測(cè)繪工程在礦山地質(zhì)勘測(cè)中的應(yīng)用研究

王樹(shù)明

（河北鋼鐵集團(tuán)司家營(yíng)研山鐵礦有限公司，河北 唐山 063000）

礦山地質(zhì)工程研究人類活動(dòng)對(duì)自然的影響以及自然對(duì)人類活動(dòng)的作用。研究它們之間的相互依存關(guān)系對(duì)礦產(chǎn)資源的開(kāi)采具有特殊的意義。礦山地質(zhì)填圖技術(shù)是一切研究的基石，為礦山地質(zhì)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技水平不斷提高和提高。現(xiàn)代礦山地質(zhì)填圖技術(shù)消除了傳統(tǒng)技術(shù)的弊端，效率更高，獲得的數(shù)據(jù)質(zhì)量也得到了很大的提高。

1 測(cè)繪工程在礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)中的作用

能源開(kāi)采審批單位對(duì)礦山企業(yè)進(jìn)行審查時(shí)，必須全面了解指定區(qū)域的地質(zhì)條件，了解詳細(xì)情況后分析詳細(xì)情況，最后提出相應(yīng)的使用方案。這項(xiàng)工作要求勘查方法的準(zhǔn)確性和有效性，勘查方法的有效性對(duì)礦產(chǎn)資源的科學(xué)開(kāi)發(fā)和管理起著至關(guān)重要的作用。目前，我國(guó)的地質(zhì)調(diào)查工作還不完善。高頻率的測(cè)繪技術(shù)表現(xiàn)出科學(xué)、準(zhǔn)確、高效、快速兩大優(yōu)良效果。計(jì)算出的成圖數(shù)據(jù)可以與實(shí)際面積進(jìn)行對(duì)比，可以提供井下能源儲(chǔ)量的綜合信息。

為了對(duì)礦產(chǎn)資源的開(kāi)采情況有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，可以利用GPS定位技術(shù)或遙感技術(shù)，使有關(guān)部門充分掌握地質(zhì)資源的數(shù)據(jù)信息，對(duì)礦產(chǎn)資源進(jìn)行更加科學(xué)的開(kāi)發(fā)和規(guī)劃。國(guó)家在這方面的投入也在逐步加大，檢測(cè)技術(shù)和數(shù)據(jù)管理更新的速度也在進(jìn)一步加快。

2 礦山地質(zhì)勘查工程中存在的問(wèn)題分析

2.1 勘察方法不合理

在礦山地質(zhì)查詢進(jìn)程中，根據(jù)原則，應(yīng)根據(jù)礦山地質(zhì)的構(gòu)造特征，采取相應(yīng)的查詢方法。根據(jù)礦山的各種地質(zhì)構(gòu)造，選擇合適的測(cè)量方法進(jìn)行測(cè)量。

但由于技術(shù)人員對(duì)該礦地質(zhì)特征一無(wú)所知，在勘察進(jìn)程中，地質(zhì)勘察往往是根據(jù)以往經(jīng)歷隨意進(jìn)行的。在測(cè)繪進(jìn)程中，實(shí)踐距離與制造距離的比例有些誤差，地質(zhì)測(cè)繪效果不準(zhǔn)確，測(cè)繪進(jìn)程困難，由于無(wú)法準(zhǔn)確表達(dá)礦井的地質(zhì)特征，很簡(jiǎn)單構(gòu)成后期發(fā)掘工程的安全問(wèn)題。

2.2 安全意識(shí)單薄

技術(shù)人員經(jīng)過(guò)樹(shù)立礦區(qū)地上控制網(wǎng)，對(duì)礦區(qū)地形進(jìn)行測(cè)繪。但由于對(duì)測(cè)繪工程的安全性認(rèn)識(shí)單薄，技術(shù)人員以為測(cè)繪只是坐而論道，沒(méi)有實(shí)踐效果，導(dǎo)致測(cè)繪工程質(zhì)量不高，對(duì)后期發(fā)掘發(fā)生必定影響。正是由于技術(shù)人員安全意識(shí)冷漠，直接忽視了勘察項(xiàng)目的前期準(zhǔn)備作業(yè)，忽視了對(duì)礦層和地表移動(dòng)沉陷的觀測(cè)和制造，也忽視了礦山地質(zhì)周邊環(huán)境的凌亂性和多樣性，注重地質(zhì)條件的設(shè)置勘察工程的通風(fēng)體系，導(dǎo)致勘察工程的嚴(yán)峻失誤，甚至由于技術(shù)人員安全意識(shí)冷漠，構(gòu)成人員傷亡和重大損失。

2.3 測(cè)繪東西選擇不恰當(dāng)

測(cè)繪東西的選擇應(yīng)根據(jù)礦山特征合理，礦床方位的改動(dòng)應(yīng)隨時(shí)改動(dòng)。但由于技術(shù)人員思維慣性，習(xí)慣于按照以往的測(cè)繪經(jīng)歷進(jìn)行直接測(cè)繪，導(dǎo)致測(cè)繪東西選擇過(guò)失，畢竟導(dǎo)致測(cè)繪效果不準(zhǔn)確。例如，礦山地質(zhì)由幾個(gè)小礦山組成。根據(jù)經(jīng)歷，技術(shù)人員很簡(jiǎn)單選擇直接測(cè)繪法。事實(shí)上，礦井連接點(diǎn)的方位發(fā)生了一些結(jié)構(gòu)性改動(dòng)。技術(shù)人員忽視結(jié)構(gòu)改動(dòng)，直接選用慣例的測(cè)繪東西進(jìn)行測(cè)繪，導(dǎo)致測(cè)繪東西選用不當(dāng)，測(cè)繪方式不準(zhǔn)確，更為嚴(yán)峻，甚至影響到整個(gè)礦山地質(zhì)勘查工程的安全。

3 現(xiàn)在礦山常用的地質(zhì)填圖技術(shù)

3.1 地輿信息技術(shù)

在現(xiàn)代測(cè)繪中，落后的測(cè)繪方法已逐漸改動(dòng)。在傳統(tǒng)的測(cè)繪作業(yè)中，工程師需求在野外惡劣的環(huán)境中進(jìn)行測(cè)繪。后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和收拾進(jìn)程也比較長(zhǎng)，作業(yè)量也比較大。由于方法和設(shè)備的落后，畢竟的測(cè)量成果往往存在過(guò)失，根據(jù)這些數(shù)據(jù)制造的圖紙存在較大缺點(diǎn)。隨著現(xiàn)代科技的展開(kāi)，地輿信息技術(shù)可以使用到測(cè)繪中，包括遙感測(cè)繪技術(shù)。其測(cè)繪效率高、精度高，在實(shí)踐使用中大大降低了作業(yè)強(qiáng)度，提高了測(cè)繪質(zhì)量。

3.2 數(shù)字成像技術(shù)

與傳統(tǒng)測(cè)繪比較，當(dāng)前的測(cè)繪作業(yè)效率更高，精度也有了很大的前進(jìn)。其中，數(shù)字成像技術(shù)的展開(kāi)和使用為測(cè)繪供給了極大的優(yōu)勢(shì)。礦山地質(zhì)填圖往往面臨著凌亂的條件。使用數(shù)字成像技術(shù)可以收集施工現(xiàn)場(chǎng)的各種信息，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收拾，為后續(xù)的繪圖作業(yè)供給必要的根據(jù)。

3.3 攝影測(cè)量技術(shù)

在現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)中，攝影測(cè)量也是一種常用的方法。與其他技術(shù)相比，該技術(shù)原理更簡(jiǎn)單，可以在人們工作困難的地區(qū)進(jìn)行信息采集。操作員只需操作攝影。然后，對(duì)圖像進(jìn)行分析，得到相關(guān)的映射結(jié)果，并在圖紙中進(jìn)一步補(bǔ)充。在實(shí)際測(cè)繪中，不會(huì)單獨(dú)應(yīng)用，而是通過(guò)與數(shù)字技術(shù)的配合，將其應(yīng)用于礦山測(cè)繪中，有效地保證了測(cè)繪質(zhì)量，提高了測(cè)繪水平。

4 現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在礦山地質(zhì)測(cè)繪中的應(yīng)用

4.1 GPS在地質(zhì)填圖中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的礦山地質(zhì)填圖技術(shù)逐漸被淘汰，取而代之的是定位系統(tǒng)，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：定位系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。利用無(wú)線電波和衛(wèi)星技術(shù)，智能獲取礦井所在地面的坐標(biāo)信息；定位系統(tǒng)精度高。定位系統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)主要是通過(guò)衛(wèi)星定位進(jìn)行地面測(cè)繪，并將測(cè)繪位置按經(jīng)緯度進(jìn)行劃分，使劃分更加細(xì)致，對(duì)礦區(qū)內(nèi)各種地形進(jìn)行更加準(zhǔn)確的定位。在使用定位系統(tǒng)的過(guò)程中，應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：科學(xué)合理地建立控制網(wǎng)。根據(jù)礦山測(cè)繪區(qū)的實(shí)際地質(zhì)條件，科學(xué)合理地劃分測(cè)繪范圍，規(guī)劃測(cè)繪規(guī)模，選擇合適的控制網(wǎng)布設(shè)方式，提高數(shù)據(jù)采集的精度，在一定程度上提高了數(shù)據(jù)采集的速度；選擇適當(dāng)?shù)挠成湮恢?。在測(cè)繪過(guò)程中，電磁場(chǎng)會(huì)影響定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)的精度。

4.2 低空無(wú)人機(jī)技術(shù)

低空無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)具有速度快、效率高、成本低等特點(diǎn)。利用低空無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)，可以熟練地完成野外測(cè)繪工作。它是目前應(yīng)用較多的一種測(cè)繪技術(shù)，在地質(zhì)測(cè)繪中得到了廣泛的應(yīng)用。利用低空無(wú)人機(jī)技術(shù)進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，需要事先設(shè)置適當(dāng)?shù)谋壤?，?guī)劃無(wú)人機(jī)的飛行路線。一般來(lái)說(shuō)，用于低空無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的測(cè)繪相機(jī)是無(wú)量測(cè)數(shù)碼相機(jī)。與其他航拍無(wú)人機(jī)相機(jī)相比，鏡頭容易出現(xiàn)異常情況。因此，低空無(wú)人機(jī)測(cè)圖技術(shù)所采用的照片會(huì)發(fā)生變形，圖片兩邊有大小中間，變形的像素約為20~40個(gè)像素，各種光線的影響會(huì)受到影響，光線無(wú)法精確相交。在測(cè)繪過(guò)程中，地理環(huán)境相對(duì)復(fù)雜。地質(zhì)填圖主要決定低層地質(zhì)條件。因此，利用低空無(wú)人值守技術(shù)進(jìn)行遙感調(diào)查，尤其是地下礦產(chǎn)資源調(diào)查，必須提前進(jìn)行。通過(guò)地質(zhì)變化勘探，為地質(zhì)填圖奠定了基礎(chǔ)。在地質(zhì)調(diào)查過(guò)程中，要充分利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，使調(diào)查更加準(zhǔn)確。與其他地質(zhì)填圖技術(shù)相比，低空無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)具有更高的分辨率。與傳統(tǒng)的礦山測(cè)繪系統(tǒng)相比，低空無(wú)人機(jī)遙感成圖技術(shù)具有更加全面和多樣化的特點(diǎn)。為了提高礦山工程測(cè)繪工作的安全性，提高開(kāi)采效率和質(zhì)量，通過(guò)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的高分辨率、高精度的數(shù)據(jù)采集，對(duì)礦山內(nèi)部信息進(jìn)行采集，并對(duì)獲得的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)礦井進(jìn)行分析，保證整個(gè)地質(zhì)填圖的質(zhì)量，這是低空無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)。

4.3 三維掃描技術(shù)

三維掃描技術(shù)是指利用電能對(duì)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)繪、判斷和分析，并將數(shù)據(jù)信息按一定標(biāo)準(zhǔn)輸入計(jì)算機(jī)。并將計(jì)算數(shù)據(jù)與采集數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，以電子形式呈現(xiàn)各種地質(zhì)信息。例如，在斷層帶和地質(zhì)斷裂帶進(jìn)行地質(zhì)填圖時(shí)，可以充分發(fā)揮三維掃描的價(jià)值和作用。通過(guò)對(duì)斷裂帶和地質(zhì)斷裂帶的深入掃描，可以對(duì)未來(lái)的地質(zhì)信息做出判斷，對(duì)斷裂帶的后續(xù)走向做出準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。

三維掃描技術(shù)主要應(yīng)用于自然災(zāi)害頻繁發(fā)生的地區(qū)。利用三維掃描技術(shù)，可以準(zhǔn)確了解地形，掌握重要數(shù)據(jù)，有效地進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)預(yù)測(cè)。地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后，應(yīng)避免發(fā)生次生事故，第一時(shí)間減少地質(zhì)災(zāi)害造成的損失和負(fù)面影響。

4.4 搖感技術(shù)的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的普及，遙感技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各種地質(zhì)填圖工作中，充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，獲取更加豐富、準(zhǔn)確的地質(zhì)信息。主要是通過(guò)遙感解譯，分析地質(zhì)環(huán)境，獲取詳實(shí)準(zhǔn)確的資料，為礦山地質(zhì)填圖做出重要貢獻(xiàn)。遙感技術(shù)在地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查和地?zé)峥碧街锌梢猿浞职l(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)采取科學(xué)合理的應(yīng)用措施，判斷地質(zhì)走向和地質(zhì)構(gòu)造分布。對(duì)于地質(zhì)條件復(fù)雜或測(cè)繪范圍較大的礦區(qū)，如果采用傳統(tǒng)的測(cè)繪方法，很難在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查和地形圖測(cè)繪，很可能測(cè)繪質(zhì)量低下。通過(guò)測(cè)繪信息技術(shù)和衛(wèi)星遙感技術(shù)，將不受地形、環(huán)境、氣候的限制，縮短工期，減輕工作人員的作業(yè)壓力，為工程地質(zhì)分析、地質(zhì)填圖、地質(zhì)調(diào)查提供準(zhǔn)確的測(cè)繪資料時(shí)間。如河北省某礦區(qū)在進(jìn)行礦山地質(zhì)調(diào)查過(guò)程中，前期采用傳統(tǒng)的測(cè)繪方法，不僅投入了大量的測(cè)繪儀器，而且測(cè)繪成本高、時(shí)間長(zhǎng)。在后期地質(zhì)填圖過(guò)程中，選擇了遙感影像數(shù)據(jù)解譯技術(shù)，大大縮短了填圖周期，降低了測(cè)繪成本，提高了地質(zhì)調(diào)查精度，提高了測(cè)繪經(jīng)濟(jì)效益。遙感技術(shù)各組成部分利用自身的優(yōu)勢(shì)，采集各種地質(zhì)信息資源，保證地質(zhì)信息的準(zhǔn)確性和真實(shí)性，在宏觀和微觀兩個(gè)方面都發(fā)揮著重要作用。此外，遙感技術(shù)還可以對(duì)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)地區(qū)進(jìn)行預(yù)防和監(jiān)測(cè)，避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，影響人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

5 礦山地質(zhì)填圖方法的發(fā)展與現(xiàn)狀

5.1 傳統(tǒng)方法正在逐步淘汰

在礦山地質(zhì)工程測(cè)繪過(guò)程中，發(fā)生了許多技術(shù)變革。進(jìn)入21世紀(jì)后，過(guò)去使用的一些方法逐漸退出了歷史舞臺(tái)。需要野外攜帶儀器的傳統(tǒng)方法已逐漸被數(shù)字方法所取代。也就是說(shuō)，傳統(tǒng)的方法正在逐漸被淘汰，這既有好處，也有壞處。

舊技術(shù)的退出將促進(jìn)新技術(shù)的快速發(fā)展，而新技術(shù)的快速發(fā)展又直接受到行業(yè)需求的推動(dòng)，因此新技術(shù)的發(fā)展不會(huì)滯后。從另一個(gè)角度看，老技術(shù)的消失會(huì)使人們對(duì)老一代測(cè)繪工作者失去工匠精神的感覺(jué)，這不利于這種優(yōu)秀氣質(zhì)的傳承。我們現(xiàn)代礦山地質(zhì)工程測(cè)繪工作者要在繼承先輩優(yōu)秀精神的基礎(chǔ)上，大力發(fā)展測(cè)繪新技術(shù)，為我國(guó)測(cè)繪事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

5.2 礦山地質(zhì)填圖方法將向數(shù)字化方向發(fā)展

毫無(wú)疑問(wèn)，數(shù)字技術(shù)在許多方面給我們帶來(lái)了巨大的好處。在進(jìn)行現(xiàn)代地質(zhì)工程測(cè)繪的同時(shí)，數(shù)字化也做出了巨大的貢獻(xiàn)。因此，我們可以大膽預(yù)測(cè)，在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，礦山地質(zhì)工程制圖技術(shù)將朝著數(shù)字化方向發(fā)展?；蛟S，未來(lái)的測(cè)繪工作將由人工智能承擔(dān)。所有的數(shù)據(jù)和測(cè)量過(guò)程都不會(huì)直接出現(xiàn)在人們面前。智能系統(tǒng)測(cè)量完成后，我們會(huì)根據(jù)需要為我們繪制圖紙。我們只需要設(shè)計(jì)人工智能的程序。

只有這樣，才能看清未來(lái)礦山工程建設(shè)測(cè)量的面貌。在此之前，我們所能做的就是大力發(fā)展數(shù)字技術(shù)，努力把這項(xiàng)技術(shù)充分應(yīng)用到我們的礦山地質(zhì)工程測(cè)繪工作中去。

5.3 礦山地質(zhì)測(cè)繪方法將向智能化方向發(fā)展

智能化也是礦山地質(zhì)工程測(cè)繪可能的發(fā)展方向。其實(shí)，智能化和數(shù)字化沒(méi)有太大區(qū)別，但從客觀的角度看，智能化更符合人們的具體需要，更容易滿足我們的需要。

目前，在礦山地質(zhì)工程測(cè)繪工作過(guò)程中，我們采用了很多智能化技術(shù)。例如，系統(tǒng)將智能地檢測(cè)收集的數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)一些誤差較大的測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)給出提示，以督促工作人員進(jìn)一步核實(shí)數(shù)據(jù)，從而保證測(cè)量工作的可靠性，為繪圖工作提供可靠的數(shù)據(jù)。在不久的將來(lái)，智能測(cè)量可以大大減少人們的工作量。

6 結(jié)語(yǔ)

在實(shí)際測(cè)繪中，我們會(huì)遇到復(fù)雜的自然條件，要積極更新測(cè)繪設(shè)備和技術(shù)，加大人員培訓(xùn)，做好測(cè)繪監(jiān)理工作，確保地質(zhì)測(cè)繪工作順利開(kāi)展，取得高質(zhì)量的測(cè)繪成果。