煤炭地質(zhì)勘查中GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

孫計(jì)祥

山西中新唐山溝煤業(yè)有限責(zé)任公司

煤炭地質(zhì)勘查中GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

孫計(jì)祥

山西中新唐山溝煤業(yè)有限責(zé)任公司

GPS，即為全球地位系統(tǒng)，屬于全天候全球性的導(dǎo)航服務(wù)系統(tǒng)，其具有較強(qiáng)的覆蓋率的特點(diǎn)，并能保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。所以，當(dāng)前被廣泛應(yīng)用于煤炭地質(zhì)勘查工作中。當(dāng)前，GPS技術(shù)，逐漸成為自然科學(xué)測(cè)量的主要工具。但是，這項(xiàng)測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，還需結(jié)合實(shí)際情況、以往實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而加強(qiáng)技術(shù)的深入研究，充分發(fā)揮GPS測(cè)量技術(shù)的最大作用，勘查出更多優(yōu)質(zhì)的煤炭。

煤炭地質(zhì)勘查；GPS測(cè)量技術(shù)；應(yīng)用

煤炭業(yè)，屬于我國(guó)重點(diǎn)的工業(yè)項(xiàng)目，其對(duì)勘查技術(shù)的要求非常高。以往，采煤技術(shù)操作非常復(fù)雜，且已不能滿足當(dāng)前煤炭地質(zhì)勘查的要求和需求，還會(huì)浪費(fèi)較多的人力、物力和財(cái)力[1]。為提高煤炭業(yè)勘查的效率，確保測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，應(yīng)充分利用GPS測(cè)量技術(shù)，進(jìn)而促使煤炭業(yè)獲得更好的發(fā)展。

一、煤炭資源分布的主要特征

國(guó)內(nèi)地形非常復(fù)雜且地貌比較豐富，一般多為高山和平原，各個(gè)地域均存在一定的挖掘必要，這也使得國(guó)內(nèi)煤炭的分布發(fā)生分布不均勻的情況?？梢?jiàn)，煤炭勘查工作非常困難，需投入較多的時(shí)間和精力進(jìn)行勘查。與此同時(shí)，地域方面也會(huì)受到一定的限制，亦為促使國(guó)美煤炭開(kāi)發(fā)區(qū)域不均勻的主要原因，對(duì)我國(guó)煤炭業(yè)的發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重的影響[2]。通過(guò)以往的調(diào)查顯示，國(guó)內(nèi)煤炭主要可劃分成：褐煤、無(wú)煙煤，以及煙煤，分布的地域較多，且多見(jiàn)于北方、西北位置。分布的布局情況，和國(guó)內(nèi)水資源分布狀況剛好相反，可見(jiàn)煤炭聚集位置多為干旱惡劣的位置，以此使得煤炭勘查工作存在較大的挑戰(zhàn)。因此，應(yīng)合理的使用GPS測(cè)量技術(shù)，對(duì)煤炭實(shí)行勘查。GPS工作的主要流程：內(nèi)也準(zhǔn)備、工作區(qū)轉(zhuǎn)換參數(shù)求解和基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置、基準(zhǔn)點(diǎn)的測(cè)定。GPS測(cè)量技術(shù)，具有操作簡(jiǎn)便、精度高和速度快、較多功能等特點(diǎn)。

二、煤炭地質(zhì)勘查中GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用探究

（一）GPS控制測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

因?yàn)閲?guó)內(nèi)的地形非常廣闊，地質(zhì)結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，煤炭勘查中具有較大的挑戰(zhàn)。經(jīng)反復(fù)的實(shí)踐顯示，GPS技術(shù)能夠有效的處理煤炭勘查工作的問(wèn)題，確保煤炭勘查的準(zhǔn)確的同時(shí)，可確保測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。當(dāng)前，這種測(cè)量技術(shù)被廣泛應(yīng)用于煤炭地質(zhì)的勘查工作中，效果較好。

1、在測(cè)量控制計(jì)劃中的應(yīng)用

測(cè)量控制，即為經(jīng)測(cè)量控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，一般多應(yīng)用于大地、攝影側(cè)地形、工程和建立控制網(wǎng)等測(cè)量中?？刂茰y(cè)量主要可劃分成：平面、高程和三維幾方面的控制測(cè)量。經(jīng)簡(jiǎn)單勘查設(shè)備，對(duì)兩點(diǎn)間實(shí)行直線距離連接的測(cè)量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)較好的通視、溝通效果?？刂茰y(cè)量的主要特點(diǎn)：可對(duì)全局實(shí)行嚴(yán)格的控制，并對(duì)測(cè)量的誤差提出明確的規(guī)定，將其作為測(cè)量工作中的主要依據(jù)。如某地區(qū)煤炭資源勘查的過(guò)程，應(yīng)合理的使用測(cè)量型接收設(shè)備，以及連接的方式，以西——東進(jìn)行推進(jìn)，確?？辈榈木饶軌驖M足GPS具體的標(biāo)準(zhǔn)。然后，對(duì)GPS實(shí)行嚴(yán)格的測(cè)量。然而，實(shí)際測(cè)量的過(guò)程，因?yàn)闇y(cè)量的地區(qū)觀測(cè)量，均為相同的類型，并處于GPS靜態(tài)解。因此，可合理的通過(guò)等權(quán)X2進(jìn)行比較。網(wǎng)評(píng)查的過(guò)程，若產(chǎn)生外部誤差情況，如儀器誤差、相位觀測(cè)值誤差沒(méi)有合理的進(jìn)行添加，就容易產(chǎn)生GPS解中的誤差情況。所以，實(shí)際的過(guò)程，應(yīng)準(zhǔn)確對(duì)平差的誤差進(jìn)行預(yù)估，應(yīng)適量的將GPS還原。帶權(quán)約束平差，能夠明確GPS網(wǎng)參考因子為1，所以可經(jīng)X2=α=94%實(shí)行檢驗(yàn)，以便保證平差的收斂。

2、在圖根中的應(yīng)用

圖根的控制，即為地形測(cè)圖構(gòu)建的平面控制圖，實(shí)行高程的控制。經(jīng)這一特點(diǎn)，能夠判定勘查的地形，進(jìn)而制定出具體的比例尺地圖。測(cè)量控制圖根的時(shí)候，可通過(guò)RTK進(jìn)行測(cè)量技術(shù)完成測(cè)量工作。如：完成勘查工作后，可將原有的設(shè)計(jì)20km21：2000和1∶1000地形進(jìn)行測(cè)量。并結(jié)合具體狀況，設(shè)計(jì)300個(gè)圖根點(diǎn)，以此充分使用全野外數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行繪圖。然后，加強(qiáng)對(duì)圖根的控制工作，實(shí)際測(cè)量的階段，經(jīng)兩個(gè)不同基站，對(duì)圖根實(shí)行反復(fù)的測(cè)量，取平均值/最后值。若地形非常平緩，可通過(guò)三腳架確保其穩(wěn)定，經(jīng)反復(fù)測(cè)高獲得數(shù)據(jù)的平均值，以保證獲得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。測(cè)量圖應(yīng)經(jīng)視野、圖根比較的全野外數(shù)字化測(cè)圖方式，經(jīng)儀器獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，以保證數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)。

3、在勘控點(diǎn)中的應(yīng)用

測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，可明確坐標(biāo)的位置，實(shí)際進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程，應(yīng)確保檢波點(diǎn)、鉆孔平面和物探線端點(diǎn)，以及放炮點(diǎn)位置需合理的實(shí)行放樣、測(cè)量工作。然后，結(jié)合煤炭勘查的規(guī)劃位置，于收集控制點(diǎn)適當(dāng)?shù)脑黾右患?jí)控制點(diǎn)。通過(guò)實(shí)踐能夠看出，現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)狀況下，可加密于E級(jí)點(diǎn)。實(shí)際加密的程度，因高帽子煤炭地質(zhì)工程測(cè)量的具體要求，測(cè)量的邊長(zhǎng)應(yīng)控制在1000m之內(nèi)，進(jìn)而達(dá)到GPS測(cè)量的具體標(biāo)準(zhǔn)。

（二）GPS工程測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

1、在物探工程測(cè)量中的應(yīng)用

實(shí)行外業(yè)測(cè)量的過(guò)程，應(yīng)合理的使用RTK差分GPS技術(shù)進(jìn)行測(cè)量。基準(zhǔn)站方面，應(yīng)合理的配備一臺(tái)GPS接收設(shè)備，以此實(shí)行觀測(cè)的效果。與此同時(shí)，應(yīng)結(jié)合地震工作的要求，做好測(cè)線長(zhǎng)短的具體方案。以便于測(cè)線間部位，合理的設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)，完成校正工作后，通過(guò)兩點(diǎn)的方式進(jìn)行校正?？陀^來(lái)講，即為確保RTL為固定解狀態(tài)下，對(duì)一個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行校正。然后，將校正顯示于RTK手薄上，對(duì)坐標(biāo)、已知坐標(biāo)實(shí)行對(duì)比和深入探析。若平面坐標(biāo)誤差、高層誤差均控制為0.05m內(nèi)，這時(shí)可對(duì)另一個(gè)控制點(diǎn)實(shí)行校正[3]。此外，測(cè)量工作已經(jīng)落實(shí)70%左右，進(jìn)而可結(jié)合兩個(gè)坐標(biāo)，對(duì)基準(zhǔn)站坐標(biāo)進(jìn)行合理的計(jì)算，進(jìn)而獲得和衛(wèi)星間距離的具體數(shù)據(jù)。

2、在山地和鉆探工程、地質(zhì)填圖中的應(yīng)用

對(duì)于存在一定危險(xiǎn)的地形，難以實(shí)行煤炭的勘查工作。如山地和鉆探的測(cè)量，應(yīng)合理的使用三維定位的方式進(jìn)行測(cè)量。需要特別注意的是，地形中探井、探巷和水井、探槽等測(cè)量的過(guò)程，應(yīng)按照具體的規(guī)范進(jìn)行測(cè)量，以便獲得精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)填圖。以此，測(cè)量的難度較大時(shí)，可充分的使用GPS、RTK技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，以便獲得可靠的數(shù)據(jù)。

3、在野外作業(yè)中的應(yīng)用

工作區(qū)域的坐標(biāo)間實(shí)行轉(zhuǎn)換的參數(shù)，合理的輸入域基準(zhǔn)站GPS接收設(shè)備中，可確保實(shí)施對(duì)動(dòng)態(tài)差進(jìn)行分析。然后，于基準(zhǔn)點(diǎn)合理的設(shè)置GPS接收機(jī)，于接收設(shè)備將天線的高度、地方坐標(biāo)進(jìn)行輸入。同時(shí)，結(jié)合轉(zhuǎn)換參數(shù)將地方坐標(biāo)，合理的轉(zhuǎn)換為WGS-84坐標(biāo)。基準(zhǔn)站合理的使用電臺(tái)將觀測(cè)值、測(cè)站坐標(biāo)和接受機(jī)的工作裝填、衛(wèi)星跟蹤情況等進(jìn)行輸送，流動(dòng)站接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，經(jīng)處理后獲得WGS-84坐標(biāo)。最后，經(jīng)轉(zhuǎn)換參數(shù)將WGS-84坐標(biāo)，合理的轉(zhuǎn)變?yōu)榈胤阶鴺?biāo)，主要的目的為將野外作業(yè)情況實(shí)施進(jìn)行顯示。

作業(yè)的精度進(jìn)行檢測(cè)，應(yīng)通過(guò)不同的方式進(jìn)行作業(yè)精度方面的檢測(cè)。于已知點(diǎn)進(jìn)行設(shè)立移動(dòng)站，以獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，對(duì)比獲得坐標(biāo)、正確的數(shù)據(jù)，以此對(duì)不同的點(diǎn)實(shí)行檢測(cè)，并在不同的時(shí)間對(duì)特征點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，對(duì)比特征點(diǎn)間的差值。地質(zhì)點(diǎn)和槽探端點(diǎn)、坑道鉆孔實(shí)行測(cè)量，主要需結(jié)合隨測(cè)的原則，對(duì)地質(zhì)點(diǎn)、槽探端點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。鉆孔實(shí)行放樣，應(yīng)根據(jù)初測(cè)和復(fù)測(cè)、終測(cè)進(jìn)行測(cè)量。具體需結(jié)合設(shè)計(jì)的坐標(biāo)對(duì)坑道口進(jìn)行測(cè)定，圖根點(diǎn)應(yīng)合理的設(shè)置于坑道口位置，以便于實(shí)行全站儀的合理測(cè)量。

總結(jié)

當(dāng)前，我國(guó)煤炭業(yè)獲得良好的發(fā)展，而GPS測(cè)量技術(shù)也被廣泛的應(yīng)用于煤炭業(yè)中。這項(xiàng)技術(shù)逐漸成為國(guó)內(nèi)勘查工作中，首選的測(cè)量技術(shù)，其可促使煤炭業(yè)獲得更好的發(fā)展。因此，煤炭地質(zhì)實(shí)行勘查的過(guò)程，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，合理的使用這項(xiàng)技術(shù)，以此發(fā)揮GPS測(cè)量技術(shù)的最大作用，推動(dòng)煤炭業(yè)獲得可持續(xù)發(fā)展。

[1]李文偉.GPS—RTK測(cè)繪技術(shù)在地質(zhì)勘查測(cè)繪中的應(yīng)用[J].江西建材，2015(18)：218—218.

[2]王仁鶴.淺談數(shù)字測(cè)量技術(shù)在煤田地質(zhì)勘查中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015(8)：193—193.

[3]張志權(quán).探討GPS—RTK技術(shù)在礦山測(cè)繪中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2015(13)：60—60.