測(cè)繪新技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用分析

曹立峰

（內(nèi)蒙古平西白音花煤業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 錫林郭勒 026200）

礦產(chǎn)資源的開(kāi)采是影響國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要工程，其中涉及到多種學(xué)科，礦山測(cè)量是利用測(cè)繪技術(shù)采集能源富集區(qū)域的地下、地表及周?chē)嚓P(guān)數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析來(lái)指導(dǎo)礦山的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)及后期運(yùn)行，礦產(chǎn)資源開(kāi)采與發(fā)展都離不開(kāi)測(cè)繪技術(shù)的詳細(xì)勘探，只有精確、安全的數(shù)據(jù)支持才能夠提升能源開(kāi)采效率，促進(jìn)礦企可持續(xù)發(fā)展。隨著科技水平的快速發(fā)展，測(cè)繪新技術(shù)的不斷革新與應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)測(cè)繪中存在的弊端，提升了精準(zhǔn)性，使數(shù)據(jù)的收集和處理都得到明顯的提升，在設(shè)備和技術(shù)上提高了安全性，實(shí)現(xiàn)了科學(xué)化的礦山測(cè)量，有效促進(jìn)礦企經(jīng)濟(jì)效益的提升。

1 礦山測(cè)量

在礦山生產(chǎn)作業(yè)中，礦山測(cè)量工作包括露天和井工測(cè)量，井工測(cè)量?jī)?nèi)容是建立井口高程基點(diǎn)、進(jìn)井點(diǎn)、井下測(cè)量、日常測(cè)量等。建立高程基點(diǎn)和近井點(diǎn)的在礦山井口附近作業(yè)，對(duì)井口附近的高程和平面進(jìn)行控制，在礦山井口附近的區(qū)域進(jìn)行施工時(shí)應(yīng)以此測(cè)量數(shù)據(jù)為依據(jù)，同時(shí)也為引測(cè)高程系統(tǒng)和地面坐標(biāo)提供了基礎(chǔ)。在礦山的地面測(cè)量中設(shè)立精準(zhǔn)的高程基點(diǎn)和近井點(diǎn)，應(yīng)將相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)入地面主控制網(wǎng)中，使測(cè)量的精度要求與主控制網(wǎng)保持一致[1]。在建設(shè)井口高程基點(diǎn)和近井點(diǎn)之后，聯(lián)系測(cè)量工作能夠?qū)⒏叱滔到y(tǒng)和地面坐標(biāo)導(dǎo)入到井下，隨著礦山施工進(jìn)程使井下的控制點(diǎn)隨著采區(qū)、井下巷道延伸開(kāi)，使井下各個(gè)部位得到測(cè)量，從而符合生產(chǎn)的要求。在礦山生產(chǎn)和測(cè)量工作中，經(jīng)常進(jìn)行的是日常測(cè)量，即對(duì)采區(qū)測(cè)量以及巷道中、腰線的測(cè)量，這項(xiàng)工作需要大量的進(jìn)行。貫通測(cè)量是一項(xiàng)特殊工作，應(yīng)根據(jù)礦山實(shí)際情況利用已測(cè)量成果建立控制測(cè)量系統(tǒng)，通過(guò)詳細(xì)的工作準(zhǔn)備和精度估算來(lái)進(jìn)行貫通測(cè)量。

2 應(yīng)用測(cè)繪新技術(shù)的重要作用

在礦山開(kāi)采的工作中，測(cè)量是一項(xiàng)重要的工作部分，對(duì)礦產(chǎn)資源開(kāi)采的質(zhì)量與效率具有直接的影響作用。任何測(cè)量工作中的失誤都會(huì)導(dǎo)致礦山開(kāi)采發(fā)生事故，因此應(yīng)用測(cè)繪新技術(shù)能夠有效的保證測(cè)量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)和安全，降級(jí)測(cè)量數(shù)據(jù)錯(cuò)誤率，為礦山測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性提供保障，也為礦山安全作業(yè)提供了技術(shù)支持。在傳統(tǒng)的礦山測(cè)量中，由于技術(shù)與設(shè)備的局限性，在測(cè)量工作中容易出現(xiàn)誤差，而測(cè)繪新技術(shù)的應(yīng)用使礦山測(cè)量更加信息化、現(xiàn)代化。另外測(cè)量數(shù)據(jù)也更加全面、準(zhǔn)確，信息的傳遞更加及時(shí)、迅捷，能夠使數(shù)據(jù)得到實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的管理，實(shí)現(xiàn)測(cè)量信息的全過(guò)程掌握，使井下作業(yè)更加安全高效，促進(jìn)了礦企經(jīng)濟(jì)效益與安全發(fā)展的共同進(jìn)步。

3 測(cè)繪新技術(shù)的種類(lèi)

3.1 全站儀測(cè)繪技術(shù)

全站儀測(cè)繪技術(shù)是一種常見(jiàn)的電子經(jīng)緯測(cè)量?jī)x器，能夠集成光、機(jī)、電，精確的測(cè)量水平角、垂直角，以及測(cè)量距離和高差，并使用光電掃描盤(pán)來(lái)自動(dòng)的記錄顯示出所測(cè)量的數(shù)據(jù)。全站儀的用途比較廣泛，能夠獨(dú)立的進(jìn)行測(cè)量工作，在礦山測(cè)量工作中發(fā)揮著重要的作用，同時(shí)也在其他精密工程的測(cè)量中廣泛應(yīng)用，例如地下隧道、大型建筑的建設(shè)中。

3.2 GPS測(cè)繪技術(shù)

GPS全稱(chēng)為Global Positioning System，即全球定位系統(tǒng)，所利用的是衛(wèi)星定位技術(shù)在全球范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)的定位、導(dǎo)航工作。GPS測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用于礦山測(cè)量中，能夠?qū)ΦV區(qū)內(nèi)的地理地貌進(jìn)行詳細(xì)的勘測(cè)，并且監(jiān)督控制井下巷道，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，掌握周邊環(huán)境的情況，能夠?yàn)榈V區(qū)的開(kāi)采提供有利的勘測(cè)數(shù)據(jù)，從而確定合理的開(kāi)采方法。

3.3 GIS測(cè)繪技術(shù)

GIS測(cè)繪即地理信息系統(tǒng)，是以圖形形式來(lái)表達(dá)礦區(qū)的地理信息，這項(xiàng)技術(shù)能夠及時(shí)的對(duì)地理信息進(jìn)行采集和分析，并及時(shí)的更新所形成的地理圖像[2]。這項(xiàng)技術(shù)不僅能夠?qū)Φ乩硇畔⑦M(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，還可以繪制礦區(qū)周邊的地理地貌，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的采集、匯總和分析，及時(shí)對(duì)繪制圖形進(jìn)行調(diào)整。

3.4 RTK技術(shù)

RTK技術(shù)能夠?qū)y(cè)量點(diǎn)指定坐標(biāo)系的三維結(jié)果實(shí)時(shí)定位出來(lái)，是一種動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)定位技術(shù)。RTK技術(shù)的基礎(chǔ)是載波相位觀測(cè)值，因此具備高度的精準(zhǔn)度，所測(cè)量測(cè)站的坐標(biāo)信息和觀測(cè)值能夠以數(shù)據(jù)鏈形式在基準(zhǔn)站和流動(dòng)站之間傳輸，流動(dòng)站在接收到數(shù)據(jù)時(shí)同時(shí)對(duì)GPS所觀測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。

4 測(cè)繪新技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用分析

4.1 全站儀測(cè)繪技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

在礦山測(cè)量工作中，全站儀是一項(xiàng)應(yīng)用廣泛的儀器，全站儀測(cè)繪技術(shù)即使用全站儀進(jìn)行的測(cè)繪工作，主要部分有電子測(cè)角、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、傳遞、交換等，能夠?qū)⑷S坐標(biāo)體系進(jìn)行測(cè)量，包括了機(jī)械、光學(xué)等電子元件，具有較高的精密度，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量。全站儀的操作比較方便，測(cè)繪人員輸入指令后就能夠通過(guò)儀器全面分析目標(biāo)區(qū)域，并且對(duì)獲取的數(shù)據(jù)做出簡(jiǎn)單的分類(lèi)處理。全站儀的內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)置了常用測(cè)量參數(shù)，使用人員能夠及時(shí)的獲取環(huán)境數(shù)據(jù)，刪除無(wú)效數(shù)據(jù)。全站儀將電子技術(shù)和光學(xué)技術(shù)相結(jié)合，能夠自動(dòng)化的處理獲取到的信息，并在接收數(shù)據(jù)之后在計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行傳遞，使技術(shù)人員實(shí)時(shí)掌握測(cè)量數(shù)據(jù)，具備測(cè)量數(shù)據(jù)的全面性和準(zhǔn)確性[3]。全站儀在實(shí)際的操作中，由于會(huì)受到地理環(huán)境的影響，在使用中應(yīng)注意以下方面：首先，利用全站儀進(jìn)行測(cè)距工作時(shí)，應(yīng)校正測(cè)距的常數(shù)，保證測(cè)距常數(shù)和反光鏡相匹配，對(duì)儀器進(jìn)行全面的檢查，保證電源穩(wěn)定、儀器外觀沒(méi)有損毀，全站儀的固定應(yīng)牢固；另外在使用中，應(yīng)提前清理系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)，對(duì)環(huán)境系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，從而避免出現(xiàn)誤差，并在使用過(guò)程中保護(hù)鏡頭；第三，在導(dǎo)線測(cè)量中，應(yīng)保證所使用的設(shè)備具備自動(dòng)存儲(chǔ)功能，如果自動(dòng)存儲(chǔ)功能較好，應(yīng)科學(xué)的掌握測(cè)量順序，如果自動(dòng)存儲(chǔ)功能具有缺陷，應(yīng)避免使用；最后在全站儀的使用中應(yīng)注意陽(yáng)光的方向，因?yàn)槿緝x具有光學(xué)電子元件，陽(yáng)光會(huì)對(duì)光學(xué)電子元件進(jìn)行損壞。全站儀在礦山測(cè)量中應(yīng)用較多，但自動(dòng)化程度并不是很高，需要使用人員具備較好的操作水平。

4.2 GPS定位系統(tǒng)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

GPS測(cè)繪技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用能夠創(chuàng)建全面的控制網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)相位差定位，對(duì)礦區(qū)的地理地貌進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，應(yīng)用的范圍較廣，精度較高，實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化控制，可工作的時(shí)間較長(zhǎng)，因此在礦山測(cè)量中應(yīng)用比較廣泛。GPS測(cè)繪技術(shù)主要用于構(gòu)建礦山內(nèi)部的模型，實(shí)時(shí)監(jiān)控礦山周邊的環(huán)境，對(duì)礦區(qū)的每個(gè)方面都能夠進(jìn)行必要的檢測(cè)，同時(shí)也能夠?qū)ΦV區(qū)的沉降情況、巷道彎曲情況及周邊環(huán)境的安全情況進(jìn)行檢測(cè)，在綜合監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)后并進(jìn)行深入的分析，提升礦產(chǎn)資源開(kāi)采效率[4]。與傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)相比，GPS測(cè)繪技術(shù)具有多種優(yōu)勢(shì)：首先，在GPS定位系統(tǒng)的應(yīng)用中能夠建立精準(zhǔn)的三維坐標(biāo)體系，提升了檢測(cè)的準(zhǔn)確性；其次，GPS定位系統(tǒng)可檢測(cè)礦區(qū)周?chē)迩追秶?，擴(kuò)大了檢測(cè)的范圍，在使用中不會(huì)受地域、環(huán)境的因素限制，能夠?qū)ΦV區(qū)周邊環(huán)境進(jìn)行廣泛的檢測(cè)，獲取數(shù)據(jù)更加全面、準(zhǔn)確；第三，GPS測(cè)繪技術(shù)自動(dòng)化程度較高，其數(shù)據(jù)的獲取時(shí)間減少，檢測(cè)效率也就更高效；第四，GPS定位系統(tǒng)通過(guò)電波測(cè)距儀進(jìn)行測(cè)量，具有較高的精準(zhǔn)度；第五，GPS定位系統(tǒng)的操作較為簡(jiǎn)單，在測(cè)量中可提前設(shè)定程序，減少不必要的環(huán)節(jié)，使測(cè)量工作更加方便。

4.3 GIS技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

在礦山的開(kāi)采工作中，安全生產(chǎn)是一項(xiàng)重要的工作，是保證礦產(chǎn)順利開(kāi)采的基礎(chǔ)，而在開(kāi)采工作中如果出現(xiàn)地下水、地下壓力變化等情況，會(huì)導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，不僅給礦企帶來(lái)重大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至帶來(lái)人員的傷亡，造成不可挽回的損失。GIS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用能夠利用地圖來(lái)搜集開(kāi)采區(qū)域的地理信息，獲取實(shí)時(shí)的地理數(shù)據(jù)，及時(shí)的對(duì)地圖或圖形進(jìn)行更新修改，根據(jù)發(fā)生的問(wèn)題及時(shí)的進(jìn)行有效處理，幫助礦山技術(shù)人員更加全面、立體的了解礦區(qū)的地理情況，徹底排除礦山中存在的安全隱患，從而為礦山的安全生產(chǎn)提供保障。GIS技術(shù)在應(yīng)用中還能夠根據(jù)礦山開(kāi)采情況來(lái)科學(xué)分析地貌變化，以動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)分析進(jìn)行監(jiān)管調(diào)控，有效保證礦山開(kāi)采的安全性。在礦山測(cè)量中，GIS技術(shù)可與其他先進(jìn)測(cè)繪技術(shù)相結(jié)合，更好的應(yīng)用于礦山測(cè)量工作，充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

4.4 RS遙感技術(shù)

RS遙感技術(shù)是通過(guò)高空探測(cè)器或衛(wèi)星來(lái)接收地表發(fā)出的電磁波信號(hào)，并且對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析及處理形成相應(yīng)的圖像，從而識(shí)別并探測(cè)目標(biāo)對(duì)象。RS遙感技術(shù)早期用于軍事航空中，而隨著科技及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，其他行業(yè)領(lǐng)域中也開(kāi)始應(yīng)用RS遙感技術(shù)，例如地質(zhì)勘探、環(huán)境監(jiān)控等。遙感技術(shù)借助衛(wèi)星工作，能夠檢測(cè)目標(biāo)區(qū)域的環(huán)境，詳細(xì)的整理并分析電磁波、光譜信息等數(shù)據(jù)，在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)及時(shí)的采取處理措施，有利于安全預(yù)警工作。在礦山測(cè)量工作中，RS遙感技術(shù)能夠全面檢測(cè)礦區(qū)周邊環(huán)境情況，全面的掌握礦山開(kāi)采中所帶來(lái)的環(huán)境影響，展現(xiàn)礦區(qū)周?chē)闹脖?、地表等生態(tài)環(huán)境情況，并以圖像形式表示出來(lái)，從而做出環(huán)境預(yù)警與生態(tài)保護(hù)，合理的利用周?chē)恋?，避免?duì)周邊環(huán)境造成污染[5]。RS遙感技術(shù)在應(yīng)用中能夠測(cè)定礦山周?chē)沫h(huán)境水平，避免開(kāi)采中的安全隱患，不僅為礦山開(kāi)采的順利進(jìn)行提供保障，也提升了土地的利用效率。在實(shí)際的礦山測(cè)繪工作中，RS遙感技術(shù)可以和GPS定位系統(tǒng)、攝影技術(shù)相結(jié)合，從而提升礦山測(cè)繪的精準(zhǔn)度和全面性。

4.5 其他技術(shù)應(yīng)用

礦山測(cè)繪新技術(shù)還包括攝影測(cè)繪技術(shù)、三維激光掃描技術(shù)等，攝影測(cè)繪技術(shù)是通過(guò)光學(xué)原理取景，并對(duì)取得的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，在礦山測(cè)量中能夠有效的保證開(kāi)采安全性，尤其對(duì)于礦山內(nèi)部巷道的測(cè)量具備優(yōu)勢(shì)，能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并加以解決，有效提升了礦山生產(chǎn)的安全與穩(wěn)定。三維激光掃描技術(shù)具有較高的工作效率，先進(jìn)的掃描技術(shù)能夠準(zhǔn)確的將礦山剖面測(cè)量出來(lái)，并呈現(xiàn)出細(xì)節(jié)問(wèn)題，同時(shí)可以測(cè)量脈絡(luò)走向，分析礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量。三維激光掃描技術(shù)的裝置比較靈活，應(yīng)用方便，適應(yīng)性比較強(qiáng)，具有較高的工作效率與準(zhǔn)確性。

5 結(jié)語(yǔ)

礦山測(cè)量技術(shù)一般以空間技術(shù)、光學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)，包含學(xué)科眾多，新型測(cè)繪技術(shù)的出現(xiàn)為礦山測(cè)量技術(shù)的發(fā)展注入了新的活力，計(jì)算機(jī)技術(shù)及信息技術(shù)的結(jié)合使礦山測(cè)量技術(shù)更加科技化。而在具體的技術(shù)應(yīng)用中，全站儀、GPS定位系統(tǒng)、GIS技術(shù)、RS遙感技術(shù)及攝影測(cè)繪技術(shù)的結(jié)合使用，使礦山測(cè)量工作更加準(zhǔn)確與安全，提升了工作質(zhì)量與工作效率，為礦山的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、開(kāi)采及后續(xù)運(yùn)行發(fā)展提供了先進(jìn)的技術(shù)支持。因此，礦企應(yīng)重視新型測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，加大對(duì)設(shè)備的投資與管理，有效促進(jìn)測(cè)量工作的智能化、自動(dòng)化發(fā)展，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。