現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)在煤礦測(cè)量中的應(yīng)用分析

張留永

摘要：煤礦開采受地質(zhì)因素的影響存在較高的風(fēng)險(xiǎn)，因此安全性是一直是煤礦生產(chǎn)管理的一大要點(diǎn)，要想切實(shí)保障煤礦生產(chǎn)安全，加強(qiáng)煤礦測(cè)量工作是關(guān)鍵。測(cè)繪技術(shù)體系的發(fā)展，為煤礦測(cè)量工作提供了技術(shù)支持，目前被廣泛應(yīng)用于煤礦測(cè)量的現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)主要有GPS技術(shù)、全站儀、三維激光技術(shù)等，這些科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，使得煤礦測(cè)量工作的效率顯著提升，數(shù)據(jù)精確度不斷提高，有效地保障了測(cè)繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、真實(shí)性、全面性，為煤礦安全生產(chǎn)提供了信息支持。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)；煤礦測(cè)量；應(yīng)用

煤炭作為我國(guó)最豐富的不可再生能源，被廣泛應(yīng)用于我國(guó)居民的日常生活以及社會(huì)工業(yè)的生產(chǎn)制造，隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)于煤礦的需求量不斷增加，市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)促使煤礦生產(chǎn)效率不斷提升[1]。在煤礦開采之前，進(jìn)行礦山測(cè)量，開展礦區(qū)地質(zhì)勘探工作，是一個(gè)不可或缺的程序。我國(guó)的煤炭資源大多深埋地底，需要通過井工開采的方式獲得，其技術(shù)要求比較高，必須要對(duì)該區(qū)域進(jìn)行細(xì)致的地質(zhì)勘察，明確礦產(chǎn)資源的分布，合理設(shè)計(jì)巷道掘進(jìn)路線，避開瓦斯突出、斷層等危險(xiǎn)地質(zhì)因素，才能確保煤礦生產(chǎn)的安全性和高效性。隨著測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，目前我國(guó)的礦山測(cè)量體系已相對(duì)完善，煤礦測(cè)量的準(zhǔn)確性不斷提升。

一、GPS技術(shù)在煤礦測(cè)量中的應(yīng)用

GPS技術(shù)是一種空間交會(huì)定點(diǎn)導(dǎo)航系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)繪目標(biāo)的精準(zhǔn)定位，具有全天候且不受天氣影響的優(yōu)點(diǎn)。GPS的技術(shù)系統(tǒng)覆蓋全球，能夠獲得精準(zhǔn)性極高的定位結(jié)果，在礦山測(cè)量中應(yīng)用，可幫助測(cè)繪人員構(gòu)建起礦區(qū)的三維控制網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)礦區(qū)作業(yè)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。在GPS技術(shù)體系中，載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分技術(shù)（RTK）能夠通過基準(zhǔn)站來接受地物測(cè)繪參數(shù)，通過流動(dòng)站進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，自動(dòng)生成差分觀測(cè)值，確保了模糊地物目標(biāo)測(cè)繪結(jié)果的準(zhǔn)確性，精確度可達(dá)厘米級(jí)[2]。

經(jīng)過“基準(zhǔn)站的設(shè)立→流動(dòng)站的設(shè)置→RTK流動(dòng)站的初始化”這幾道工序，待流動(dòng)站實(shí)時(shí)接收到的衛(wèi)星信號(hào)不少于4顆，GPSRTK技術(shù)系統(tǒng)可正式開始工作，獲取精準(zhǔn)測(cè)繪信息，為觀測(cè)者提供測(cè)繪目標(biāo)的三維動(dòng)態(tài)模型，實(shí)現(xiàn)測(cè)量地物的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位。一般情況下，這一現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)可用于礦山測(cè)量中的以下幾個(gè)模塊：①煤礦控制測(cè)量，為煤礦開采提供信息支持；②采場(chǎng)日常驗(yàn)收測(cè)量，繪制工作掌子面平面圖，獲取相關(guān)開采面的測(cè)繪數(shù)據(jù)，計(jì)算煤礦開采量；③礦區(qū)工程測(cè)量，具體內(nèi)容包括出入溝的放樣、標(biāo)定爆破孔、標(biāo)定采礦技術(shù)界限和邊坡界限移動(dòng)監(jiān)測(cè)等。在應(yīng)用GPSRTK技術(shù)時(shí)，需要嚴(yán)格按照其技術(shù)流程和規(guī)范進(jìn)行作業(yè)，盡量克服復(fù)雜的礦區(qū)環(huán)境給測(cè)繪結(jié)果帶來的影響，縮短基準(zhǔn)站和流動(dòng)站的間距，在測(cè)量前進(jìn)行礦區(qū)已知地標(biāo)位置的聯(lián)測(cè)校驗(yàn)，消除測(cè)繪結(jié)果的誤差，進(jìn)行外業(yè)觀測(cè)時(shí)，在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)繪制平面草圖，確保內(nèi)業(yè)成圖的精準(zhǔn)度。

二、全站儀在煤礦測(cè)量中的應(yīng)用

全站儀，即全站型電子測(cè)距儀（Electronic Total Station），應(yīng)用了光學(xué)測(cè)繪技術(shù)、電子信息技術(shù)以及機(jī)械技術(shù)，是一套具備距離（斜距、平距）、高差、垂直角、水平角等多種測(cè)量功能于一體的測(cè)繪儀器系統(tǒng)[3]。這一現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)將光學(xué)度盤換為光電掃描度盤，具備顯示讀數(shù)并自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)的功能，而且通過測(cè)角操作的簡(jiǎn)單化，能夠有效降低測(cè)量誤差，確保數(shù)據(jù)的精確度，因此被廣泛用于精密工程測(cè)量和變形監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。在煤礦測(cè)量中，應(yīng)用全站儀，需要通過多方位觀測(cè)、碎部點(diǎn)測(cè)量、增補(bǔ)測(cè)站點(diǎn)或圖根點(diǎn)這幾道工序獲取礦區(qū)環(huán)境信息，明確測(cè)繪要素的三維坐標(biāo)。

全站儀操作簡(jiǎn)便，測(cè)量精度較高，具有布點(diǎn)方便靈活、受限程度較低、外業(yè)測(cè)量工作量小且內(nèi)業(yè)平差計(jì)算簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，能夠有效保證測(cè)量單位精度。但是在實(shí)際應(yīng)用過程中，需警惕軸系誤差、度盤誤差、測(cè)距誤差等因素，加強(qiáng)誤差產(chǎn)生要素的控制，比如說視準(zhǔn)軸位置錯(cuò)誤、測(cè)距儀光電信號(hào)串?dāng)_等，正確調(diào)節(jié)全站儀的位置，將其放置于兩個(gè)測(cè)量目標(biāo)點(diǎn)的中軸線處，并嚴(yán)格按照不同程度作業(yè)的測(cè)量規(guī)范進(jìn)行操作，根據(jù)實(shí)際的測(cè)量要求和測(cè)量環(huán)境選擇合適的發(fā)展級(jí)別、邊長(zhǎng)規(guī)限以及觀測(cè)方法，確保在測(cè)量時(shí)能夠有精確的垂直角，切實(shí)保障數(shù)據(jù)的精確度。

三、三維激光技術(shù)在煤礦測(cè)量中的應(yīng)用

三維激光技術(shù)能夠快速獲取物體的三維空間立體信息，是一種根據(jù)測(cè)繪需求對(duì)圖形進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、輸出的測(cè)繪技術(shù)，其技術(shù)系統(tǒng)由數(shù)碼相機(jī)、激光掃描儀、GPS定位系統(tǒng)、升降臺(tái)、旋轉(zhuǎn)臺(tái)等組成。與傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)相比，三維激光技術(shù)具有成本低、效率高、操作簡(jiǎn)便、測(cè)量范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，且所得測(cè)繪數(shù)據(jù)具有高精度、全面性的特點(diǎn)，在煤礦測(cè)量中應(yīng)用，更有效提高測(cè)量工作效率及質(zhì)量。

在實(shí)際應(yīng)用過程中，技術(shù)人員可應(yīng)用三維激光技術(shù)系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)區(qū)域的進(jìn)行測(cè)量，具體包括以下幾個(gè)方面：①檢測(cè)目標(biāo)區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境，獲取地質(zhì)剖面的測(cè)繪信息，全方位監(jiān)測(cè)該區(qū)域地表的移動(dòng)或變形；②煤礦巷道測(cè)繪。由于三維激光技術(shù)的工作環(huán)境限制較小，因此可用于煤礦井架、井筒等的測(cè)量，為巷道掘進(jìn)、煤礦開采提供參考信息；③露天礦測(cè)量?，F(xiàn)代化礦山測(cè)量要求數(shù)據(jù)的精度需達(dá)厘米級(jí)，定位中誤差需小于0.10m，高程中誤差需小于0.07m，三維激光技術(shù)的精確度可達(dá)到這一要求，可用于獲取露天礦邊坡移動(dòng)信息，為邊坡穩(wěn)定性判斷提供數(shù)據(jù)支持。

四、結(jié)語

煤礦開采效率的提升是社會(huì)發(fā)展的要求，但是同時(shí)也不能忽略煤礦生產(chǎn)的安全性和產(chǎn)煤質(zhì)量這兩個(gè)核心要素。礦山測(cè)量工作是煤礦開采安全性與高效性的保障，通過深入全面的地質(zhì)勘查工作，以及對(duì)影響礦物質(zhì)開采的高危因素的分析，可以設(shè)計(jì)出合理的礦區(qū)巷道掘進(jìn)路線，建立健全礦產(chǎn)開采安全生產(chǎn)監(jiān)管體系[4]。作為與土地打交道的項(xiàng)目，通過礦山測(cè)量，詳細(xì)掌握礦區(qū)的地形信息，包括地質(zhì)條件，包括地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖層組成、各巖層的硬度與穩(wěn)定度等，有利于規(guī)避生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。而要想切實(shí)發(fā)揮礦山測(cè)量的作用，就必須不斷完善其工作機(jī)制，提高測(cè)量人員的工作素質(zhì)，科學(xué)合理應(yīng)用現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)，確保測(cè)量數(shù)據(jù)的真實(shí)性和有效性[5]。

參考文獻(xiàn)

[1]曹西武.關(guān)于數(shù)字化測(cè)量信息技術(shù)在煤礦測(cè)繪中的應(yīng)用研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015，06：71.

[2]程偉鵬，陳忠杰.探析GPS技術(shù)在煤礦測(cè)量中的應(yīng)用[J].四川水泥，2015，08：151.

[3]滕浩洋.淺談測(cè)繪新技術(shù)在煤礦測(cè)量中的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2016，08：108.

[4]李妍，張?jiān)苹?GPS技術(shù)在煤礦勘探平面控制測(cè)量中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2013，15：156.