測繪新技術(shù)在煤礦測量中的應(yīng)用分析

宋曉曉

摘? 要：為了實現(xiàn)對煤炭的安全、高效和精準(zhǔn)開采，在生產(chǎn)過程中需要做好測繪工作。測繪工作的主要內(nèi)容是獲取實時地理坐標(biāo)、施工用的角度和距離等。在過去，測量多通過水準(zhǔn)儀來完成，不僅測量的效率低，獲取數(shù)據(jù)量有限，而且出現(xiàn)錯誤的可能性極大。煤礦井下很多距離和水平度的測量是通過傳統(tǒng)的拉線測量的，這給施工帶來了極大的不便。隨著時代的發(fā)展，一些新的測繪技術(shù)不斷出現(xiàn)，例如全站儀、GPS、遙感技術(shù)等，極大地方便了煤礦生產(chǎn)測量。本文從目前煤礦使用的幾種主要測繪技術(shù)入手，探討了這些測繪新技術(shù)在煤礦測量中的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：測繪;新技術(shù);煤礦測量;應(yīng)用

1測繪新技術(shù)分類

1.1激光測距儀測繪技術(shù)

在煤礦井下生產(chǎn)過程中，需要經(jīng)常對距離和水平度進(jìn)行測量。為了提高測量的效率和精度，使用了激光測距儀。激光測距儀的原理非常簡單，主要利用激光發(fā)散性低且直線傳播的特點。經(jīng)過有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，激光測距儀對距離的測量精度非常高，在近距離測量時誤差可以達(dá)到毫米級別。目前，激光測距儀有手持式和固定式兩種。

1.2GPS測繪技術(shù)

通常情況下，GPS指的是全球定位系統(tǒng)（GlobalPositionSystem），利用衛(wèi)星來實現(xiàn)空間位置定位，主要獲取實時經(jīng)緯坐標(biāo)。在實際測量過程中，多使用能提供這種定位服務(wù)的芯片。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，這種定位芯片的尺寸越來越小，集成度越來越高，較好地滿足了各種條件下的測量要求。單臺GPS設(shè)備的定位精度通常情況下并不高，誤差可以達(dá)到數(shù)十米。為了提高測量精度，通常使用多臺GPS設(shè)備進(jìn)行測量。在測量時，一臺GPS設(shè)備作為基站，使用多個GPS設(shè)備同時測量，最后通過差分消除這種誤差。采用這種方式，測量精度可以到達(dá)厘米級別，甚至毫米級別。

1.3遙感技術(shù)

隨著測繪技術(shù)的發(fā)展，遙感技術(shù)也被應(yīng)用到煤礦領(lǐng)域。遙感技術(shù)就是通過遠(yuǎn)距離感知目標(biāo)反射的電磁波、可見光及紅外線等，從而實現(xiàn)對目標(biāo)物體的感知?，F(xiàn)代遙感技術(shù)主要是通過衛(wèi)星來實現(xiàn)的。在煤礦領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的就是航空攝影技術(shù)和InSAR（InterferometricSyntheticApertureRadar，合成孔徑雷達(dá)干涉）技術(shù)。遙感技術(shù)最大的優(yōu)點在于實現(xiàn)了對大面積地表的全天實時監(jiān)測，并實現(xiàn)了對測量數(shù)據(jù)的可視化處理，極大地方便了礦山測量。

1.4RS測繪技術(shù)

RS測繪技術(shù)本質(zhì)也是遙感技術(shù)，該技術(shù)最先主要應(yīng)用于航空領(lǐng)域。近年來，RS測繪技術(shù)逐漸應(yīng)用于煤礦開采的測量中。在煤礦測量時，采用RS測繪技術(shù)能夠?qū)ΦV井地表進(jìn)行大規(guī)模的同步觀測，在礦井實際測量過程中，經(jīng)常將GPS與RS測繪技術(shù)相結(jié)合使用，其目的是提高礦井測量的準(zhǔn)確性。采用RS測繪技術(shù)測量時可對礦區(qū)環(huán)境進(jìn)行大規(guī)模監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常時會通過相關(guān)設(shè)備將采集到的信息及時傳遞給計算機，并對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最后將分析結(jié)果反饋給工作人員，從而評估礦山周圍的環(huán)境安全水平，并采取相應(yīng)的措施減少煤礦開采中的安全隱患，促進(jìn)煤礦企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

2煤礦測量中測繪新技術(shù)的具體應(yīng)用

以上介紹了煤礦測量中常見的幾種測繪新技術(shù)。為了更深刻地認(rèn)識這些測繪新技術(shù)，分析了一些測繪新技術(shù)在煤礦測量中的應(yīng)用情況。

2.1激光測距儀測繪技術(shù)在巷道掘進(jìn)中的應(yīng)用

在煤礦開采過程中，需要掘進(jìn)大量的巷道。在巷道掘進(jìn)過程中，保證巷道的施工精度十分重要。巷道施工過程中一個重要的指標(biāo)就是水平度，即巷道的傾角。通常情況下，巷道比較長，若不能保證巷道有一個穩(wěn)定的傾角，則很容易在局部地區(qū)形成一個低洼區(qū)，這個低洼區(qū)的存在不利于排水。此外，若巷道施工的傾角偏離過大，則會導(dǎo)致某些巷道的空間層位相差過大。在過去巷道施工時，通常采用掛設(shè)標(biāo)線的方式，由于標(biāo)線在時刻移動，在施工過程中會出現(xiàn)較大的誤差。為了提高巷道掘進(jìn)施工的精度，井下巷道掘進(jìn)過程中使用了激光測距儀。在施工時，將激光測距儀固定在一個合適的位置保持不動，根據(jù)激光信號標(biāo)定的位置進(jìn)行施工。采用這種方法，可以在很大程度上保證巷道斷面尺寸和水平度滿足要求。與傳統(tǒng)的施工測量方式相比，這種方式可以省去施工過程中的校正測量工作。

2.2GPS測繪技術(shù)在煤礦定位中的應(yīng)用

在煤礦開采中，準(zhǔn)確地標(biāo)定礦區(qū)的地理坐標(biāo)十分重要。煤礦采掘工程平面圖都鋪設(shè)在經(jīng)緯網(wǎng)坐標(biāo)上，這就要求準(zhǔn)確地定位采掘工作面的實時地理坐標(biāo)，這不僅關(guān)系到生產(chǎn)的效率，還關(guān)系到生產(chǎn)的安全性。若在施工時地理坐標(biāo)偏差過大，則很可能導(dǎo)致工程出現(xiàn)大量的返工，嚴(yán)重影響開采的效率。此外，若工作面的地理坐標(biāo)定位不準(zhǔn)確，很可能出現(xiàn)越界開采問題。越界開采不僅會引起一些煤礦地質(zhì)災(zāi)害，例如透水、瓦斯泄漏等，還會導(dǎo)致越界開采區(qū)域上方的地表建筑物出現(xiàn)嚴(yán)重的損壞。為此，需要準(zhǔn)確地測量礦區(qū)地理坐標(biāo)。在測量礦區(qū)地理坐標(biāo)時，GPS技術(shù)發(fā)揮著重要的作用。GPS測量儀不僅體積小、使用方便、便于攜帶，而且在合適的條件下具有相當(dāng)高的測量精度。此外，合理地利用GPS測量數(shù)據(jù)，還可以構(gòu)建礦區(qū)周邊的環(huán)境模型。

2.3遙感技術(shù)在礦山生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

隨著煤礦開采引起的環(huán)境問題逐漸得到關(guān)注，煤礦企業(yè)開始重視對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境變化的監(jiān)測。礦區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測內(nèi)容主要包括地表河流面積變化情況、地表植被變化情況，最重要的一點是對礦山開采形成的沉陷區(qū)進(jìn)行測量。通常情況下，礦區(qū)的面積比較大，實現(xiàn)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測存在一定的困難。近些年來，隨著遙感技術(shù)的興起，航空攝影技術(shù)被應(yīng)用到礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測中。在不同時間點拍攝礦區(qū)圖像進(jìn)行對比，就可以查看一些關(guān)鍵區(qū)域的生態(tài)變化情況。在進(jìn)行圖像對比時，通常需要應(yīng)用一些圖像處理技術(shù)，例如圖像特征匹配技術(shù)。在實際應(yīng)用過程中，可以根據(jù)需要對拍攝的圖像大小進(jìn)行控制。在進(jìn)行高精度監(jiān)測時，拍攝的礦區(qū)圖像的尺寸應(yīng)該大一些，反之則應(yīng)該適當(dāng)?shù)匦∫恍５V山生態(tài)監(jiān)測的另一個任務(wù)就是監(jiān)測礦山開采沉陷區(qū)的變化。在過去，為了獲得較為精確的礦山開采沉陷數(shù)據(jù)，通常采用水準(zhǔn)儀或RTK（RealTimeKinematic，實時動態(tài)測量）來進(jìn)行地表沉陷測量。這種方式雖然測量的精度較高，但是測量的數(shù)據(jù)非常有限，而且測量的周期比較長，很難實現(xiàn)對礦區(qū)地表沉陷的大規(guī)模測量。

2.4RS測繪技術(shù)在煤礦測量中的應(yīng)用

RS測繪技術(shù)在采煤深陷區(qū)、煤矸石山測繪過程中應(yīng)用比較廣泛。應(yīng)用該技術(shù)可對受污染區(qū)域和污染程度實現(xiàn)連續(xù)、系統(tǒng)的監(jiān)測，同時實現(xiàn)對地下水水位和地下熱輻射的監(jiān)測。

3結(jié)束語

煤礦測量服務(wù)于煤礦開采的全階段。為此，在保證測量精度的同時，還應(yīng)該保證測量的效率。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一些測繪新技術(shù)不斷地出現(xiàn)，這極大地方便了煤礦測量。在實際煤礦測量過程中，需要根據(jù)測繪的不同需要，應(yīng)用合理的測繪技術(shù)，通常會將不同的測繪技術(shù)進(jìn)行組合來測量，以提高測量的準(zhǔn)確性。介紹了煤礦測量中幾種常用的測繪新技術(shù)，并探討了這些測繪新技術(shù)在煤礦測量的具體應(yīng)用，主要包括激光測距儀測繪技術(shù)在巷道掘進(jìn)中的應(yīng)用，GPS測繪技術(shù)在煤礦定位中的應(yīng)用，遙感技術(shù)在礦山生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用和RS測繪技術(shù)在煤礦測量中的應(yīng)用。希望所論述內(nèi)容可以為認(rèn)識測繪新技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用提供一定的參考。

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