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论矿山测量中新测绘技术及其特点

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摘要:矿山测量能够使矿山正常生产运营,如果采用了精准的测量技术,不仅能使矿山的矿物测量更加准确,而且也可以让矿山测量的精准程度大大提高,更易于全面掌握矿山的情况。相反如果缺乏对矿山情况的全面精准的测量,那么矿山的矿物产出量就会下降,而且发生矿山生产的安全隐患的概率就会增加。

关键词:矿山测量;新测绘技术特点

近年来,根据不同工作的不同需求,精密水准仪、全站仪、GPS接收机、RTK以及各种地表或岩层位移变形监测仪器等已经开始使用于露天矿开采和井下数据的获取,在有效地提高了工作效率和成果精度的同时也改善了工作环境,减轻了劳动强度。诸多优点使得现代测绘技术在矿业勘查、设计、开发以及生产管理的各个阶段扮演着重要的角色。

一、矿山测量中测绘新技术的具体应用

1、矿区控制测量

由于大部分矿山测量环境比较复杂,提高了测量矿山数据的难度,矿山测量区域大多较偏远,不是在山区就是在森林里,视野能力有限,和实际的测量要求相差甚远,网络设施也相对有限。面临此种情况下开展矿山测量,若建立控制网以便实现数据的采集,几乎是不可行的,不但会浪费大量的人力、物力和时间,控制网也难以建设成功。而建立静态GPS控制网则可实现矿山测量工作的顺利开展,首先其可以不用考虑通视环境,在超过2个的国家测网点上建立基准站,以多布网式建立流动站,对矿山进行测量,建立静态GPS控制点应考虑将在矿体处、坑洞口处建立布设点,根据GPS需建立超过两个控制点的要求,从实际的测量需求出发,对矿体周边环境比较突出点运用全站仪引测导线点对其作加密处理。在矿山测量的过程中为减少信号的干扰,GPS控制点设立处应远离高压输电线路、大功率无线点发射源。对GPS控制点位置作加固处理,在事先挖掘的控制点坑灌注混凝土,并使其成桩,然后将GPS控制点固定在桩上,或者利用岩石作为GPS标志。GPS控制网的连接方法可采用三角网锁,提高整体控制网的平差和测量精度,GPS控制网起点为国家三角点,建立标准的坐标位,明确矿界。

2、中长距离巷道贯通测量

运用矿山贯通测量硐外控制法建立中长距离巷道,便于事先矿山测量,各GPS控制点间不具备通视条件,也不会出现相互干扰的情况,所以建立中长距离贯通巷道是比较合适的。开展中长距离贯通巷道的过程中,在硐内采用全站仪三角高程,使其在硐内也能保持测量状态。虽然长距离的支导线不会影响坐标,但会对高程产生一定影响,其中存在的高差可利用地球曲率将其修复。下面是中长距离巷道贯通的作业流程,首先测量硐内中线及腰线并进行设计,在巷道掘进的过程中,按照设计要求在硐内依次放置中线、腰线,若是直线掘进,可采用激光指向仪,保证掘进方向的准确无误,一旦出现差错,也可在第一时间将其改正。由于中线是重要的测量控制点,因此,应运用全站仪激光在硐内进行中线放样,并保持每掘进三十米五左右作一个中线测设,两个方向的测设点都应建立在巷道顶板上。完成硐内中线放样后,再行腰线放样,依据实际的高程设计,运用免棱镜激光在巷道单侧测设多个点,并利用油漆将多个点连接为完整的线。根据实际的矿山探测要求或测矿地结构,在硐内设计多线型,例如曲线、圆曲线等,运用CASS5.1工具进行曲线测设,对各主点作曲线连接。矿山测量工作准备前,检查和校正各项测绘仪器工具,使其各项参数与设计标准一致,巷道每掘进一百米,则要对地面点进行复测,若出现与实际不符的情况,但差错在2C值内就可利用测回法将其改正。要科学合理的选择巷道地面控制点,保证其与顶板控制点处于平差,实现最佳的贯通质量。

3、传送竖井坐标

在实际的矿山测量中利用经纬仪测角选定传递竖井平面坐标,以钢丝绳进行投点,但此法需花费大量的时间、物力、人力,也难以保证测量精度。在竖井中采用陀螺仪定向联测,便于控制导线起始边的方位角传递,保证井下投点的速度、准确、科学,即使投点出现误差的时候,此种测量方法也不会对起始边坐标方位角传递产生连带作用,保证了定向精度。在实际的矿山测量中对投点作集合定向时,应充分考虑投点问题,竖井中作几何定向会花费大量的时间,不利于测量工作的时间成本,为了提高投点工作效率,采用陀螺仪定向联测简化投点的作业工序,便于获得准确、快速的定向投点,陀螺仪定向联测有利于提高传送竖井坐标的精度,是一种行之有效的方式。在传递竖井坐标的过程中,运用全站仪开展井上作业和井下作业。

4、传递竖井高程

最开始的传递竖井高程是利用钢尺法或钢丝绳作高程导入,一般在使用钢尺法的时候,还需利用到重锤、线绳、绞车尺架等设施,若出现井筒深的情况,连接钢尺使其满足测量要求,同时对其他相关设施一同进行调整和改进,这样一来,测量精度就无法保证。钢丝绳法相较于钢尺法方便一些,无需连接钢尺,但同样需要花费大量的时间、物力、人力的投入,测量差错性较高,计算方法也比较麻烦。随着时代与科技的进步,利用全站仪作高程导入具有绝对优势,全站仪有着操作简单、速度快、测量精度高特点,在开展高程导入前,根据实际施工环境在全站仪中输入相应的参数,不仅优化的测量工序,还可主动完成数据计算,保证获得准确、科学的测量结果,因此,在高层传递中会广泛应用全站仪。今后新型测绘技术还会不断的更新和推出,进一步实现矿山测量精度与效率的提高。

二、现代测绘仪器在矿山测量中的应用

测绘仪器,简单讲就是为测绘作业设计制造的数据采集、处理、输出等仪器和装置。目前,全站仪是国际上流行且实用的测量仪器,它是由电子测角、光电测距、微处理器与机载软件组合而成的智能光电测量仪器。全站仪具有经纬仪和测距仪的功效,并以数字的形式提供测量成果,其操作简便,性能稳定,功能丰富,数据可通过电子手薄与计算机进行通信。它主要具有以下特点:⑴具有很强的存储功能,并可根据需要对数据进行增减、修改和传输;⑵可以完成测量数据和坐标数据的自动化采集,并直接与计算机互相传输数据;⑶设计有除了进行基本的测量工作之外如进行坐标放样、悬高测量、偏心测量、对边测量、距离放样以及设置新点、后方交会、面积测量等特殊测量程序;⑷键盘操作,通过操作面板按键选择命令进行,方便、快捷;⑸坚硬的外壳,适应全天候作业。基于全站仪的以上优点,使其在广泛应用于地面控制测量、地形测量、工程测量、矿井联通测量等大量矿山测量工作中的同时,基于全站仪的数据存储与通讯功能,可快速建立矿山三维数据自动采集、传输、处理的矿山测量数据处理系统,从而取代传统的手薄记录、手工录入以及大量、繁琐的计算工作模式。

结语

矿山测量作为一门交叉学科,它的发展与进步受三个方面的影响:一是采矿技术和矿业工程的发展;二是测绘科学技术与仪器设备的发展;三是地质学、数理科学、环境科学等其它学科的发展与影响。矿山测量人员一直担负着矿山地面和地下三维空间的测量、储量管理及开采监督、开采沉陷监测及损害防护等工作任务,因而如何将GPS技术、GIS技术和RS技术进行很好的结合并实现优势互补已经成为当前测绘工程发展的重要研究课题。

参考文献:

[1]蔺志强。“3S”技术在数字矿山应用中的研究[J]。测绘与空间地理信息,2010

[2]樊杰。高新测绘技术在矿山测量中的应用[J]。科海故事博览:科技探索,2010