淺談大型露天礦山測量技術(shù)的研究與應(yīng)用

陳林

湖南瑤崗仙礦業(yè)有限責(zé)任公司，中國·湖南 郴州 424209

1 引言

在大型露天礦山的測量中，技術(shù)的利用先進(jìn)性和規(guī)范性對最終的測量結(jié)果有顯著的影響，所以在測量實(shí)踐中需要重視對技術(shù)的分析與討論。從目前掌握的資料來看，隨著時代的進(jìn)步，中國露天礦山測量工作的研究業(yè)也在持續(xù)深化，技術(shù)水平也有了顯著的提升，而且各種新技術(shù)在實(shí)踐中有著突出的應(yīng)用?，F(xiàn)階段，為了進(jìn)一步總結(jié)技術(shù)應(yīng)用問題，實(shí)現(xiàn)技術(shù)的進(jìn)一步提升，需要強(qiáng)調(diào)技術(shù)應(yīng)用的規(guī)范性和專業(yè)性。論文對技術(shù)的具體研究與應(yīng)用進(jìn)行了分析、討論，對測量工作具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 測量作業(yè)的原理分析

在大型露天礦山測量中要有效地使用測量技術(shù)，需要對測量作業(yè)的相關(guān)原理以及原則等進(jìn)行全面的認(rèn)知，這樣在測量技術(shù)選擇的時候才會更具針對性。就目前的測量作業(yè)具體分析來看，其主要實(shí)施的原理有兩個。

第一是利用圖根控制點(diǎn)坐標(biāo)的測量與求解獲得最終的測量結(jié)果。在實(shí)踐測量工作中，采場范圍會不斷的擴(kuò)大和變化，在采場范圍變化和擴(kuò)大的基礎(chǔ)上進(jìn)行圖根控制點(diǎn)的不斷補(bǔ)充和加密，基于圖根控制點(diǎn)的測量和求解，最終可以獲得具有參考價值的測量數(shù)據(jù)。就目前掌握的具體情況來看，如果是利用大比例尺進(jìn)行測圖，一般會使用到解析交會法，即利用經(jīng)緯儀進(jìn)行測角，然后在經(jīng)過計算后獲取點(diǎn)的平面坐標(biāo)。

第二是利用現(xiàn)狀展點(diǎn)和現(xiàn)狀線更新的方式進(jìn)行測量。從現(xiàn)實(shí)分析來看，測量的一項重要工作是進(jìn)行現(xiàn)狀的更新。在具體利用的系統(tǒng)中，工作開展的基本步驟是現(xiàn)狀展點(diǎn)、展點(diǎn)連線、新現(xiàn)狀線生成。從現(xiàn)狀線的具體更新來看，其包括了人的經(jīng)驗，同時還包括了計算機(jī)處理技術(shù)，所以說在計算機(jī)提供必要信息基礎(chǔ)上有人機(jī)交互完成的一項工作。簡言之，此種方式在目前的測量中應(yīng)用比較普遍，所以需要對其做全面、詳細(xì)的分析與討論。

3 大型露天礦山工程測量技術(shù)的研究和應(yīng)用

對大型露天礦山的具體測量進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)在實(shí)踐中，應(yīng)用比較廣泛的一項技術(shù)為工程測量技術(shù)。對工程測量技術(shù)的具體研究和應(yīng)用作分析，這對于實(shí)踐工作的開展有重要的意義。以下是具體技術(shù)的利用分析。

3.1 利用后方交會法進(jìn)行露采工作控制點(diǎn)的測設(shè)

從現(xiàn)階段的露天礦山測量實(shí)踐分析來看，利用三點(diǎn)后方交會法進(jìn)行工作控制點(diǎn)的測設(shè)非常普遍。就此種方法的具體實(shí)施來看，其有幾個方面的突出優(yōu)勢，如該方法具有明顯的靈活性和便捷性，而且在具體使用的時候省時省力。需要注意的是，在露采規(guī)模不斷加大的情況下，礦山開采的深度會持續(xù)性加深。此時，境界內(nèi)的首級控制點(diǎn)會遭到嚴(yán)重的破壞，而且境界外的控制點(diǎn)也會在地形、煙霧以及粉塵的影響下受到制約，從而造成通視條件全面惡化的局面，在這樣的局面下三點(diǎn)后交會法的利用會更加困難[1]。

在環(huán)境不利的條件下要繼續(xù)使用三點(diǎn)交會法，需要做好更加全面的分析。就目前的研究來看，條件不利會導(dǎo)致儀器設(shè)備僅僅能觀測到兩個首級控制點(diǎn)，在這樣的情況下要快速的完成采掘工程的測量，需要開發(fā)相應(yīng)的雙點(diǎn)交會計算器計算程序。在計算程序開發(fā)的基礎(chǔ)上利用標(biāo)尺視距形成檢驗條件，這樣雙點(diǎn)后交在礦山測量工作中使用的難題會從根本上得到解決。如此一來，露采工作實(shí)踐中的測量技術(shù)利用可靠性和有效性會更加的突出[2]。

3.2 大型露天礦山的現(xiàn)行驗收測量方法改進(jìn)

就大型露天礦山的驗收測量來講，其對測量工作也有著顯著的影響，所以在實(shí)踐中需要對驗收測量進(jìn)行分析與思考。就目前的資料研究來看，驗收測量的方法存在著一定的問題，因此需要對其進(jìn)行改進(jìn)，以下是具體的改進(jìn)探討。

首先，是需要加強(qiáng)野外工作的具體管理，從而實(shí)現(xiàn)工作質(zhì)量的具體提升。就目前的資料分析來看，要全面提升野外工作的具體工作質(zhì)量，必須要對工作人員的責(zé)任意識以及協(xié)作意識進(jìn)行培養(yǎng)，在工作實(shí)踐中需要強(qiáng)調(diào)定人、定區(qū)和定儀器的“三定”原則利用，這樣在具體的工作中，工作人員的效率會顯著的提升，因為人為因素所導(dǎo)致的誤差等也會有效提高，如此一來觀測值的精度會有顯著的提升。除此之外，在工作的過程中還需要對控制點(diǎn)位進(jìn)行科學(xué)選擇，并強(qiáng)調(diào)打點(diǎn)的具體位置，配合人員的專業(yè)操作，驗收測量的綜合實(shí)踐效果會有顯著改善。簡言之，工作質(zhì)量的影響因素是多方面的，所以在影響因素分析的基礎(chǔ)上對相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，這對于工作質(zhì)量控制實(shí)踐意義顯著。

其次，是在工作實(shí)踐中需要重視方法的改進(jìn)。從實(shí)踐來看，工作方法對工作質(zhì)量提升和效率提升影響顯著，所以處于質(zhì)量控制和效率提高考慮，需要及時分析方法存在的缺陷并對其做改變，就方法的具體改進(jìn)來看，需要將傳統(tǒng)的方法轉(zhuǎn)變?yōu)閷I(yè)的測繪軟件，這樣測繪數(shù)據(jù)可以全部進(jìn)入到數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，計算機(jī)利用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與計算，如此一來，基于露采工程現(xiàn)狀的驗收圖便可以打印了。利用這樣的方式進(jìn)行成圖打印，成圖的質(zhì)量有了顯著的提升，而且利用計算機(jī)圈量的方法進(jìn)行分析，計算的精度會有顯著的進(jìn)步。

最后，是激光三維測繪技術(shù)在礦山測量實(shí)踐中的有效應(yīng)用。從目前的分析來看，隨著技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)字測繪軟件的完善性有了顯著的提升，其應(yīng)用價值也有了顯著的提高，所以在露天礦山的具體測量中，該技術(shù)的應(yīng)用在持續(xù)深入。目前，露天礦山測量實(shí)踐中，激光三維測繪技術(shù)的具體應(yīng)用已經(jīng)具備了雛形。但現(xiàn)在還不能普及三維激光測繪技術(shù)，主要是激光三維造價昂貴，且對使用者的技術(shù)水平要求太高。一方面，從綜合分析的角度來看，航測是現(xiàn)代化的礦山測量是一個以機(jī)助全數(shù)字化的綜合測繪系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)一方面可以實(shí)現(xiàn)外作業(yè)量的有效減少。另一方面，可以有效地規(guī)避傳統(tǒng)全站儀測圖的繁瑣程序，而且利用該系統(tǒng)可以最大程度地發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的價值。總之，該系統(tǒng)的有效使用對于大型露天礦山的具體測量有顯著的意義。需要注意的是，為了使設(shè)備儀器的價值得到最大化發(fā)揮，設(shè)備資源配置需要滿足如下的要求：①航測的測繪機(jī)在具體使用的過程中需要使用高清攝像頭，而且需要內(nèi)置GPS；②航測在應(yīng)用中需要配置GPS衛(wèi)星定位測量方法（RTK）進(jìn)行校點(diǎn)，一幅圖中至少需要4個已知點(diǎn)進(jìn)行圖幅的校核及檢驗；③航測無人機(jī)測量后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)需要和專業(yè)的航測成圖軟件進(jìn)行綜合計算。從實(shí)踐分析來看，不管是使用何種方法，數(shù)字化成圖都將是未來測繪的一個大體趨勢，外業(yè)作業(yè)的時間將大大縮短，野外作業(yè)的危險性也將大大降低。

4 礦山尾礦壩位移沉降監(jiān)測方法的應(yīng)用

在露天礦山的測量實(shí)踐中，位移沉降監(jiān)測是必須要關(guān)注的內(nèi)容，因為其會引發(fā)礦山工作的安全事故，所以需要做好監(jiān)測?；诒O(jiān)測結(jié)果設(shè)置具體的措施可以對因為位移或者是沉降造成的風(fēng)險進(jìn)行有效的規(guī)避。以下是基于實(shí)踐總結(jié)的針對不同礦山尾礦壩的監(jiān)測方法應(yīng)用分析。

4.1 上游法堆壩形成的壩體監(jiān)測方法

在露天礦山的開采中，上游法堆壩利用的比較廣泛，監(jiān)測此種方法應(yīng)用下的尾礦壩位移和沉降情況，這對于尾礦壩的安全控制有顯著的意義。從概念理解來看，上游法筑壩主要指的是子壩堆筑向上游的方向發(fā)展。就此種方法的具體使用來看，因為后期的子壩所筑的位置是尾砂礦，而尾砂礦在垂直壓力的作用下會產(chǎn)生固結(jié)，尾礦在固結(jié)后，空隙體積會有非常顯著的減少，這種情況會導(dǎo)致坡體的變形?；趯?shí)踐可知，尾礦固結(jié)的過程實(shí)際上就是坡體變形的過程。針對這樣的情況，在上游進(jìn)行堆筑的壩體，對其做水平位移監(jiān)測的時候比較適合采用視準(zhǔn)線或者是小角度的方法。如果是進(jìn)行垂直方向上的位移監(jiān)測，可以使用幾何水準(zhǔn)測量法。在筑壩的穩(wěn)定性法納西中，利用帶參考點(diǎn)的聯(lián)合自由網(wǎng)平差可以確定具體壩體的穩(wěn)定性。總之，掌握科學(xué)的監(jiān)測方法對于實(shí)踐工作的實(shí)施有積極的意義。

4.2 中軸線筑壩壩體的監(jiān)測方法

在大型的露天礦山具體生產(chǎn)中，還會利用中軸線進(jìn)行筑壩，利用此種方法進(jìn)行壩體的筑造，也需要對其進(jìn)行監(jiān)測。從現(xiàn)實(shí)分析來看，世界上最先進(jìn)的筑壩方法之一便是中軸線筑壩，該種方法的主要原理是在筑壩的過程中，始終保持壩體的中軸線不變。從形象方面來看，其進(jìn)展是壩體在中軸線兩側(cè)加厚，此時的壩體會不斷的沿著中軸線身升高。就此種方法的具體使用來看，其突出的優(yōu)勢是減少了壩體粗粒沙石的庫容量比重。因為此種方法在具體的利用中，壩體沿著中軸線實(shí)現(xiàn)了不斷的加高和加厚，所以采用上游筑壩檢測已經(jīng)不可能，所以需要進(jìn)行監(jiān)測方法的更換，從現(xiàn)階段的分析來看，比較有效的方法是物理傳感器法。該方法在應(yīng)用中主要是利用鉆探的方式進(jìn)行壩體樽空，從而放置傳感器以及輸出導(dǎo)向。傳感器可以對壩體的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的測量和傳輸。在實(shí)踐中，基于監(jiān)測的差異，需要選用不同的傳感器類型，如壓力傳感器、位移傳感器、沉降傳感器等。這些傳感器進(jìn)行具體的物理量測定，然后在傳感器的作用下，其會轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，電信號傳遞到微機(jī)，實(shí)現(xiàn)信息的顯示，基于具體顯示的信息，壩體的監(jiān)測工作可以獲得具體的結(jié)果[3]。

5 結(jié)語

綜上所述，大型的露天礦山是現(xiàn)階段礦山開采的重要主體，在開采的過程中對其進(jìn)行測量與分析，一方面可以為具體的露天礦山的具體探測提供幫助，另一方面又可以實(shí)現(xiàn)對礦山安全的保證，所以重視測量非常有必要。隨著技術(shù)的進(jìn)步和先進(jìn)設(shè)備的利用，在大型露天礦山的測量實(shí)踐中，越來越多的新技術(shù)和新設(shè)備得到了應(yīng)用，分析新技術(shù)的應(yīng)用對實(shí)踐工作的影響是顯著的。論文對測量作業(yè)的具體原理進(jìn)行了明確的分析，并討論了測量技術(shù)的具體利用以及改進(jìn)措施等，最終的目的是要為實(shí)踐提供幫助。