測(cè)繪技術(shù)在煤礦測(cè)量中的應(yīng)用及發(fā)展

◎任守敏

前言：煤礦測(cè)量技術(shù)存煤礦生產(chǎn)過程中發(fā)揮著鶯要的作用。煤礦測(cè)量的現(xiàn)代任務(wù)是：在煤礦勘探、設(shè)計(jì)、開發(fā)和生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的各個(gè)階段，對(duì)礦區(qū)地面和地下的空間、資源（以礦產(chǎn)和土地資源為主）和環(huán)境信息進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、處理、顯示和利用。為合理、有效、開發(fā)資源、保護(hù)環(huán)境和治理環(huán)境服務(wù)，為工礦區(qū)的特續(xù)發(fā)展報(bào)務(wù)。為了實(shí)現(xiàn)礦井的高產(chǎn)高效。煤礦測(cè)量必須充分應(yīng)用現(xiàn)代測(cè)繪儀器和技術(shù)，將先進(jìn)的現(xiàn)代技術(shù)同煤礦測(cè)量的實(shí)際工作相結(jié)合．拓寬煤礦測(cè)量的生存空間和業(yè)務(wù)范圍。促進(jìn)煤礦測(cè)量的改革和發(fā)展。適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制和煤礦體制改革的需要。本文介紹了GPS技術(shù)、GIS技術(shù)、RS技術(shù)及三維激光掃描技術(shù)在煤礦測(cè)量中的應(yīng)用。

一、GPS技術(shù)及其在煤礦測(cè)量中的應(yīng)用

（一）GPS技術(shù)簡(jiǎn)介。全球定位系統(tǒng)GPS（GlobalPositioningSystem）全天候、高精度、自動(dòng)化、高效益等顯著特點(diǎn)，成功地應(yīng)用于大地測(cè)量、工程測(cè)量、航空攝影測(cè)量、運(yùn)載工具導(dǎo)航和管制、地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)、工程變形監(jiān)測(cè)等多種學(xué)科。（二）GPS技術(shù)在煤礦測(cè)量中的應(yīng)用。1.建立礦區(qū)控制網(wǎng)。2.礦區(qū)大面積沉陷監(jiān)測(cè)。3.建筑物及井筒變形監(jiān)測(cè)。4.露天礦邊坡穩(wěn)定測(cè)。5.露天礦車輛實(shí)時(shí)調(diào)度等

二、GIS技術(shù)及其在煤礦測(cè)量中的應(yīng)用

（一）GLS技術(shù)簡(jiǎn)介。地理信息系統(tǒng)GIS（GeographicInformationSystem）是空間信息存儲(chǔ)、編輯、處理、評(píng)價(jià)、分析、顯示、模擬等的技術(shù)，并能以地圖、圖形或數(shù)據(jù)的形式表示處理的結(jié)果，具有實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)修改數(shù)據(jù)、進(jìn)行圖形編輯的功能。（二）GIS技術(shù)在煤礦測(cè)量中的應(yīng)用。1.礦山各種圖形的繪制。2.各種數(shù)據(jù)管理、查詢、分析。3.與調(diào)度系統(tǒng)結(jié)合，井下生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

三、遙感技術(shù)RS及其在煤礦測(cè)量中的應(yīng)用

（一）RS技術(shù)簡(jiǎn)介。通過航空和航天遙感監(jiān)測(cè)地表土壤光譜與植被光譜變化，獲得塌陷范圍、農(nóng)作物、植被生長(zhǎng)情況，從而研究地下開采對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，尋求合理的開采措施和方法，保護(hù)地面生態(tài)環(huán)境。（二）RS技術(shù)在煤礦測(cè)量中的應(yīng)用。1.地表沉陷范圍、沉陷程度監(jiān)測(cè)。2.煤矸石范圍、污染程度監(jiān)測(cè)。3.城市熱輻射監(jiān)測(cè)。4.地位變化監(jiān)測(cè)。5.露天礦邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)等。

四、三維激光掃描技術(shù)及其在煤礦測(cè)量中的應(yīng)用

（一）三維激光掃描技術(shù)簡(jiǎn)介。由三維激光掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、GPS定位裝置、降臺(tái)、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、軟件及附件構(gòu)成。用其采集的數(shù)據(jù)與全球標(biāo)準(zhǔn)的坐標(biāo)系融合，并可以多種不同的格式輸出，還可以通過軟件與V。C++結(jié)合轉(zhuǎn)換成原代碼。與傳統(tǒng)測(cè)量方法相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.使用簡(jiǎn)單、應(yīng)用范圍廣泛，速度快，費(fèi)用省。2.空間精確度比傳統(tǒng)的測(cè)量方法定位精度高。3.獲得實(shí)時(shí)三維信息。4.數(shù)據(jù)非常詳細(xì)，高質(zhì)量圖像并可觀察圖片的據(jù)特征。5.精確高速的數(shù)據(jù)捕獲、可有效減少數(shù)據(jù)采集分析的回轉(zhuǎn)次數(shù)。6.多層次組合，可對(duì)實(shí)景進(jìn)行完全的覆蓋和細(xì)微的揭露。7.圖像能夠?qū)崿F(xiàn)地質(zhì)結(jié)構(gòu)圖中的紋理顯示。（二）三維激光掃描技術(shù)在煤礦測(cè)量中的應(yīng)用。1.地質(zhì)剖面測(cè)量。2.露天礦邊坡穩(wěn)定性監(jiān)控。3.地表移動(dòng)變形監(jiān)測(cè)。4.井筒安裝及斷面測(cè)量。5.井架安裝及變形測(cè)量。6.巷道斷面測(cè)量。7.露天量測(cè)量及管理。

五、煤礦測(cè)量技術(shù)發(fā)展中的困難

3S技術(shù)已在除煤礦、地下工程等以外的其他領(lǐng)域得到了迅速發(fā)展，但在煤礦測(cè)量中，因大量的日常測(cè)量工作是在井下進(jìn)行的，而井下無法接收GPS衛(wèi)星信號(hào)，使其應(yīng)用極大限制。要將衛(wèi)星發(fā)射的信息用于井下測(cè)量中，需解決巖層中的通信問題?？梢圆捎玫耐ㄐ攀侄问且猿暡ㄗ鳛檩d波，將信號(hào)通過巖層傳到井下，實(shí)現(xiàn)井下的實(shí)時(shí)定位。要做到這一點(diǎn)，目前還有大量的研究工作需要做，其中最難，工作量最大的是分析超聲波在各種巖性的巖石中傳播的特性，以及準(zhǔn)確及時(shí)的巖性物探方法。巖層通信技術(shù)如能研究成功，對(duì)井下安全保障將會(huì)極大改善，亦可及時(shí)掌握礦井災(zāi)害情況，為災(zāi)害救援及時(shí)提供信息。

六、結(jié)束語(yǔ)

煤礦測(cè)量作為一門交叉性學(xué)科，其發(fā)展和進(jìn)步與采礦技術(shù)和礦業(yè)工程的發(fā)展、測(cè)饋科學(xué)技術(shù)與儀器設(shè)備的發(fā)展、其他學(xué)科如數(shù)理科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等的發(fā)展密切相關(guān)?，F(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)是建立在電子技術(shù)、空間技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等基礎(chǔ)上的綜合性技術(shù)，并具有智能化、自動(dòng)化等一系列優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)代測(cè)繪科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，必然會(huì)促進(jìn)煤礦測(cè)量的進(jìn)一步發(fā)展。以現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)、礦業(yè)工程技術(shù)和相關(guān)科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的煤礦測(cè)量，必將會(huì)形成集數(shù)據(jù)采集、處理、管理、傳輸、分析、表達(dá)、應(yīng)用、輸出為一體的智能化、自動(dòng)化的技術(shù)系統(tǒng)，為礦區(qū)資源環(huán)境信息系統(tǒng)的建立提供基礎(chǔ)性的資料，促進(jìn)煤礦可持續(xù)發(fā)展。