員具有較為熟練的操作技能及理論知識，另一方面則應(yīng)對礦山地形地質(zhì)具有較為深刻的了解，從而確保礦山測量工作的高效性和測量結(jié)果的精確性。

3.3三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用

三維激光掃描技術(shù)測量高密度云數(shù)據(jù)以體積為單位，其具有精度高、管理方便、成本低、實景復(fù)制實現(xiàn)以及安全系數(shù)水平高等特點。針對具有較高難度的礦山開采情況，三維激光掃描技術(shù)可以有效適用，且其測量精度較高。對于露天礦山測量工作，采用三維激光掃描技術(shù)可以形象直觀地分析模型的數(shù)據(jù)，具有效率高、安全性優(yōu)以及便捷性等特征。三維激光掃描技術(shù)已成為露天礦山測量中最為適宜技術(shù)方法，其對于實現(xiàn)礦山儲量動態(tài)化監(jiān)管和保障礦山資源不受侵害等具有重要的現(xiàn)實意義。

3.4“3s”技術(shù)的應(yīng)用

“3s”技術(shù)指的是獲取、分析、管理、儲存空間信息的一項新技術(shù)系統(tǒng)，包括GPS、RS和GIS三種，其已廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)領(lǐng)域之中，例如環(huán)境保護(hù)、地質(zhì)、土地、資源管理以及災(zāi)害監(jiān)測等領(lǐng)域。“3s”技術(shù)以GPS技術(shù)為基礎(chǔ)，與現(xiàn)代通訊技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)了對地球表層三維坐標(biāo)的動態(tài)化測量、數(shù)據(jù)匯總與后處理。RS則利用傳感器實現(xiàn)對電磁波信息的控制與搜集，實現(xiàn)對目標(biāo)物的識別、分析與處理，進(jìn)而對其物理性質(zhì)與幾何關(guān)系變化規(guī)律進(jìn)行解析。RS技術(shù)廣泛應(yīng)用于地質(zhì)、資源、水文、氣象以及環(huán)境領(lǐng)域，其具有高效和先進(jìn)性特點。GIS則以測繪功能為主，具有管理性強(qiáng)、決策性高等特點?！?s”技術(shù)作為一項自動化、實時化、智能化的集成觀察系統(tǒng)，能實時又自動地采集數(shù)據(jù)、更新數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)，促進(jìn)了測量工作的智能化。

4　小結(jié)

總而言之，隨著科技水平的不斷進(jìn)步，數(shù)字測圖技術(shù)日益完善，其在礦山測量中的應(yīng)用日趨擴(kuò)大.數(shù)字測量成圖技術(shù)在礦山井下測量中的應(yīng)用，極大的滿足了現(xiàn)代礦山生產(chǎn)需求，保障了井下作業(yè)高效準(zhǔn)確完成。

[1]趙俊偉，張杰，數(shù)字測圖在礦山井下測量中的應(yīng)用探究[J].技術(shù)應(yīng)用，2014.05: 135-136.

[2]李世貴，張彤，淺析數(shù)字測圖在礦山測量中的應(yīng)用[J].測繪與空間地理信息，2009年10月，第32卷，第5期：189-191.

[3]郭同江，楊長濱，探析數(shù)字測圖在礦山井下測量中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)，267.

F416.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-1-227-2