綜述大型露天礦山測量技術(shù)的研究與應(yīng)用分析

甘江寧

（青海省能源發(fā)展（集團(tuán)）有限責(zé)任公司團(tuán)魚山露天煤礦，青海 西寧 816200）

1 測量技術(shù)的研究應(yīng)用對大型露天礦山的意義

1.1 準(zhǔn)確掌握礦體分布信息

大型露天礦山的開發(fā)建設(shè)是保證我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展資源需求的重要途徑，而為了實(shí)現(xiàn)對礦石資源的科學(xué)利用，就必須加強(qiáng)對礦山測量技術(shù)的研究應(yīng)用，以準(zhǔn)確掌握礦區(qū)的地形地貌特點(diǎn)、礦體分布特征以及幾何形狀等，同時(shí)通過礦山測量技術(shù)與地質(zhì)勘探、地理以及環(huán)保等多領(lǐng)域技術(shù)的綜合應(yīng)用，可以為提高資源的利用率，降低剝離夾石以及廢石的工程量等奠定良好的技術(shù)基礎(chǔ)。

1.2 為爆破作業(yè)提供技術(shù)參數(shù)

在大型露天礦石的生產(chǎn)作業(yè)中也往往需要采用爆破作業(yè)方式，其較高的安全風(fēng)險(xiǎn)，因此需要通過礦山測量技術(shù)的研究應(yīng)用為爆破作業(yè)的孔位布設(shè)、爆堆推算以及巖體結(jié)構(gòu)監(jiān)測等提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。

1.3 為礦山生產(chǎn)管理提供參考依據(jù)

在大型露天礦山的生產(chǎn)管理工作中需要通過應(yīng)用測量技術(shù)獲得礦區(qū)地質(zhì)品位、礦山類型、礦床質(zhì)量等數(shù)據(jù)、測放采樣點(diǎn)和進(jìn)度線以及進(jìn)行采礦量的驗(yàn)收等，以便為礦山的管理決策以及生產(chǎn)計(jì)劃安排提供可靠的參考依據(jù)，從而保證生產(chǎn)質(zhì)量和效率，因此必須加強(qiáng)對礦山測量技術(shù)的研究。

1.4 預(yù)防巖體位移變形保證作業(yè)安全

在大型露天礦山的開采過程中，由于其原始平衡狀態(tài)被擾動(dòng)，巖體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性下降，比較容易出現(xiàn)變形位移等情況，進(jìn)而造成邊坡塌落等嚴(yán)重的安全事故，因此必須通過礦山測量技術(shù)的研究應(yīng)用加強(qiáng)對巖體狀態(tài)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測，并對其移動(dòng)規(guī)律進(jìn)行科學(xué)的分析，從而準(zhǔn)確判斷巖體滑動(dòng)面的形狀、位置、傾角和具體大小等，為防治措施的確定提供可靠的參考依據(jù)。

2 測量技術(shù)在大型露天礦山中的研究應(yīng)用分析

2.1 礦山測量中光電測高技術(shù)的研究應(yīng)用

在大型露天礦山的生產(chǎn)建設(shè)過程中，水準(zhǔn)測量是觀測礦區(qū)排土場以及邊坡沉降，保證作業(yè)安全的重要環(huán)節(jié)。而為了保證測量的精度，就需要加強(qiáng)對礦山測量技術(shù)的研究應(yīng)用。目前，高精度光電測高技術(shù)在礦山測量工作中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，有效的提高了對邊坡巖移監(jiān)測測量的準(zhǔn)確性和時(shí)效性，實(shí)現(xiàn)了三維一體的動(dòng)態(tài)觀測。在應(yīng)用光電測高技術(shù)時(shí)，應(yīng)充分了解大型露天礦山的實(shí)際情況，根據(jù)其地表植被覆蓋少、裸露面積的特點(diǎn)，并要結(jié)合礦山所在地區(qū)的氣候環(huán)境條件，合理選擇折光系數(shù)的計(jì)算公式，準(zhǔn)確確定大氣折光系數(shù)，以提高光電測高的準(zhǔn)確性。同時(shí)還可以結(jié)合雙絲加長瞄準(zhǔn)等技術(shù)方法進(jìn)行垂直角的測量，以確保測量精度能夠達(dá)到礦山測量的要求。此外，在對高差進(jìn)行計(jì)算時(shí)，可以通過三向三角高差等公式來提高高差計(jì)算的精密程度，用光電測高來取代傳統(tǒng)的等級水準(zhǔn)測量，從而降低礦山測量成本和測量操作難度，為礦山的生產(chǎn)建設(shè)提供更加準(zhǔn)確客觀的測量數(shù)據(jù)。

2.2 礦山測量中后交會(huì)測設(shè)技術(shù)的研究應(yīng)用

后交會(huì)技術(shù)是大型露天礦山測量工作中常用的一種測量技術(shù)，其不僅操作較為簡單，適用范圍比較廣，且測量效率比較高。不過在露采過程中，由于開采的規(guī)模和深度都在不斷增加，比較容易對首級控制點(diǎn)造成破壞，且在施測時(shí)也會(huì)受到通視條件的限制，影響測量的質(zhì)量。因此應(yīng)加強(qiáng)對后交會(huì)測設(shè)技術(shù)的研究，并在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上通過對計(jì)算程序的改進(jìn)提高測量的精度，從而為礦山生產(chǎn)提供可靠的測量數(shù)據(jù)。

2.3 礦山測量中全站儀技術(shù)的研究應(yīng)用

在大型露天礦山的測量工作中，數(shù)字化的測量技術(shù)設(shè)備得到了越來越廣泛的應(yīng)用。與傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比，全站儀等數(shù)字化測量技術(shù)設(shè)備不僅具有較高的自動(dòng)化水平，能夠利用其技術(shù)系統(tǒng)以及電子手簿或者記錄卡等完成外業(yè)測量數(shù)據(jù)的采集測量以及存儲(chǔ)記錄等，同時(shí)也可以自動(dòng)將測量數(shù)據(jù)信息傳輸給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，并利用專業(yè)繪圖軟件自動(dòng)完成圖形的編輯繪制工作，生成數(shù)字化地形圖，從而極大的提高了礦山測繪的效率和質(zhì)量。

2.4 礦山測量中攝影測量技術(shù)的研究應(yīng)用

大型露天礦山在生產(chǎn)作業(yè)過程中必須對邊坡巖體的穩(wěn)定性進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的全面監(jiān)測，因此必須積極應(yīng)用攝影測量等先進(jìn)的礦山測量技術(shù)。攝影測量技術(shù)不僅能夠?qū)Υ蠓秶吰旅孢M(jìn)行同步測量，而且能夠根據(jù)測量工作的實(shí)際需要確定觀測點(diǎn)位以及數(shù)量，不僅提高了觀測的效率，而且也減輕了測量人員外業(yè)觀測的工作量，且可以根據(jù)測量信息進(jìn)行空間模型的構(gòu)建，并建立數(shù)據(jù)庫，為巖移量的對比分析提供了可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2.5 礦山測量中GPS RTK技術(shù)的研究應(yīng)用

2.5.1 概述GPS RTK測量技術(shù)原理分析

所謂GPS RTK技術(shù)也就是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量技術(shù)，其是利用載波相位差分對測站進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀測定位的測量方法。在應(yīng)用GPS RTK測量技術(shù)時(shí)，應(yīng)將GPS接收裝置設(shè)置與已知點(diǎn)上，且應(yīng)在GPS系統(tǒng)內(nèi)輸入基準(zhǔn)站高程、坐標(biāo)以及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)等數(shù)據(jù)信息。同時(shí)其流動(dòng)站應(yīng)采用1臺(tái)以上的接收裝置，以確保能夠?qū)?顆以上衛(wèi)星進(jìn)行同步跟蹤觀測[1]。當(dāng)衛(wèi)星信號(hào)傳輸至基準(zhǔn)站后，其可以利用電臺(tái)向流動(dòng)站發(fā)送相關(guān)信息，而流動(dòng)站則應(yīng)對基準(zhǔn)站以及自身獲取的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行差分平差處理，從而獲得本站的實(shí)時(shí)坐標(biāo)。此外，GPS RTK技術(shù)還可以根據(jù)預(yù)設(shè)精度指標(biāo)對實(shí)測精度進(jìn)行分析，并將符合預(yù)設(shè)測量精度標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息傳達(dá)給測量人員，并在GPS手簿中存儲(chǔ)相關(guān)數(shù)據(jù)。該測量技術(shù)由于具有較高的測量精度和效率，能夠準(zhǔn)確獲取測點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，且可以有效降低測量成本，因此在大型露天礦山測量工作中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

2.5.2 礦山測量中GPS RTK技術(shù)的應(yīng)用研究

（1）可以應(yīng)用GPS RTK技術(shù)測繪大比例礦區(qū)地形圖。在大型露天礦山的開發(fā)建設(shè)過程中，往往需要測繪大比例礦區(qū)地形圖，應(yīng)用傳統(tǒng)的測量技術(shù)不僅操作難度較大，且需要消耗大量的人力以及物力成本。而GPS RTK技術(shù)的應(yīng)用則可以在完成基準(zhǔn)站以及相關(guān)參數(shù)的設(shè)置后，就能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)測量，有效降低了礦山測量的人力成本[2]。同時(shí)在實(shí)測過程中，其能夠快速高效的獲取沿線碎部點(diǎn)的各點(diǎn)高程以及坐標(biāo)，只需將相關(guān)的屬性信息和特征編碼輸入后就可以完成碎部點(diǎn)數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建。此外，結(jié)合GPS RTK技術(shù)的軟件系統(tǒng)就能夠自動(dòng)完成測量數(shù)據(jù)的處理分析以及地形圖的繪制工作，極大的提高了內(nèi)業(yè)處理的質(zhì)量和效率，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

（2）可以應(yīng)用GPS RTK技術(shù)對大型露天礦山采場的實(shí)際采剝量進(jìn)行驗(yàn)收測量。傳統(tǒng)的碎部測量技術(shù)由于需要進(jìn)行導(dǎo)線控制點(diǎn)的設(shè)置，不僅工作量較大，而且也會(huì)影響驗(yàn)收的質(zhì)量和效率。而通過GPS RTK技術(shù)的應(yīng)用對采場采剝量進(jìn)行驗(yàn)收時(shí)，僅需完成主機(jī)的架設(shè)和流動(dòng)站的上設(shè)置，就可以自動(dòng)采集采場現(xiàn)狀碎部點(diǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)，且對點(diǎn)間通視條件沒有要求，有效降低了測量難度。同時(shí)，GPS RTK技術(shù)能夠獨(dú)立觀測采集各碎部點(diǎn)數(shù)據(jù)，因此避免了出現(xiàn)誤差積累的情況，極大的提高了測量的精度。

（3）還可以應(yīng)用GPS RTK技術(shù)布設(shè)采樣點(diǎn)。在布設(shè)采樣點(diǎn)時(shí)，對采樣點(diǎn)的定位精度以及其間距均有較高的要求，而GPS RTK技術(shù)則能夠很好的滿足采樣點(diǎn)布設(shè)的要求。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)首先確定基線端點(diǎn)坐標(biāo)值，然后以該基線為基準(zhǔn)，利用GPS RTK技術(shù)開展放樣工作。測量人員利用GPS手簿能夠?qū)崟r(shí)獲得采樣點(diǎn)的起終點(diǎn)間距以及其偏距等指標(biāo)參數(shù)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)信息，從而可以有效提高采樣點(diǎn)的布設(shè)精度和效率。

（4）可以應(yīng)用GPS RTK技術(shù)測放鉆孔位置。大型露天礦山在生產(chǎn)作業(yè)過程中往往需要開展鉆孔作業(yè)，而GPS RTK技術(shù)的應(yīng)用則能夠提高鉆孔定位的準(zhǔn)確性。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，應(yīng)首先合理選擇已知控制點(diǎn)，并完成基準(zhǔn)站和流動(dòng)站的設(shè)置，然后要做好參數(shù)固定解的校正工作，這樣測量人員只要在GPS手簿中數(shù)據(jù)鉆孔的設(shè)計(jì)坐標(biāo)值等參數(shù)，就可以自動(dòng)完成對鉆孔孔位的定位測量工作了。

（5）還可以應(yīng)用GPS RTK技術(shù)測放大型露天礦山邊坡界線。在大型露天礦山的生產(chǎn)作業(yè)中需要對邊坡邊界線以及里程樁等進(jìn)行施工放樣，而通過GPS RTK技術(shù)的應(yīng)用也可以有效提高測量的質(zhì)量和效率。測量人員可以向接收裝置內(nèi)設(shè)置好界線拐點(diǎn)坐標(biāo)等參數(shù)，就可以利用其多具備的自動(dòng)放樣功能進(jìn)行點(diǎn)放樣以及線放樣了。同時(shí)由于各點(diǎn)坐標(biāo)均單獨(dú)進(jìn)行觀測測量，因此不會(huì)產(chǎn)生誤差積累，且其能夠根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對實(shí)測坐標(biāo)進(jìn)行對比分析，因此具有較高的測量精度。

3 總結(jié)

測量技術(shù)的研究與應(yīng)用對于保證大型露天礦山的生產(chǎn)作業(yè)安全，促進(jìn)礦山科學(xué)有序發(fā)展均具有十分重要的作業(yè)。因此高度重視礦山測量工作，加強(qiáng)對各項(xiàng)礦山測量技術(shù)的研究，積極引進(jìn)先進(jìn)的新型測量技術(shù)，并注意對礦山測量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，大膽進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)，全面提高我國礦山測量的技術(shù)水平，為大型露天礦山的可持續(xù)性發(fā)展奠定良好的技術(shù)基礎(chǔ)，從而為我國的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更加可靠的礦物資源保證。