探討現(xiàn)代測量技術(shù)在煤礦測量中的應(yīng)用

劉國峰

摘要：煤礦測量工作是礦山生產(chǎn)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，也是礦山建設(shè)、生產(chǎn)、改造和編制長遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃等各項(xiàng)工作的基礎(chǔ)，為了實(shí)現(xiàn)煤礦測量工作標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)一步提高工作質(zhì)量，使煤礦測量更好地為煤礦安全生產(chǎn)和合理開采煤炭資源服務(wù)，不斷提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。煤礦開采受地質(zhì)因素的影響存在較高的風(fēng)險(xiǎn)，因此安全性是一直是煤礦生產(chǎn)管理的一大要點(diǎn)，要想切實(shí)保障煤礦生產(chǎn)安全，加強(qiáng)煤礦測量工作是關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代測量技術(shù);煤礦測量;應(yīng)用

在煤礦開采之前，進(jìn)行礦山測量，開展礦區(qū)地質(zhì)勘探工作，是一個(gè)不可或缺的程序，我國的煤炭資源大多深埋地底，需要通過井工開采的方式獲得，其技術(shù)要求比較高，必須要對該區(qū)域進(jìn)行細(xì)致的地質(zhì)勘察，明確礦產(chǎn)資源的分布，合理設(shè)計(jì)巷道掘進(jìn)路線，避開瓦斯突出、斷層等危險(xiǎn)地質(zhì)因素，才能確保煤礦生產(chǎn)的安全性和高效性。

一、GPS技術(shù)在煤礦測量中的應(yīng)用

GPS技術(shù)是一種空間交會定點(diǎn)導(dǎo)航系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)測繪目標(biāo)的精準(zhǔn)定位，具有全天候且不受天氣影響的優(yōu)點(diǎn)。GPS的技術(shù)系統(tǒng)覆蓋全球，能夠獲得精準(zhǔn)性極高的定位結(jié)果，在礦山測量中應(yīng)用，可幫助測繪人員構(gòu)建起礦區(qū)的三維控制網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)礦區(qū)作業(yè)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測。在GPS技術(shù)體系中，載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分技術(shù)（RTK）能夠通過基準(zhǔn)站來接受地物測繪參數(shù)，通過流動(dòng)站進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，自動(dòng)生成差分觀測值，確保了模糊地物目標(biāo)測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性，精確度可達(dá)厘米級。

經(jīng)過“基準(zhǔn)站的設(shè)立→流動(dòng)站的設(shè)置→RTK流動(dòng)站的初始化”這幾道工序，待流動(dòng)站實(shí)時(shí)接收到的衛(wèi)星信號不少于4顆，GPSRTK技術(shù)系統(tǒng)可正式開始工作，獲取精準(zhǔn)測繪信息，為觀測者提供測繪目標(biāo)的三維動(dòng)態(tài)模型，實(shí)現(xiàn)測量地物的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位。一般情況下，這一現(xiàn)代測量技術(shù)可用于礦山測量中的以下幾個(gè)模塊：①煤礦控制測量，為煤礦開采提供信息支持;②采場日常驗(yàn)收測量，繪制工作掌子面平面圖，獲取相關(guān)開采面的測繪數(shù)據(jù)，計(jì)算煤礦開采量;③礦區(qū)工程測量，具體內(nèi)容包括出入溝的放樣、標(biāo)定爆破孔、標(biāo)定采礦技術(shù)界限和邊坡界限移動(dòng)監(jiān)測等。在應(yīng)用GPSRTK技術(shù)時(shí)，需要嚴(yán)格按照其技術(shù)流程和規(guī)范進(jìn)行作業(yè)，盡量克服復(fù)雜的礦區(qū)環(huán)境給測繪結(jié)果帶來的影響，縮短基準(zhǔn)站和流動(dòng)站的間距，在測量前進(jìn)行礦區(qū)已知地標(biāo)位置的聯(lián)測校驗(yàn)，消除測繪結(jié)果的誤差，進(jìn)行外業(yè)觀測時(shí)，在作業(yè)現(xiàn)場繪制平面草圖，確保內(nèi)業(yè)成圖的精準(zhǔn)度。

二、全站儀在煤礦測量中的應(yīng)用

全站儀，即全站型電子測距儀（Electronic Total Station），應(yīng)用了光學(xué)測繪技術(shù)、電子信息技術(shù)以及機(jī)械技術(shù)，是一套具備距離（斜距、平距）、高差、垂直角、水平角等多種測量功能于一體的測繪儀器系統(tǒng)。這一現(xiàn)代測量技術(shù)將光學(xué)度盤換為光電掃描度盤，具備顯示讀數(shù)并自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)的功能，而且通過測角操作的簡單化，能夠有效降低測量誤差，確保數(shù)據(jù)的精確度，因此被廣泛用于精密工程測量和變形監(jiān)測領(lǐng)域。在煤礦測量中，應(yīng)用全站儀，需要通過多方位觀測、碎部點(diǎn)測量、增補(bǔ)測站點(diǎn)或圖根點(diǎn)這幾道工序獲取礦區(qū)環(huán)境信息，明確測繪要素的三維坐標(biāo)。全站儀操作簡便，測量精度較高，具有布點(diǎn)方便靈活、受限程度較低、外業(yè)測量工作量小且內(nèi)業(yè)平差計(jì)算簡單的優(yōu)點(diǎn)，能夠有效保證測量單位精度。但是在實(shí)際應(yīng)用過程中，需警惕軸系誤差、度盤誤差、測距誤差等因素，加強(qiáng)誤差產(chǎn)生要素的控制，比如說視準(zhǔn)軸位置錯(cuò)誤、測距儀光電信號串?dāng)_等，正確調(diào)節(jié)全站儀的位置，將其放置于兩個(gè)測量目標(biāo)點(diǎn)的中軸線處，并嚴(yán)格按照不同程度作業(yè)的測量規(guī)范進(jìn)行操作，根據(jù)實(shí)際的測量要求和測量環(huán)境選擇合適的發(fā)展級別、邊長規(guī)限以及觀測方法，確保在測量時(shí)能夠有精確的垂直角，切實(shí)保障數(shù)據(jù)的精確度。

三、三維激光技術(shù)在煤礦測量中的應(yīng)用

三維激光技術(shù)能夠快速獲取物體的三維空間立體信息，是一種根據(jù)測繪需求對圖形進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、輸出的測繪技術(shù)，其技術(shù)系統(tǒng)由數(shù)碼相機(jī)、激光掃描儀、GPS定位系統(tǒng)、升降臺、旋轉(zhuǎn)臺等組成。與傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比，三維激光技術(shù)具有成本低、效率高、操作簡便、測量范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，且所得測繪數(shù)據(jù)具有高精度、全面性的特點(diǎn)，在煤礦測量中應(yīng)用，更有效提高測量工作效率及質(zhì)量。

在實(shí)際應(yīng)用過程中，技術(shù)人員可應(yīng)用三維激光技術(shù)系統(tǒng)對目標(biāo)區(qū)域的進(jìn)行測量，具體包括以下幾個(gè)方面：①檢測目標(biāo)區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境，獲取地質(zhì)剖面的測繪信息，全方位監(jiān)測該區(qū)域地表的移動(dòng)或變形;②煤礦巷道測繪。由于三維激光技術(shù)的工作環(huán)境限制較小，因此可用于煤礦井架、井筒等的測量，為巷道掘進(jìn)、煤礦開采提供參考信息;③露天礦測量?，F(xiàn)代化礦山測量要求數(shù)據(jù)的精度需達(dá)厘米級，定位中誤差需小于0.10m，高程中偏差需小于0.07m，三維激光技術(shù)的精確度可達(dá)到這一要求，可用于獲取露天礦邊坡移動(dòng)信息，為邊坡穩(wěn)定性判斷提供數(shù)據(jù)支持。

四、結(jié)語

現(xiàn)在測繪技術(shù)在煤礦測量中發(fā)揮了重要的作用，而且逐漸向數(shù)字化、電子化和自動(dòng)化方向發(fā)展，已經(jīng)超越了傳統(tǒng)的測繪方式。特別是利用測繪技術(shù)形成的數(shù)字地形圖，可以完全擺脫經(jīng)費(fèi)或者時(shí)間等原因的限制，充分顯現(xiàn)現(xiàn)代測繪技術(shù)的優(yōu)勢。煤礦測量是一門交叉性很強(qiáng)的學(xué)科。煤礦測量技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步和采礦技術(shù)、現(xiàn)代測繪技術(shù)一樣，都是建立在光學(xué)技術(shù)、空間技術(shù)、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等技術(shù)的基礎(chǔ)之上。測繪技術(shù)的不斷發(fā)展為煤礦測量技術(shù)的發(fā)展提供了強(qiáng)大支撐。通過與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，煤礦測量在將來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)化、數(shù)字化和信息化。但要想實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，還需要全體測量研究人員的銳意創(chuàng)新和不懈努力。

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