礦山測量在金屬礦山安全生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

高永峰

（西藏華泰龍礦業(yè)開發(fā)有限公司，西藏 拉薩 850212）

1 礦山測量在安全生產(chǎn)中的基本作用

1.1 明確掘進方向

在金屬礦山開采中，通過礦山的測量能有效明確礦山掘進的方向，為后期工作正常進行奠定基礎(chǔ)。此外，通過礦山測量可以提高礦山開采工作的安全高效性，能夠及時將礦山內(nèi)的有毒有害易燃易爆氣體排出去。

1.2 降低安全事故發(fā)生概率

礦山測量技術(shù)在金屬礦山開采中的應(yīng)用，可以通過直接、可靠的數(shù)據(jù)來為生產(chǎn)的安全奠定堅實基礎(chǔ)。而且對于金屬礦山的測量包含了采礦區(qū)和礦井周圍，對于所有通道及其交叉口、開采區(qū)域等進行全面實時測量，這種全方位的測量方式能實現(xiàn)對地下礦山數(shù)據(jù)的全面準(zhǔn)確有效的采集和應(yīng)用，并通過金屬礦山測量動態(tài)數(shù)據(jù)共享及時全面地直接獲得礦區(qū)危險系數(shù)數(shù)據(jù)，及時分析井下開采可能會遇到的安全問題，因為這些安全問題都可以通過特定的軟件顯示出來，所以能更清楚地探究危險因素并針對性的解決。作為金屬礦山開發(fā)前不可缺少的工作之一，必須使用先進有效的測量技術(shù)進行測量，確定潛在危險區(qū)的警戒線，這些數(shù)據(jù)資料可以為制定預(yù)防安全事故發(fā)生相關(guān)方案提供準(zhǔn)確可靠的依據(jù)，能降低安全事故發(fā)生的概率。鑒于金屬礦山開采環(huán)境更為復(fù)雜，在進行測量時要求測量得到的數(shù)據(jù)必須包含礦井和中途站之間準(zhǔn)確的相對位置，能夠有效避免突然發(fā)生金屬礦山開采中斷、沉重巖石與附近其他巷道安全事故等問題。對于金屬礦山的采礦測量目的，其實質(zhì)與采礦安全管理的目標(biāo)一致，都需要通過井下和井上的精確測量來為后期礦山的科學(xué)規(guī)劃與開礦設(shè)計提供準(zhǔn)確依據(jù)，對于危險區(qū)域資料信息的收集來避免因采礦活動帶來的表面退化、地表結(jié)構(gòu)或水體、鐵路以及其他設(shè)施的破壞問題。

1.3 保障巷道施工順利進行

在礦山巷道最開始施工前應(yīng)做好施工測量工作并做好詳細(xì)準(zhǔn)確的記錄，才能為相關(guān)人員提供可靠、科學(xué)合理的參考依據(jù)。礦山勘探測量的主要目的是為減少巷道施工的危險，為工作人員提供有利的作業(yè)環(huán)境，使施工能更好更快地完成，能保證有害氣體被及時排出，保證金屬礦山通風(fēng)順利，避免出現(xiàn)有害氣體泄露、易燃?xì)怏w爆炸等事故。此外，保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，可以為巷道的科學(xué)施工提供指導(dǎo)，避免出現(xiàn)巷道漂移的問題，減少金屬礦山的人力資金支出。此外，在巷道施工測量后，可為巷道開口位置的準(zhǔn)確確定、對腰線科學(xué)合理的定位確定、對中線合理科學(xué)的定位提供保障。

1.4 科學(xué)預(yù)留支持支撐保護礦石支柱

因為礦山開采必定會對礦山的穩(wěn)定性產(chǎn)生一定影響，比如改變巖體受力狀態(tài)，使礦山整體結(jié)構(gòu)的承載能力下降。此外，礦山開采活動還會引起采礦區(qū)工作面下沉、采礦區(qū)巷道下沉等問題，直接影響了地面建筑的穩(wěn)定性，比如出現(xiàn)地面建筑開裂、破損等。因此，在進行地表巖層測量時必須按照要求科學(xué)設(shè)置觀測點，注意檢查巖層和地表的變化，另外需要時刻關(guān)注地表巖層位移的情況。在實際測量中，對于相鄰的開采區(qū)必須合理確定邊界礦柱，并做好全面認(rèn)真的檢查，最后繪制標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)確的圖紙中，對相鄰兩個巷道的位置進行礦柱的準(zhǔn)確預(yù)留，可避免出現(xiàn)礦柱穿過兩個相鄰巷道的事故。在圈定保護范圍后應(yīng)提供準(zhǔn)確且標(biāo)準(zhǔn)合理的測量數(shù)據(jù)，才能為后期礦區(qū)的安全開采提供保障，另外也提高了地面建筑物的安全穩(wěn)定性。

1.5 有效避免透水事故的發(fā)生

在礦山開采安全管理中，防水工作非常重要，尤其對于地下金屬礦開采而言，開采環(huán)境非常復(fù)雜，在實際開采中很容易出現(xiàn)穿透溶洞、含水層的問題，會對后期礦山的安全開采產(chǎn)生十分嚴(yán)重的影響。因此，對于前期工程測量而言，必須要通過先進的現(xiàn)代化的測量技術(shù)提前了解到地下的實際地質(zhì)情況，將信息及時傳送給開采人員，方便開采人員全面及時地掌握基礎(chǔ)信息，為制定精細(xì)的平面圖、采取科學(xué)合理的防水措施提供依據(jù)。同時，要求測量人員和地質(zhì)工作人員保持有效聯(lián)系，及時掌握地下地質(zhì)情況和礦山開采情況，從而順利完成礦山開采工作。

1.6 有效防止透巷事故的發(fā)生

在礦山開采中，隨著深度的不斷加大，采礦區(qū)、巷道和礦井空區(qū)工作面會逐漸貫通，從而增大了安全隱患。在采用現(xiàn)代化測量技術(shù)以后，可準(zhǔn)確獲取能反應(yīng)井下空間位置的信息，清楚反應(yīng)礦山開采實際情況，可以有效減少瓦斯爆炸等事故的出現(xiàn)，避免出現(xiàn)透水事故。此外，能避免采空區(qū)和開采區(qū)被快速貫通，能為井下提升系統(tǒng)的設(shè)置、通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置等提供全面準(zhǔn)確的參考數(shù)據(jù)，一旦出現(xiàn)任何安全問題可采取一系列及時有效的措施和及時組織救援工作。

1.7 有效預(yù)防礦山冒頂事故的發(fā)生

金屬礦山開采中，現(xiàn)代化礦山工程測量技術(shù)的應(yīng)用可準(zhǔn)確檢測礦山頂板下沉量、下沉的速度等，且都是實時性的檢測工作。在檢測后若出現(xiàn)明顯的頂板下沉問題就必須及時采取有效合理的防范措施。在實際礦山開采中，如果安全管理措施采取不及時，沒有及時檢測到工程質(zhì)量方面的問題，就會出現(xiàn)礦山冒頂?shù)氖鹿?。所以定期測量才能準(zhǔn)確判斷冒頂事故的發(fā)生概率，實現(xiàn)對礦山開采更加安全、高效的管理。

2 現(xiàn)代化礦山測量技術(shù)在金屬礦安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1 RTK技術(shù)的應(yīng)用

RTK測量技術(shù)在金屬礦山安全生產(chǎn)中的應(yīng)用，具有可全面分析地質(zhì)地形對開采影響，包括對獨特線形、點型和巖石等成分特征分析，甚至可以對地層產(chǎn)生年后順序等時代特征、地層之間和構(gòu)造之間、地層與構(gòu)造之間空間關(guān)系的研究分析。利用該技術(shù)時要重點關(guān)注礦山測量轉(zhuǎn)型問題并需要不斷的完善，采用RTK技術(shù)為基礎(chǔ)實現(xiàn)對礦山地質(zhì)測量體系的完善，對于獲取全面準(zhǔn)確的開采信息，保證開采作業(yè)時的安全可靠具有十分重要的作用。

2.2 全站儀的應(yīng)用

全站儀是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的測量工具，將其應(yīng)用到金屬礦山生產(chǎn)中，可利用其操作方便、適應(yīng)性強、測量結(jié)果準(zhǔn)確的優(yōu)勢，可自動化控制測角、測距和水平距離，另外還可進行實時顯示、存儲和傳輸數(shù)據(jù)信息的功能。不但可以提高礦山測量的工作效率，而且也保證了結(jié)果的準(zhǔn)確有效性。綜合了經(jīng)緯儀與測距離的優(yōu)勢，能將測量結(jié)果以數(shù)字化形式通過計算機傳遞給工作人員，有利于工作人員及時了解開采現(xiàn)場情況并做出合理布局或采取相應(yīng)的預(yù)防措施。隨著礦山測量朝著智能化、數(shù)字化的方向發(fā)展，該技術(shù)還能被用來進行地表檢測、礦區(qū)工程實施和生產(chǎn)建設(shè)等工作，大大提高了工作效率，為生產(chǎn)作業(yè)的順利開展奠定良好的基礎(chǔ)。

2.3 3S技術(shù)的應(yīng)用

3S技術(shù)包括全球定位系統(tǒng)（GPS）、遙感技術(shù)（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）。其中GPS是結(jié)合了現(xiàn)代通訊技術(shù)的特征，將該技術(shù)應(yīng)用到金屬礦測量中可幫助測量工作人員根據(jù)工程設(shè)計需要布置測控點，避免環(huán)節(jié)太多而浪費成本，省去部分人孔控制審核和過渡點處反復(fù)測量的作業(yè)，節(jié)省了時間，同時還能在一定程度上提升礦山測量的精確度，降低后期金屬礦開采的難度，方便后期礦山開采管理，為后期工作提供安全生產(chǎn)環(huán)境。其次，利用遙感技術(shù)實現(xiàn)動態(tài)化檢測可提高對礦山資源維護的水平，尤其在一些比較偏僻的地區(qū)，能降低維護難度，因為遙感技術(shù)不用受到時空束縛，可全天候24h動態(tài)作業(yè)。此外，利用信息科學(xué)理論和系統(tǒng)工程理論實現(xiàn)對地理信息數(shù)據(jù)的綜合分析與管理，并能提供最終的決策結(jié)果。將這三種技術(shù)結(jié)合起來應(yīng)用到礦山工程測量中，可充分發(fā)揮三者的優(yōu)勢，實現(xiàn)資源共享，不僅推動了測繪測量領(lǐng)域智能化、自動化的發(fā)展，而且也使數(shù)據(jù)采集和分析處理更加高效精確。

2.4 三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用

三維激光掃描技術(shù)能復(fù)制實時景況，能將高密度點云數(shù)據(jù)進行體積運算，可在不接觸被測量物體的基礎(chǔ)上實現(xiàn)遠(yuǎn)距離的測量，測量數(shù)據(jù)點密集、精確度較高，且成本也低，便于管理，能有效解決礦山復(fù)雜地區(qū)測量困難的問題，尤其適合用在露天礦山測量中，能通過大量可視化的數(shù)據(jù)直觀顯示被檢測物體圖像，而不用人員實地去考察就能清楚全面地了解礦山開采現(xiàn)狀，采集到的數(shù)據(jù)可實現(xiàn)對礦區(qū)實際情況的全面反映。在露天銅金屬礦山測量中，該技術(shù)具有高效和安全的優(yōu)勢，能實現(xiàn)對整個礦區(qū)情況的監(jiān)控，保證測量得到的數(shù)據(jù)的可靠性。

2.5 懸掛羅盤的應(yīng)用

懸掛羅盤的測量方式在金屬礦測量的應(yīng)用中，可利用其測量方便、不受空間限制、攜帶方便且不會出現(xiàn)連續(xù)性測量誤差等優(yōu)勢，將其作為露天礦山測量輔助工具，對于坡度較大的天井、低矮的巷道和工程臨時性放樣時，都能借助該方式進行現(xiàn)場測量。在實際測量應(yīng)用中要注意加強對周圍環(huán)境的監(jiān)測管理，這是為避免周圍有含鐵物質(zhì)對懸掛羅盤產(chǎn)生干擾和影響。然后利用導(dǎo)線控制點測量最初的磁方位角，并將收集到的數(shù)據(jù)信息快速通過計算機轉(zhuǎn)化為平面坐標(biāo)數(shù)據(jù)，解決了傳統(tǒng)模式測量下的數(shù)據(jù)誤差較大的問題，使測量精度得到大大提升。

3 未來礦山測量技術(shù)發(fā)展趨勢

隨著社會的進步以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在未來會越來越重視礦業(yè)部門的發(fā)展，構(gòu)建金屬礦山開采和礦山測量之間的關(guān)系，一方面會提高對測量工作的重視程度，加快培養(yǎng)更加專業(yè)優(yōu)秀的測量團隊，對測量技術(shù)提出更高要求。另一方面隨著礦山測量朝著數(shù)字化的方向發(fā)展，也為進一步為金屬礦山測量的準(zhǔn)確、全面有效奠定基礎(chǔ)，從而為礦山科學(xué)、安全高效地開采提供保障。將礦山安全生產(chǎn)管理與礦山測量結(jié)合起來，加強對測量儀器的研究和大力開發(fā)，不僅可增加儀器設(shè)備的使用功能，還能增強便攜式的測量工具，最大程度發(fā)揮測量工具的作用，使測量儀器設(shè)備的使用步驟得到簡化，這樣測量人員也能更快地掌握測量工具，減少測量誤差，提高測量儀器的使用率和測量工作的效率。從礦山角度來看，第一，對礦山測量技術(shù)的深入研究，將在保持該學(xué)科特色和豐富內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，礦山測量被納入到測繪科學(xué)中，不斷尋求突破開辟新的研究領(lǐng)域，目前已經(jīng)有測量學(xué)科的研究人員探索建立了礦山生態(tài)學(xué)新學(xué)科。完善的測量技術(shù)規(guī)程和生產(chǎn)規(guī)范更加有利于礦山測量技術(shù)人才的培養(yǎng)，在未來更加注重對多學(xué)科交叉的復(fù)合型和專業(yè)型人才的培養(yǎng)，強化技術(shù)人員適應(yīng)測繪高新技術(shù)發(fā)展的需要，提升開發(fā)和應(yīng)用應(yīng)變的能力。第二，隨著數(shù)字?jǐn)z影測量和遙感技術(shù)方面的發(fā)展，遙感數(shù)字?jǐn)z影這些高新技術(shù)被應(yīng)用到了礦山測量中，將現(xiàn)代礦山工程測量和高新技術(shù)結(jié)合，可形成更為先進的測量技術(shù)，有利于完善測量技術(shù)體系。

4 結(jié)語

綜上所述，金屬礦山開采過程中，為保證礦山開采的安全，必須提前使用先進的測量技術(shù)進行工程測量，獲得準(zhǔn)確可靠的地質(zhì)信息才能為礦山開采安全生產(chǎn)方案制定提供依據(jù)。有效的礦山測量不僅可以獲得全面準(zhǔn)確的地質(zhì)巖層相關(guān)信息，而且因為實時動態(tài)的檢測可及時發(fā)現(xiàn)安全隱患并采取針對性的措施解決。隨著對金屬礦山資源安全生產(chǎn)問題的重視，對礦山的測量也提出了更高的要求。在未來，在礦山開采安全管理方面，應(yīng)進一步加強和礦山開采測量的聯(lián)系，通過測量體系的不斷持續(xù)化的改進以及各種現(xiàn)代化先進的科學(xué)的測量技術(shù)的應(yīng)用，為金屬礦山的安全生產(chǎn)奠定可靠基礎(chǔ)。