基于矿山工程测量技术的研究
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[摘要]矿山工程测量是对矿区进行更详细的勘查，以获取矿区地质构造、矿体产状、矿石品位、物质组成成分及贮量等更翔实更可靠的地质资料，作为矿山建设与开采的依据。本文主要针对怀集县小洞银金多金属矿工程测量技术进行阐述。
[关键词]矿山工程 测量技术 GPS
[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-7-216-2
矿山工程测量是为了地质找矿而做的基础工作，基本上都是山区作业，通讯不便，交通困难，各种成果也多建立在BJ54 系统下，原国家等级三角点、导线点破坏严重，高等级GPS 点、水准点分布严重不足，使得布网困难。因此，讨论如何合理地利用矿山工程测量技术，取得适宜的精确度，达到地质工程的要求，显得尤为重要。
1工程概况
怀集县小洞银金多金属矿区位于广东省粤西地区的肇庆市怀集县西南部的桥头镇。本矿区位于县道X424与省道S265之间，西南距桥头镇区约5 km，行政隶属怀集县桥头镇新兴村委，矿区交通主要是通过一条简易泥巴路跟县道X424进行连接，交通条件很不便利。本工程测区范围为丘陵地带，地形起伏较大，海拔高度约在180～600米内变化，相对高差最大达到420米。测区山路曲折陡峭，地面植被茂盛，主要为杂草、權木林和连片桉树林，树高在1～15米不等，非常隐蔽，通视通行条件极差，测量条件相当困难。
2任务要求
2.1测量范围
工程测量范围严格按委托方设计指定范围进行施测，测区范围拐点坐标见表1。
矿区范围卫星鸟瞰示意图 见图1。
2.2测量内容
根据工程实际情况、规范规定和委托方设计要求，本工程测量内容有：控制测量、矿区地形图测量、探槽测量、钻孔测量、民窿测量、地质点测量等。
3工程测量技术
3.1平面控制测量
3.1.1GPS-E测量
3.1.1.1GPS网布设
依照规范规定结合测区实际情况和工程需要，本工程利用我院早期已有高等级已知控制点作为起算，采用静态GPS测量方法布测线锁型E级GPS网。按照优化设计原则进行布网，对于网中GPS点需要采用常规测量方法（全站仪）加密控制网时，至少应保证该点有一个以上的通视方向，若采用RTK进行加密，则不需要考虑通视条件。
3.1.1.2选点与埋石
GPS点位的选择基本与技术设计相符，依据规范并结合现场和工程需要进行优化，便于进行联测、发展下一级控制，并有利于安全作业，点位便于安置接收设备和操作，视野开阔，接收卫星信号锁定卫星的地平高度角大于15o，点位远离大功率无线电发射源（如电视台、微波站等），其距离不小于200m，附近无强烈干扰接收卫星信号的物体。
标石埋设的基础坚定稳固，易于长期保存。标石的规格为：上底18×18cm，下底25×25cm，高60cm；楼顶标上底20×20cm，下底30×30cm，高15 cm；在埋石有困难的街道、桥面或水泥地面上，直接打入钢钉；标石中心标志为带十字丝的特制不锈钢钉，钢钉规格为钉头直径12-15mm，钉身直径10mm，长80-100mm，用红油漆标识桩位及点名。依照规范规定结合现场实际情况及工程需要，本工程在原有高等级已知控制点的基础上布设了E级GPS点7个，点号标注为“D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7”。
3.1.1.3GPS外业观测
采用静态定位测量的方法进行GPS网的外业观测。接收机及天线型号正确，主机与配件齐全，接收机及天线外观良好，各部件及附件完好，紧固部件无松动和脱落，仪器经有关部门年检鉴定，性能良好。外业观测执行表2中的基本技术要求。
设站时，天线严格整平，对中误差小于3mm；天线定向标志指向正北，定向误差不超过5°；观测前按互为120°方向上量取天线高两次，其读数差小于3mm，并将中数输入GPS接收机中。按要求及时填簿的各项内容，观测过程中不得更改各参数、再启动、自测试、变动天线等，禁止在天线附近使用电台、对讲机等。
3.1.1.4GPS网基线解算、平差计算及精度分析
基线的解算采用南方测绘提供的配套软件在微机上进行，基线解算采用双差固定解。以111o00′00″为中央子午线，采用1980西安坐标系进行二维约束平差。E级GPS网的主要平差精度信息见表3。
从上表中看出，工程E级GPS控制网各项精度指标均符合规范要求。
3.1.2GPS-RTK测量
在E级GPS点的基础上采用单基站RTK代替一级导线测量。使用南方动态GPS灵锐S82（1+1）RTK进行加密控制。南方GPS灵锐S82双频RTK精度，平面：1cm+1ppm。采用动态RTK测量方式，天气较好，锁定卫星6颗以上，PDOD值小于4，达到固定解，精度完全可以满足二级控制测量精度，实测中在同一点上采集5个数据，最大差值不大于5mm，取平均值作为最后成果。本工程总共加密布设GPS-RTK图根控制点若干个，点号标注为“A1、A2、……”、“B1、B2、……”。
3.1.3图根导线测量
图根平面控制测量使用全站仪按图根导线（网）或极坐标法（引点法）布设。图根导线的边长单向施测一测回，一测回二次读数的较差小于20mm；水平角施测左、右角各一测回，圆周闭合差不大于40″；采用光电测距极坐标法（引点法）时，在等级控制点或一次附合图根点上进行，且联测两个已知方向，所测的图根点没有再次发展。图根高程控制采用电磁波测距三角高程测量。
根据测区已布设控制点和现状地形要素的分布情况，以满足测量精度和控制点密度为原则进行图根点布设。图根点一般只设临时标志。细部测量时均要对所使用的图根点进行复核检查，其相对于起算点的点位中误差要小于±5cm。本工程共布设图根控制点若干个，其点号注记分别为“C1、C2、……”、“X1、X2、……”。
3.2高程控制测量
高程控制测量是以已知D级GPS点作为起算点，高程系统为85国家高程基准。采用GPS-E网解算出来拟合高程，作为一级高程控制测量。二级高程控制测量采用RTK测量方式进行测量，南方GPS灵锐S82双频RTK精度，高程：3cm+1ppm。实测中在同一点上采集5个数据，高程最大差值不大于3 cm，取平均值作为最后成果。然后对其中部分点间的高差用全站仪进行三角高程检测，其精度均符合规范要求。
3.2.1 1：2000地形图测量
按照《规范》要求，本队采用全站仪进行全野外解析法的数字化作业方法和RTK数字化地形测量方法。全站仪作业方法主要是在各控制点上设站，用测距极坐标法把地物、地貌外轮廓点测出三维坐标并收集于全站仪中，并有专项作业人员绘画草图；而RTK作业方法主要是采用动态RTK测量方式，在天气较好，且锁定卫星6颗以上，PDOD值小于4，达到固定解时，RTK测量法把地物、地貌外轮廓点测出三维坐标并收集于RTK手簿中，并有专项作业人员绘画草图。
（1）.矿区独立地物（如独立石）能依比例尺表示的实测其轮廓，填绘符号；不能依比例尺表示的，准确测量其定位点或定位线。
（2）.各线状地物，如输电线、配电线、通信线等实测其架墩或电杆的位置。
（3）.道路按其实际形状测绘，在图上每约0.1m及地形起伏变换处、桥涵等构筑物处测注高程点。
（4）.水系及其附属物按实际形状测绘，水渠测注渠顶的高程；水井测注井台高程；水塘测注塘顶边高程。当水渠在地形图上的宽度小于1mm时用单线表示，水渠要注记水流方向。
（5）.地貌用等高线配合地貌符号和高程注记来表示，露岩、独立石、土堆、陡坎等均注记高程。
（6）.植被的测绘按其经济价值和面积大小适当进行取舍。
（7）.居民地等按现有的名称进行注记，居民地房屋已分结构、层次并注记。
每天把野外采集的数据传输到计算机，由专项作业人员根据野外草图，采用CASS 8.0地形地籍成图系统来逐一绘出本矿区1：2000地形图，接边，修改，最后生成成果图。
3.3 工程地质点测量
3.3.1钻孔测量
本工程钻孔测量主要是对已完成钻探工作量的钻孔进行实际位置定测，钻孔定测坐标采集的方法主要是在测量控制点上设站把已完成钻探的钻孔实际坐标用测距极坐标法进行施测或者采用RTK方法进行施测，测出钻孔三维坐标并收集于全站仪或RTK手簿中，并把钻孔实际位置标于1：2000的电子地形图中。
3.3.2地质点、探槽测量
其方法主要是在测量控制点上设置全站仪或架设RTK把地质点、探槽点等地质工程点的具置用测距极坐标法或RTK法进行逐一施测，测出其三维坐标并收集于全站仪或RTK手簿中，并把地质工程点位置标于1：2000的电子地形图中。
3.3.3民窿测量
本工程民窿测量主要是对矿区内现有私采民窿窿口进行实际位置定测，民窿定测坐标采集的方法主要是在测量控制点上设站把窿口实际坐标用测距极坐标法进行施测或者采用RTK方法进行施测，测出民窿窿口三维坐标并收集于全站仪或RTK手簿中，并把窿口实际位置标于1：2000的电子地形图中。
4结束语
综上所述，通过检查并对成果进行复核，认为本次的E级GPS控制点、GPS（RTK）控制点、勘探线剖面桩埋石埋桩位置稳定，成果精度符合《规范》要求；1：2000地形图测绘完善，表示方法正确，取舍恰当合理，勘探线剖面测量与绘制方法正确，合理；各类工程地质点、民窿位置信息采集方法正确，位置精度达到规范要求。所有测量成果能满足地质勘查、施工的要求。
参考文献
[1]《地质矿产勘查测量规范》（GB/T18341-2001）.
[2]《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314-2009.
[3]《国家基本比例尺地形图图式》GB/T 20257.1-2007.