礦山測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用與創(chuàng)新發(fā)展

劉超

摘要：礦山開(kāi)采下測(cè)量工作對(duì)礦山安全生產(chǎn)與管理工作提供了有力依據(jù)。文章通過(guò)對(duì)礦山測(cè)量技術(shù)應(yīng)用重要性進(jìn)行分析，結(jié)合當(dāng)前常見(jiàn)的測(cè)量技術(shù)應(yīng)用，探討礦山測(cè)量技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展。

關(guān)鍵詞：礦山測(cè)量;測(cè)量技術(shù);技術(shù)應(yīng)用;技術(shù)創(chuàng)新

引言

在礦山開(kāi)采過(guò)程中，測(cè)繪科學(xué)技術(shù)逐漸發(fā)揮核心技術(shù)的作用，為地質(zhì)礦產(chǎn)測(cè)量帶來(lái)了極大的工作便利，提高了對(duì)地觀(guān)測(cè)和礦物探測(cè)的工作精度，降低了生產(chǎn)管理成本，也減輕了礦物開(kāi)采的難度和工作壓力?，F(xiàn)代測(cè)繪科學(xué)技術(shù)具有多學(xué)科的特點(diǎn)，具有較強(qiáng)的空間分析信息的功能與作用，因而能夠獲取大量的地理數(shù)據(jù)信息，以及存儲(chǔ)、處理、計(jì)算空間信息數(shù)據(jù)。

1礦山測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用的意義

礦山測(cè)量是礦山開(kāi)采中重要的一項(xiàng)學(xué)科，礦山測(cè)量的精度直接影響著井下采掘施工效率及安全。在礦山開(kāi)采前期，需采取合理有效的技術(shù)措施對(duì)開(kāi)采區(qū)域圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行控制，為了防止開(kāi)采過(guò)程中發(fā)生重大安全事故，應(yīng)不斷提高礦山測(cè)量施工精度;由于礦井內(nèi)施工條件及地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，礦山測(cè)量人員需不斷提升自己專(zhuān)業(yè)能力。同時(shí)受井下光線(xiàn)、溫度、風(fēng)流、粉塵以及施工工藝等影響，在進(jìn)行井下測(cè)量時(shí)測(cè)量精度低、測(cè)量效率差，若不采取有效的措施，很難保證礦山測(cè)量的準(zhǔn)確、高效性，從而導(dǎo)致礦山安全事故的發(fā)生。所以為了保證礦山安全高效生產(chǎn)，礦山企業(yè)必須重視礦山測(cè)量工作，并采取相應(yīng)的技術(shù)措施不斷地提高礦山測(cè)量工作的準(zhǔn)確度。

2礦山測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用分析

2.1全站儀的應(yīng)用

全站儀是近年來(lái)成功研發(fā)并投入使用的測(cè)繪設(shè)備之一，全站儀是一種集合機(jī)械技術(shù)、光學(xué)技術(shù)的全新測(cè)繪儀器，通過(guò)全站儀可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水平角、垂直角、高度、深度等工作面的距離測(cè)量，目前在我國(guó)礦山測(cè)繪、隧道工程建設(shè)下精密測(cè)量應(yīng)用更加廣泛，在具體應(yīng)用下全站儀主要通過(guò)望遠(yuǎn)鏡實(shí)現(xiàn)視準(zhǔn)軸、測(cè)距光波、光軸同軸化接受等工作。從具體工作來(lái)看同軸化主要是在測(cè)量過(guò)程中望遠(yuǎn)鏡與調(diào)焦透鏡之間所采用的分光棱鏡部分，通過(guò)這方面系統(tǒng)建設(shè)來(lái)豐富望遠(yuǎn)鏡的功能，從而達(dá)到準(zhǔn)確的測(cè)量效果。為滿(mǎn)足一定范圍內(nèi)的測(cè)距需求，工作人員需要在儀器內(nèi)部另外架設(shè)一條內(nèi)光路系統(tǒng)，同樣采用分光棱鏡系統(tǒng)作用，發(fā)揮光導(dǎo)纖維的價(jià)值將光敏二極管所發(fā)射的調(diào)制紅外光傳送至光電二極管接受，滿(mǎn)足工作測(cè)量下光傳播時(shí)間計(jì)算與測(cè)距要求。

2.2GPS衛(wèi)星定位測(cè)量技術(shù)

GPS衛(wèi)星定位是通過(guò)“衛(wèi)星”傳導(dǎo)方式，將地面數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，衛(wèi)星通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，將精準(zhǔn)數(shù)據(jù)信息反饋到地面，測(cè)量技術(shù)人員通過(guò)反饋信息數(shù)據(jù)并結(jié)合工程實(shí)際情況，最后經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)核算得出精準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果。因此，從采礦工程施工的需求與規(guī)劃角度考慮，將GPS衛(wèi)星定位測(cè)量技術(shù)運(yùn)用到采礦工程中具有較高的實(shí)用價(jià)值。GPS衛(wèi)星定位技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于地面工程施工的精準(zhǔn)定位及測(cè)量，但對(duì)采礦工程的井下施工測(cè)量存在一定的制約性，所以可以將GPS衛(wèi)星定位技術(shù)運(yùn)用于井下采煤造成的地表沉陷的研究，近年來(lái)有關(guān)礦區(qū)地表沉陷的研究越來(lái)越多，目的之一就是減少地表沉陷對(duì)農(nóng)田、水利設(shè)施、地表建筑物、鐵路/公路、河流湖泊等的影響，GPS衛(wèi)星定位測(cè)量技術(shù)可以高效率地對(duì)礦區(qū)周邊地表進(jìn)行高精度測(cè)量，避免人工測(cè)量占用人員、設(shè)備多、測(cè)量精度差等問(wèn)題。

2.3GIS技術(shù)的應(yīng)用

GIS技術(shù)是地理信息系統(tǒng)，是由采集、計(jì)算以及儲(chǔ)存、空間地理分布等數(shù)據(jù)組成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。該種技術(shù)通常由計(jì)算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)以及環(huán)境管理等多個(gè)部分組成。研究中對(duì)GIS在礦山測(cè)量中的流程進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)GIS技術(shù)的使用，可以結(jié)合礦山測(cè)量的基本內(nèi)容，對(duì)已知以及未知的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，而且也可以生成圖形，實(shí)現(xiàn)人們對(duì)測(cè)量?jī)?nèi)容直觀(guān)、形象的分析，而且，在礦山測(cè)繪技術(shù)使用中，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件的使用以及圖形符號(hào)的選擇，可以通過(guò)自動(dòng)化識(shí)別技術(shù)以及自動(dòng)計(jì)算技術(shù)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化圖形的設(shè)計(jì)，保證礦山測(cè)量的精準(zhǔn)性。因此可以發(fā)現(xiàn)，在GIS技術(shù)使用中，將其運(yùn)用在礦山測(cè)量中，可以為人們提供準(zhǔn)確性、及時(shí)性的信息資源，保證礦山測(cè)量技術(shù)的有效性。

2.4GNSS技術(shù)的應(yīng)用

在礦山測(cè)量過(guò)程中，GNSS導(dǎo)航定位測(cè)量技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，能實(shí)現(xiàn)礦山測(cè)量更加精確的定位，使用GNSS接收機(jī)記錄測(cè)量數(shù)據(jù)更加便利。在今后的礦山測(cè)量作業(yè)中，GNSS技術(shù)應(yīng)用會(huì)更加廣泛，GNSS技術(shù)不易受地形因素的影響，能全天候?qū)ΦV區(qū)進(jìn)行無(wú)死角覆蓋觀(guān)測(cè)。此外，GNSS技術(shù)在礦區(qū)控制測(cè)量、形變監(jiān)測(cè)及地形圖測(cè)繪等領(lǐng)域?qū)⒌玫接行?yīng)用。

2.5數(shù)字化繪圖技術(shù)

礦山開(kāi)采中，由于地表以及井下地質(zhì)條件的特點(diǎn)是客觀(guān)存在的。因此，在礦山檢測(cè)中，應(yīng)該通過(guò)對(duì)礦山流程以及檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析，進(jìn)行測(cè)量方案的有效構(gòu)建。對(duì)于測(cè)量人員，應(yīng)該根據(jù)礦山檢測(cè)的繪制圖紙，進(jìn)行數(shù)字化技術(shù)的使用，轉(zhuǎn)變以往礦山檢測(cè)中存在的限制性問(wèn)題，而且，在信息化實(shí)質(zhì)測(cè)量工作中，相關(guān)測(cè)量人員可以結(jié)合新測(cè)繪技術(shù)以及測(cè)繪方法，按照GIS檢測(cè)方法，進(jìn)行技術(shù)數(shù)據(jù)資源的開(kāi)發(fā)，提高礦山開(kāi)發(fā)規(guī)劃、運(yùn)輸路線(xiàn)的優(yōu)化，并結(jié)合礦山資源的開(kāi)發(fā)狀況，進(jìn)行創(chuàng)新技術(shù)的使用，推動(dòng)礦山檢測(cè)工程的穩(wěn)定發(fā)展。

2.6三維激光掃描儀的應(yīng)用

三維激光掃描儀是當(dāng)前較為先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)，其主要由電源供應(yīng)系統(tǒng)、控制器和掃描儀等構(gòu)成，在使用過(guò)程中依靠CCD與儀器內(nèi)部控制等系統(tǒng)的相互作用，實(shí)現(xiàn)激光測(cè)距與掃描的要求。三維激光掃描儀在使用原理方面與全站儀器的測(cè)量有很多相同之處，主要是利用空間內(nèi)三角模型的搭設(shè)來(lái)進(jìn)行物體相關(guān)數(shù)據(jù)的測(cè)量，主要體現(xiàn)在激光測(cè)距離與水平方向的距離測(cè)量工作。 在礦山開(kāi)采中三維激光掃描儀主要依托于綜采工作面機(jī)器人，通過(guò)轉(zhuǎn)載機(jī)與支架上的三維激光掃描儀做360度球狀掃描，綜采工作面巡檢機(jī)器人上三維激光掃描儀做二維切面掃描并結(jié)合綜采工作面巡檢機(jī)器人慣性導(dǎo)航裝置可生成工作面中部區(qū)域的三維點(diǎn)云。綜采工作面巡檢機(jī)器人三維激光掃描技術(shù)需要配合固定點(diǎn)的三維激光掃描儀進(jìn)行，同時(shí)需要設(shè)置坐標(biāo)系統(tǒng)配準(zhǔn)標(biāo)識(shí)物，以便于綜采工作面掃描點(diǎn)云的拼接與掃描精度驗(yàn)證。

3礦山測(cè)量技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)分析

近年來(lái)，受科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展的影響，現(xiàn)代化礦山測(cè)量技術(shù)逐漸向信息化及智能化方向轉(zhuǎn)變。從實(shí)際來(lái)看礦山測(cè)量技術(shù)日趨成熟，不止能保證數(shù)據(jù)采集測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，更能最大限度減輕人工測(cè)量工作量，大大降低人為誤差的發(fā)生率，保證礦山測(cè)量總體技術(shù)水平及測(cè)量作業(yè)效率。礦山控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是礦山測(cè)量的基礎(chǔ)性技術(shù)手段，其應(yīng)用水平高低與礦產(chǎn)資源開(kāi)采有序性間存在著密切聯(lián)系，而礦山控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具體應(yīng)用時(shí)處于持續(xù)創(chuàng)新的狀態(tài)，以礦山水準(zhǔn)測(cè)量及礦山三角測(cè)量為切入點(diǎn)，逐漸深化其應(yīng)用范圍，特別是當(dāng)前我國(guó)多數(shù)礦產(chǎn)企業(yè)傾向于使用GPS控制網(wǎng)、三角網(wǎng)及導(dǎo)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)手段，一定程度上豐富技術(shù)手段的應(yīng)用類(lèi)型。同時(shí)，控制網(wǎng)技術(shù)手段不同其應(yīng)用優(yōu)缺點(diǎn)也存在著明顯的差異性，往往需要測(cè)量單位自行選擇及綜合分析?？偠灾V產(chǎn)資源相對(duì)有限，而如何平衡礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)間關(guān)系，得到越來(lái)越多從業(yè)人員的關(guān)注及重視。除革新理論知識(shí)外，創(chuàng)新礦山測(cè)量技術(shù)及工藝能實(shí)現(xiàn)全面管理礦山測(cè)量工作的目標(biāo)。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)礦山開(kāi)采地質(zhì)條件極其復(fù)雜，導(dǎo)致礦山事故頻發(fā)，帶來(lái)了不良的社會(huì)影響。因此，地質(zhì)勘探是保證礦山安全開(kāi)采的前提。礦山地質(zhì)調(diào)查一方面可以作為礦山設(shè)計(jì)的參考依據(jù)，另一方面也有助于預(yù)防一些地質(zhì)災(zāi)害。礦山測(cè)量技術(shù)在開(kāi)采地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面的應(yīng)用，可以進(jìn)一步提高該技術(shù)的實(shí)際效果。

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