数字化技术在矿山测量中的应用研究

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[摘 要]针对当前矿山生产环境十分恶劣、安全系数不高的现状，提出了利用数字技术提高矿山测量精度进而减少安全事故的新型理念。基于数字化矿山测量技术概念分析，介绍了维可视化技术、空间信息技术、数字绘图技术等在矿山测量中的应用情况，研究表明，新型数字化技术可大幅度提高了矿山井下测量效率，因此有效地确保了矿山井下作业的安全性。

[关键词]数字化技术；矿山测量；精度；安全性

中图分类号：TD1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）23-0269-01

前言

矿山开采、生产的科学性与安全性与矿山地质测量工作息息相关。随着数字化技术的发展，现代数字化测量技术逐渐被运用到矿山测量工程中，也取得较好效果。一方面它能改善测量精度，进而有效提高矿山测量质量，另一方面它能为矿山企业生产安全提供可靠依据，应而能推进现代化矿山建设。现代数字化测量技术包括资料处理数字化技术、三维可视化技术、数字化绘图技术、GPS 定位技术等，诸类技术极大地改善了矿山测量精度与质量，同时又大幅度减轻了工作者的劳动工作量，有效提高了劳动工作效率，是现化代矿山建设必不可少的技术支撑之一。由于数字化测量技术对于促进矿山企业安全生产的重要作业，现代矿山企业必须加大对现代数字化测量技术与设备方面的投入，以进一步提高矿山企业的核心竞争力。以下将具体阐述现代数字化测量技术在矿山测量中的运用。

1 数字化矿山测量技术概述

现代矿山企业对测量精确度有着极高要求，这不仅关系到矿山开采、生产、加工运营流程的顺利完成，更与矿山工作人员的生命财产安全息息相关。现代化数字测量技术的科学应用，能大幅度提高矿山测量的精度和效率，对指导矿山安全作业和管理具有很大的参考价值。三维数字化软件技术、全站仪、GPS 定位测量技术、光电测距高程导线测量技术等技术的应用，很大程度上减轻了人力资源的损耗，优化了矿区生产的资源配置，为矿山企业的健康稳定发展奠定了基础。基于数字化测量技术的先进性和效率性，矿业企业必须在思想层面上

提高认识，树立“科学生产”的意识，加大对自动化测量技术科研的资金投入，在思想和行动上全力支持现代数字化测量技术的研发与应用，提升企业市场竞争力和经济价值。

2 矿山测量中数字化技术的应用

2.1 三维可视化技术的应用

三维可视化技术主要是对所采集矿山测量信息进行直观准确描述，将矿山的空间信息、地表地貌、矿体材质等基本数据信息以三维视图表征形式予以体现。三维可视化技术可为矿山测量工作提供完善的数据支撑，其具体功能如下：

1）数据采集。数据采集功能的实现是基于三维激光扫描技术，可以对矿山地形、地貌进行局部或全景扫描，进而获得矿山开采状态信息，可以即时监测矿山开采现状、边坡变化情况及等高线等有利于矿山勘测的数据资料；

2）数据处理。一般来说，矿山测量过程中所获得三维数据均会传入三维建模软件，通过点云数据处理可以完成数据过滤、多站数据拟合拼接的工作，而后可以利用Maya、3DMax等常用三维建模处理软件，准确生成矿山矿井及相关机械设备的三维立体动态视图，有利于更好地掌握煤矿开采信息；

3）管理平台的建立。基于三维系统平台构建，可以实现数据信息资源共享，基于计算机通信网络，矿山测量人员及相关生产管理人员可以不受地域、环境制约，实时对生产区域相关测量信息进行查询，同时基于对矿山生产状态的掌握，可以有效地对生产资源进行调度管理。

2.2 空间信息技术的应用

空间信息技术主要包括GPS、RS、GIS技术，采用空间信息技术进行矿山测量工作可以提高矿山测量的时效性。

1）GPS定位技术。GPS技术主要包含3个部分，分别是用户部分、地面监控部分、空间部分。GPS技术是基于卫星进行定位测量，故精准度较高，但在运用该技术进行矿山测量时，需注意控制好测量基线的长度，以保证测量效果准确性。运用GPS技术需选定好固定测量基点，进而推算出GPS三维无约束平差，获得平差值。值得注意的是，环境气候变化会影响到GPS测量精准度，同时地形、地势、海拔高度等因素均会影响GPS测量结果；

2）RS技术。RS技术为数字遥感技术，其技术原理为电磁波技术，即通过传感技术、信息传输与处理技术、目标信息特征分析测量技术，对矿山信息进行扫描、摄影，把远距离测量目标所产生的电磁波信息数据整理成像，并实时将勘测信息传输到矿山测量中心，基于遥感技术也可以对地表地物信息进行距离控测与识别。采用遥感技术能对矿山环境进行监测，且能对矿山地形图进行准确测绘，因而具有较高推广价值；

3）GIS技术的应用。GIS技术指的是地理信息系统技术，主要是以地理空间作为基础，按照地理模型分析，提供多种空间及动态的地理信息数据资料。地理信息系统技术应用于矿山测量主要是采用矿区地理信息系统，通过将矿山资源环境信息作为平台，将测量数据采集、数据处理及输出使用形成数字化技术体系，可满足矿山生产对于数据资料的基本需要[4]；

2.3 数字绘图技术在矿山测量中的应用

矿山的地貌、地形、井下地质条件及矿物产状等矿山基本信息具有一定客观性及变动性，测量工程技术人员的具体工作就是将矿山抽象化信息直观地从图纸上反映出来，对不同比例的地形图和矿图进行测绘，这是矿山测量的根本目的。传统制图方式需以大量室内数据作为基础，同时需要掌握专业绘图技巧，成图周期长，且存在误差，不能满足现代化矿井建设及生产的需求。在矿产资源开发阶段，图纸信息往往是矿山生产规划的主要依据，如果不能及时准确获得井下情况及相关地质环境信息，就不能对矿山发展做出科学规划，会不可避免地危及到生态环境，同时也会影响到矿区经济发展。矿山开采阶段，地质环境、地形等相关测量信息会随着时间推移而发生变动。基于矿山地理信息的动态性，传统意义上的图纸资料信息已不能发挥其价值性，不利于对现代化矿山企业进行组织生产、安全管理、贮量管理、协调采掘。将矿图进行数字化管理就能有效协调好矿山测量信息与矿山生产之间关系，基于现代化技术对矿山信息进行准确测量，并通过计算机三维软件实现快速成图、分析，可让矿山生产管理人员熟练掌握井下生产信息，有效提供快速、准确的决策依据。总的来说，数字化

矿图具有以下技术优势：

1）效率高，可形成三维图、平面图，精度高，与实际地理信息之间偏差较小，不会受图纸变形因素影响；

2）对图纸更改方便，且支持实时更新，同时可派生出各种不同比例的图纸，方便使用者调阅，达到一测多用目的；

3）可使用外存储器对各种矿图以图形文件格式进行存储，可以根据需要转换为数据结构，有利于矿图数据库构建，为构建矿山信息管理系统提供技术支持。

3 结束语

由于矿山测量数字化对采矿一线服务、安全以及平衡生产等方面的鲜明优势所在，矿山企业进行数字化的测量已经成为了一个不可阻挡的趋势。企业对矿山测量数字化的重视是不容置疑的，但也要不断的发现在矿山测量中的问题，避免测量数字化带来的弊端，提高自己的学习能力，不断的汲取国外和国内先进地区的经验，，实现矿山测量数字化更全面的运用，提高行业竞争力，获得长足发展。

参考文献

[1] 齐艳妮，王光宁.现代测绘技术及其在矿山测量中的应用[J].甘肃冶金，2014（02）.

[2] 范小燕.矿山测量中的数字化应用[J].数字技术与应用，2011（2）.

[3] 刘健.数字化测量技术在矿山测量中的应用[J].中国高新技术企业，2014（01）.

[4] 何东.数字矿区与矿山测量的机遇、挑战和对策[J].中国高新技术企业，2014（11）.

作者简介

杨灯云，男，现供职于安徽省国投新集刘庄矿业有限公司地测科工作。