基于GPS的礦山地質(zhì)工程測量技術(shù)應(yīng)用

張金峰

（甘肅煤田地質(zhì)局綜合普查隊(duì)，甘肅 天水 741000）

由于行業(yè)的特殊性，礦山地質(zhì)工程測量一度被作為一個(gè)單獨(dú)的職業(yè)。礦山地質(zhì)工程測量技術(shù)能過實(shí)現(xiàn)：詳細(xì)查明礦山工程地質(zhì)條件，為礦山基建、生產(chǎn)中的各類礦石工程的選位和施工設(shè)計(jì)提供資料；緊密結(jié)合礦山生產(chǎn)，解決與礦床開采有關(guān)的礦體穩(wěn)定性問題。礦山地質(zhì)工程測量工作的主要內(nèi)容包括：對工程地質(zhì)特征的調(diào)查，對礦石結(jié)構(gòu)的調(diào)查，對工程進(jìn)行當(dāng)中各種自然現(xiàn)象的調(diào)查，以及對整個(gè)礦區(qū)參數(shù)的測量，最終保證礦山的開采事業(yè)可以安全的進(jìn)行，并遵守可持續(xù)發(fā)展的觀念保證開發(fā)后的礦山還可以持續(xù)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的合理化應(yīng)用，進(jìn)而提升礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[1]。一直以來礦山測量人員不僅需要進(jìn)行繪制地形圖的工作，還需要進(jìn)行開采監(jiān)督以及損害維護(hù)等工作，這種工作方式使得礦山地質(zhì)工程測量工作的效率逐年下降。為了改善這一局面，需

要將礦山數(shù)據(jù)信息化，引入高科技的手段，例如GPS技術(shù)，在全球范圍內(nèi)進(jìn)行定位和導(dǎo)航，使得全球的用戶都能夠獲得全方位、低成本、干凈度的結(jié)果信息，極大的提升了礦山工作的信息化水平。

1 位置測量中的應(yīng)用

礦山地質(zhì)工程測量技術(shù)主要是對目標(biāo)礦山的地質(zhì)進(jìn)行測量，測量過程一般分為初步普查、詳細(xì)普查、初步勘探與詳細(xì)勘查四個(gè)階段。具體的測量數(shù)據(jù)主要是為接下來的礦山開采做好基礎(chǔ)工作，在測量初期首先需要找到待開采礦體的位置，并盡可能精細(xì)的規(guī)劃出勘查路線，這就需要繪制路線圖[2]。在路線圖當(dāng)中需要精確的表現(xiàn)出周圍的地形，用來判斷周圍地勢是否對勘探工作產(chǎn)生影響以及是否會(huì)對后期的開采工作產(chǎn)生影響。一般來講，進(jìn)行礦山地質(zhì)工程測量的礦上區(qū)域大多為未被開發(fā)的礦山，在其中可能會(huì)存在一些不穩(wěn)定的因素，例如地質(zhì)塌陷、地表巖石等，會(huì)給勘查工作帶來一定的難度。為此需要借助一些測量技術(shù)，利用科技的手段降低工作人員的工作強(qiáng)度。其中所采取的測量技術(shù)主要包含GPS技術(shù)，主要起到的是全球定位的功能，GPS的定位原理如圖1所示。

圖1 GPS工作原理圖

從圖中可以看出，GPS的工作主要依靠的是全球GPS衛(wèi)星系統(tǒng)，利用傳輸網(wǎng)絡(luò)獲得定位信息，將定位信息傳送到測量計(jì)算機(jī)終端[3]。在礦山地質(zhì)工程技術(shù)實(shí)施的過程中，可以先利用傳統(tǒng)的測量手段進(jìn)行粗略的勘查，目的是快速的定位礦體的大概位置，之后借助全球GPS衛(wèi)星，對礦體進(jìn)行精確定位，并在計(jì)算機(jī)中斷以數(shù)據(jù)的方式進(jìn)行存儲和記錄，參照具體的數(shù)據(jù)繪制路線圖。

繪制路線要注意周圍地形，盡量選取安全寬闊的路線，還需要考慮天氣、氣候、風(fēng)向等因素，避免在實(shí)地工作過程中引發(fā)自然災(zāi)害。總之，利用GPS技術(shù)進(jìn)行礦山地質(zhì)工程地形位置的測量，一切以安全為基準(zhǔn)，確保工程可以安全、高效的實(shí)施。

2 遠(yuǎn)程測量中的應(yīng)用

在地質(zhì)測量過程中會(huì)存在因礦山地質(zhì)復(fù)雜，難以實(shí)地測量的情況存在，在這種情況下，GPS測量技術(shù)就可以發(fā)揮主要作用了[4]。傳統(tǒng)的遠(yuǎn)距離測量方式是通過編碼程序?qū)κ植竞腿緝x進(jìn)行編碼，利用軟件將實(shí)際地形進(jìn)行等比例縮放完成地形圖的繪制。這種方式要求能夠精確了解周圍的地貌，對測量要求較高，不適合地形復(fù)雜的礦山，且這種測量方式至少需要多人同時(shí)進(jìn)行操作方可完成，當(dāng)其中的某一個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)生故障時(shí)，就需要重新進(jìn)行一次測量工作。運(yùn)用GPS只需要一次大范圍的定位就可以完成繁重的測量工作，極大的減少了傳統(tǒng)測量方法需要搬遷測量儀器的次數(shù)，進(jìn)而提高了礦山地質(zhì)工程測量的效率。

3 測量結(jié)果立體化

根據(jù)GPS的定位工作原理：先獲取到衛(wèi)星的高度截止角，將獲取到的信息經(jīng)過處理后，最終得到的測點(diǎn)三維坐標(biāo)提取出來，所以通過GPS得到的地中工程測量數(shù)據(jù)的結(jié)果都是三維數(shù)據(jù)，即A(x,y,z)的形式，由此輸入到計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)繪圖系統(tǒng)當(dāng)中，最終的到的地形圖均以空間立體化的形式輸出，為之后的實(shí)地開采工作提供更加直觀的參考[5]。不僅如此，輸出的地形圖還可以下載到手機(jī)用戶端進(jìn)行實(shí)時(shí)交互操作，更加具有實(shí)用性。

4 結(jié)語

總而言之，礦山地質(zhì)工程測量技術(shù)水平直接關(guān)系到該礦產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展，不僅引領(lǐng)了當(dāng)代測量技術(shù)的發(fā)展趨勢，同時(shí)也為實(shí)際工作帶來了一系列的科技創(chuàng)新成果。

在信息技術(shù)為主導(dǎo)的時(shí)代背景下，礦山開采工作也需要借助高科技的科學(xué)體系之上，以GPS定位技術(shù)為中心設(shè)定測量系統(tǒng)，成為推動(dòng)推動(dòng)礦山測量技術(shù)發(fā)展的新方式。

通過GPS技術(shù)在測量步驟中的具體應(yīng)用，大大提升了礦山地質(zhì)工程測量的精度和效率，希望未來可以將這類技術(shù)應(yīng)用到更加廣闊的平臺，從而帶動(dòng)了礦山地質(zhì)測量的信息化發(fā)展。