礦山開采現(xiàn)狀測(cè)量

于鳳月，米鴻燕

(昆明理工大學(xué)，云南 昆明 650093)

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礦山開采現(xiàn)狀測(cè)量

于鳳月，米鴻燕

(昆明理工大學(xué)，云南 昆明 650093)

隨著測(cè)繪技術(shù)的進(jìn)步，礦山開采現(xiàn)狀測(cè)量的方法也越來越多，精度越來越高，效率也不斷提高。主要介紹了GPS RTK技術(shù)，利用GPS RTK技術(shù)結(jié)合全站儀進(jìn)行礦山控制測(cè)量和礦山開采現(xiàn)狀測(cè)量。

礦山開采；GPS RTK技術(shù)；測(cè)量

1 GPS RTK 技術(shù)概述

礦山開采現(xiàn)狀測(cè)量是為了實(shí)時(shí)掌控礦山開采、開拓工程情況，解決長(zhǎng)期以來礦產(chǎn)資源開發(fā)監(jiān)管中存在的缺乏技術(shù)支持、措施不力、監(jiān)管不到位等問題。工作任務(wù)有引入礦山控制點(diǎn)、復(fù)測(cè)礦區(qū)控制點(diǎn)，實(shí)測(cè)礦山平面范圍、開采、開拓工程范圍、礦山采空區(qū)范圍。

礦山開采現(xiàn)狀測(cè)量采用的方法是HH CORS、GPS RTK與全站儀相結(jié)合，比傳統(tǒng)方法或者各儀器單獨(dú)測(cè)量具有很大的優(yōu)越性。GPS RTK 技術(shù)具有集成、自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，在觀測(cè)質(zhì)量和觀測(cè)時(shí)間上，具有極大的優(yōu)越性[1]。

RTK技術(shù)是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)，是以載波相位觀測(cè)量為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS測(cè)量技術(shù)。RTK是在基準(zhǔn)站上安置1臺(tái)GPS接收機(jī)，對(duì)所有可見GPS衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，并將其觀測(cè)數(shù)據(jù)，通過無線電傳輸設(shè)備，實(shí)時(shí)地發(fā)送給用戶觀測(cè)站。在用戶觀測(cè)站上，GPS接收機(jī)在接收GPS衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)，通過無線電接收設(shè)備，接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)挠^測(cè)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)相對(duì)定位的原理，實(shí)時(shí)計(jì)算并顯示用戶站的三維坐標(biāo)及精度[2]。

2 控制測(cè)量

2.1選點(diǎn)、埋石、編號(hào)

1) 控制點(diǎn)點(diǎn)位選擇在視野開闊、便于采用常規(guī)方法聯(lián)測(cè)、交通便利和易于長(zhǎng)期保存，視場(chǎng)內(nèi)障礙物高度角不易大于15(°)，且控制點(diǎn)間至少兩個(gè)互相通視。

2) 點(diǎn)位遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源，其距離不小于200 m，遠(yuǎn)離高壓輸電線距離不小于50 m，附近沒有強(qiáng)烈干擾接收衛(wèi)星信號(hào)的物體[3]。

3) 控制點(diǎn)點(diǎn)位選在土質(zhì)區(qū)域上時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)用水泥和長(zhǎng)度大于30 cm直徑大于0.8 cm帶有十字標(biāo)志的鋼筋澆灌埋石。點(diǎn)位選在巖石上時(shí)，鑿石不小于5 cm深的坑，埋入直徑大于0.8 cm的帶有十字標(biāo)志的鋼筋并用水泥澆灌。

4) 編號(hào)：二級(jí)GPS控制點(diǎn)以每個(gè)礦山名稱中兩個(gè)字的首個(gè)大寫字母，再加上點(diǎn)號(hào)“1,2”如：觀音洞石場(chǎng)的控制點(diǎn)編號(hào)為GYD1，GYD2。如表1所示。

表1 觀音洞石場(chǎng)的控制點(diǎn)

2.2測(cè)量

控制點(diǎn)采用紅河州國(guó)土部門的“HH CORS”系統(tǒng)測(cè)量。選擇控制整個(gè)蒙自市范圍的C級(jí)點(diǎn)和四等點(diǎn)，求取2000國(guó)家大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為1980西安坐標(biāo)系成果的轉(zhuǎn)換參數(shù)，采用水準(zhǔn)點(diǎn)成果進(jìn)行高程擬合。觀測(cè)值在得到RTK固定解且收斂穩(wěn)定后開始記錄。每測(cè)回自動(dòng)觀測(cè)個(gè)數(shù)不小于10個(gè)觀測(cè)值，測(cè)回間對(duì)儀器重新初始化，測(cè)回間隔大于60 s，同一個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行4個(gè)測(cè)回，取各次測(cè)量的平面坐標(biāo)中數(shù)作為最終成果。

2.3礦山測(cè)量

2.3.1 數(shù)據(jù)采集和測(cè)圖系統(tǒng)的采用

露天采石場(chǎng)數(shù)據(jù)采集采用HH CORS定位、GPS RTK定位、全站儀測(cè)點(diǎn)三種測(cè)量方法，成圖系統(tǒng)采用南方CASS 7.1數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)和2009年礦業(yè)權(quán)核查軟件繪編。

2.3.2 外業(yè)數(shù)據(jù)采集流程

1) 本次測(cè)量主要內(nèi)容是礦山平面范圍、開采、開拓工程范圍、礦山采空區(qū)范圍。首先使用HH CORS系統(tǒng)和GPS RTK采集礦區(qū)碎部點(diǎn)。當(dāng)GPS RTK信號(hào)不好時(shí)，使用全站儀采集碎部點(diǎn)。在礦山開采、開拓工程、采空區(qū)測(cè)量員不能到達(dá)的地方，采用全站儀免棱鏡進(jìn)行測(cè)繪；

2) 在采集數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)，測(cè)量員實(shí)時(shí)繪制工作草圖，詢問、記錄采礦權(quán)人相關(guān)礦權(quán)信息，保證數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確，作為室內(nèi)成圖的依據(jù)；

3) 采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查,刪除錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，及時(shí)補(bǔ)測(cè)錯(cuò)漏數(shù)據(jù)，超限的數(shù)據(jù)重測(cè)；

4) 為了使開拓工程圖較為合理，真實(shí)的表示地貌，不失真，結(jié)合軟件的特點(diǎn)，在進(jìn)行地形點(diǎn)采集時(shí)，地性線上有足夠密度的點(diǎn)，特征點(diǎn)盡可能詳細(xì)測(cè)量，地形變化不大的地方，適當(dāng)放寬采集點(diǎn)密度。

3 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

1) 數(shù)據(jù)采集完以后，通訊到微機(jī)中，在南方CASS 7.1數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)下根據(jù)工作草圖繪制圖形。

2) 采用全國(guó)礦業(yè)權(quán)實(shí)地核查空間數(shù)據(jù)成圖和處理軟件，結(jié)合南方CASS 7.1數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)繪制圖形，繪制蒙自市觀音洞石灰?guī)r礦開拓工程平面圖。

3) 圖式圖例使用全國(guó)礦業(yè)權(quán)實(shí)地核查的圖式圖例，圖層不夠的，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)充添加。

4) 對(duì)礦區(qū)內(nèi)的采剝面、采空區(qū)明確注記，高程明確標(biāo)記。

5) 地物繪制套用2009年礦業(yè)權(quán)實(shí)地核查成果圖的實(shí)測(cè)地物，最終繪制成蒙自市觀音洞石灰?guī)r礦開采現(xiàn)狀工程平面圖。

6) 以蒙自市觀音洞石灰?guī)r礦2014年12月下半年礦山測(cè)量數(shù)據(jù)為底板數(shù)據(jù)，本次測(cè)量數(shù)據(jù)為頂板數(shù)據(jù)，通過南方CASS 7.1數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)DTM土方法計(jì)算，得到礦山在兩期時(shí)間內(nèi)挖方量和填方量，根據(jù)采方量=挖方量-填方量，計(jì)算出蒙自市觀音洞石灰?guī)r礦2015年上半年開采的采方量。

4 成 果

經(jīng)過實(shí)地測(cè)量，蒙自市觀音洞石灰?guī)r采剝面礦東北、東南、西面存在平面越界，東北越界最遠(yuǎn)點(diǎn)距離采礦證邊界約53 m，越界面積約4 980 m2；東南越界最遠(yuǎn)點(diǎn)距離采礦證邊界約52 m，越界面積約4 191 m2；西南面存在平面越界，越界最遠(yuǎn)點(diǎn)距離采礦權(quán)邊界約21 m，越界面積約495 m2；開采最高標(biāo)高1 677.408 m，最低標(biāo)高1 538.313 m，未在采礦權(quán)標(biāo)高1 615～1 527 m之間，開采最高標(biāo)高高出采礦權(quán)標(biāo)高62.408 m，最高標(biāo)高處越界開采；最低標(biāo)高未越界。

蒙自市觀音洞石灰?guī)r礦2015年上半年的挖方量為：1 229 104.3 m3，填方量為14 149.1 m3，經(jīng)計(jì)算得其采方量為1 214 955.2 m3。蒙自市觀音洞石灰?guī)r采剝面見圖1。

圖1蒙自市觀音洞石灰?guī)r采剝面

5 結(jié) 語

隨著礦山測(cè)量技術(shù)的告訴發(fā)展以及對(duì)測(cè)量精度的要求，礦山測(cè)量的模式也從單一的模式發(fā)展多種方法相結(jié)合的模式。此次試驗(yàn)就是采用了HH CORS定位 、GPS RTK定位、全站儀測(cè)點(diǎn)三種測(cè)量方法相結(jié)合。不僅提高了工作效率同時(shí)也達(dá)到了精度要求。

[1] 蔡文惠. RTK技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用及精度分析[J]. 水力采煤與管道運(yùn)輸, 2009(3): 75-76.

[2] 徐紹銓, 張海華, 楊志強(qiáng), 等. GPS測(cè)量原理及應(yīng)用. (第三版)[M]. 武漢: 武漢大學(xué)出版社, 2008.

[3] 耿榮才. 淺析GPS-RTK在礦山開采現(xiàn)狀測(cè)量中的應(yīng)用[J]. 地礦測(cè)繪, 2015, 31(2): 49-50.

AnAnalysisonPresentMiningSituationSurveying

YU Fengyue, MI Hongyan

(KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming,Yunnan, 650093,China)

With the progress of Surveying and Mapping technology, the method of present mining situation surveying is also more and more. The precision is higher and higher with the efficiency improved. This paper introduces the RTK GPS technology, by using RTK GPS technology to be combined with Electronic Total Station instrument for mine control surveying and present mining situation surveying.

Mining deploring; GPS RTK; Surveying

2016-08-29

于鳳月(1988-)，女，內(nèi)蒙古赤峰人，在讀碩士研究生，研究方向：影像信息系統(tǒng)與數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量，手機(jī)：18213456721，E-mail：1263986236@qq.com.

TD175

：Bdoi：10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.04.021