礦山井下測量中測量精度控制與優(yōu)化探討

趙純強

摘 要： 經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展推動我國各行業(yè)發(fā)展迅速，使得我國快速進入現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)發(fā)展階段。礦山測量是礦山開采重要工作之一，井下測量更是重中之重。無論是安全生產(chǎn)還是合理開采礦產(chǎn)資源都需要準(zhǔn)確及時的測量數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞： 礦山井下測量;測量精度控制與優(yōu)化

【中圖分類號】TD175.2 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.31.264

引言：經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展使得我國快速進入現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)發(fā)展階段，各行業(yè)有了新的發(fā)展空間。我國在礦區(qū)開采作業(yè)當(dāng)中還存在著礦井施工測量精度控制不夠的現(xiàn)象，特別是在高地壓以及長走向等等情況的礦區(qū)當(dāng)中，礦井作為十分重要的基礎(chǔ)設(shè)施，如何進行礦井測量精度控制就顯得十分重要。

1 礦山井下測量的重要意義

礦山井下測量內(nèi)部施工人員必須提高安全意識、重視井下測量的重要性，使測量人員在對礦山井下測量時，避免產(chǎn)生理解不到位而造成失誤，有利于促進開挖生產(chǎn)的安全穩(wěn)定有序進行。由于礦山生產(chǎn)特殊性在于地面下工作，各種環(huán)境因素致使井下開采工作在生產(chǎn)過程中具備一定的危險性，各類災(zāi)害因素直接或間接威脅著礦井生產(chǎn)。所以，必須完全掌握礦井內(nèi)施工作業(yè)面及周圍的具體情況，才能做出相應(yīng)的前期解決辦法和預(yù)知應(yīng)急預(yù)案，解決存在的安全隱患，提高安全系數(shù)，更進一步提高礦山生產(chǎn)的安全穩(wěn)定性。礦山地下開采的整個過程中，由于開挖場地周圍地質(zhì)條件的差異性，所以需要更多地對地質(zhì)預(yù)報和水自然災(zāi)害預(yù)報進行指導(dǎo)，另外，礦山井下測量精準(zhǔn)度對于井下開采工作直接產(chǎn)生決定性影響，在開采施工過程中，需要對周圍地質(zhì)進行準(zhǔn)確測量，收集全面準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)，才能有正常的開采作業(yè)。礦山井下生產(chǎn)過程中，需要根據(jù)礦山測量給出的最終數(shù)據(jù)結(jié)果來解決相對應(yīng)的問題。其中，要保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，對可能會出現(xiàn)的隱患問題進行準(zhǔn)確分析，并采取相應(yīng)措施將其消除在源頭。因此，礦山井下量工作貫穿在整個煤礦生產(chǎn)工作中，是一項非常重要也是必要的工作環(huán)節(jié)，有著很高的地位，因此，必須要切實做好礦山井下測量工作。

2 礦山井下測量中測量精度控制與優(yōu)化

2.1 計算機輔助控制優(yōu)化礦山井下測量精度

現(xiàn)階段技術(shù)輔助控制優(yōu)化礦山井下測量工作當(dāng)中主要是能夠應(yīng)用較為強大的信息技術(shù)制圖軟件，例如CAD軟件就能夠有效對巷道當(dāng)中的導(dǎo)線以及施工放樣線等等進行有效設(shè)計與標(biāo)定，相較于傳統(tǒng)方法來說具有高效性以及便利性，傳統(tǒng)方法一般是采取計算形式來獲取相對應(yīng)的導(dǎo)線點坐標(biāo)以及坐標(biāo)體系，然后按照相關(guān)公式以及概念逐個計算得到設(shè)計中線點以及導(dǎo)線點的距離數(shù)據(jù)等等，同時在完成相關(guān)計算之后還需要相關(guān)人工來進行有效標(biāo)定，因此在這一過程當(dāng)中不僅有著較為明顯的繁雜系統(tǒng)同時還在一定程度上十分容易出現(xiàn)錯誤，由于人為因素的偶然誤差就有可能導(dǎo)致整個計算過程錯誤，進一步影響測量精確度，如果在人工計算上加上核算過程可能增強計算的準(zhǔn)確性，但是耗損的時間過長對于相關(guān)企業(yè)來說仍然是一種損失。而通過計算機繪圖技術(shù)我們就可以有效在計算機上對各個坐標(biāo)點以及坐標(biāo)系進行有效控制，可以采取十分便捷的方法來對其進行測量，同時在一定程度上還能夠有效保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，降低相關(guān)工作人員的工作強度，為企業(yè)進一步節(jié)省成本。

2.2 數(shù)字化礦山

①礦山采挖測量和礦量計算，通過點云數(shù)據(jù)生成的DEM、DTM數(shù)據(jù)，可以進行礦山的采挖測量，在礦山開采前，通過獲取的DEM、DTM數(shù)據(jù)實現(xiàn)植被占用面積和土石方量的計算，其中最方便的是實現(xiàn)直觀的礦量計算，在礦山開采過程中，能準(zhǔn)確的獲取采空區(qū)的空間信息。②DLG的采集，通過建立礦山開采模型，能夠生成高精度的等高線圖，高密度、高精度的點云模型通過拼接建模生成的數(shù)字線劃圖，實現(xiàn)礦山測量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲取。③礦區(qū)沉降觀測，礦山井下工程設(shè)施的沉降觀測是衡量礦井安全的主要因素，是礦山測量的重中之重。通過三維激光掃描可以實現(xiàn)井口設(shè)施空間數(shù)據(jù)的整體、準(zhǔn)確的獲取，通過數(shù)據(jù)的多次長期的積累，能夠及時準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)沉降變化，使危險因素早發(fā)現(xiàn)早預(yù)防。

2.3 GIS技術(shù)在測量中的應(yīng)用

①三維礦山的制作。將GIS技術(shù)在計算機系統(tǒng)中應(yīng)用時，可以對地理數(shù)據(jù)加以存儲、分析、顯示和查詢，能夠?qū)?shù)據(jù)信息進行系統(tǒng)空間表達(dá)，對地質(zhì)信息開展模擬，形成礦山的三維實體模型，較為具體地表現(xiàn)出礦區(qū)的規(guī)模、結(jié)構(gòu)、形狀等情況，實現(xiàn)可視化。工作人員進行測量時，可以較為直觀地了解實際礦體的情況，更加方便地調(diào)取數(shù)據(jù)并進行修正，在詳細(xì)解釋地質(zhì)體的同時確保了測量工作的準(zhǔn)確性，也為預(yù)測深部礦體提供了基礎(chǔ)。②建立多源數(shù)據(jù)找礦模型。GIS技術(shù)完善了地理信息系統(tǒng)，對礦山管理信息系統(tǒng)進行了有效補充，提高數(shù)據(jù)處理的速度，實現(xiàn)收集數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)的快捷高效，有利于進行巷道開挖和礦產(chǎn)開采工作。在融合基礎(chǔ)地質(zhì)資料和遙感信息的同時，顯示出地質(zhì)體各自的特點和之間的聯(lián)系，從而對地理地貌的情況進行說明，在資料信息充分的情況下，更加深入、全面地開展多源數(shù)據(jù)找礦模型的建立工作，避免單一信息源帶來的片面性影響。

2.4 豎井定向測量技術(shù)

豎井定向測量技術(shù)是將地面坐標(biāo)系中的平面坐標(biāo)與方向傳遞到井下的測量工作，是利用豎井將地面控制網(wǎng)的坐標(biāo)與高程傳遞到井下巷道進行的測量，并可以根據(jù)豎井的數(shù)目分為單井定向和雙井定向。其普遍采用聯(lián)系三角形法，即在井下與地面各建立一個三角形，其兩個頂點是在豎井中用掛有重錘的鋼絲從地上投影的井下，通過測量兩三角形的邊長以及各角從而得到井下一個控制點的坐標(biāo)與一條邊的方位角。在應(yīng)用豎井定向測量技術(shù)時，受到井下水分較多、鋼絲間距小、礦井較深等因素的影響，導(dǎo)致投點誤差較大，影響了測量數(shù)據(jù)的精度，因此此技術(shù)常常與陀螺儀同時使用，既降低了測量誤差，又縮短了施工時間、提高了工作效率。

結(jié)語：針對工程實際情況來選取相對應(yīng)科學(xué)合理的聯(lián)系測量方案，而隨著現(xiàn)階段信息技術(shù)的不斷高速發(fā)展，我們還可以有效利用信息技術(shù)現(xiàn)代化產(chǎn)物來輔助提高礦山井下測量精度，進而有效保障企業(yè)經(jīng)濟效益與員工生命財產(chǎn)安全，推動采礦工作健康可持續(xù)發(fā)展。

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