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首頁 精品范文 礦山測量學

礦山測量學

時間:2023-05-30 10:36:16

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇礦山測量學,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

第1篇

【關鍵詞】礦山作業 井下施工 理論體系

井下施工測量技術作為礦山測量學的重要組成部分,在具體的工作中存在著很多的問題。這主要是由井下施工測量工作本身的性質決定的。這項工作的有效開展,需要相關的技術人員隨時記錄好測量數據,能夠對其中涉及到的測量圖進行必要地分析,并計算出相關的數值。整個測量工作是由不同的工作環節組成的,每個工作環節對于測量數據的精度要求非常高。這就客觀地決定了井下施工測量工作的整體難度。因此,相關的技術人員必須在自己的工作崗位上盡心盡責,從而保證最終所得數據的科學準確性。

1井下施工測量的工作流程

井下施工測量工作的開展有著嚴密的流程,需要相關的施工人員在實際的工作中必須嚴格遵守這些工作流程,才能從根本上避免安全事故的發生。這些工作流程主要包括:(1)相關單位將所要測量區域的設計圖紙交給測量單位后,測量單位的技術人員必須要對設計圖紙進行嚴格的審核,并開出最終的審核通知單;(2)現場施工的測量人員根據設計圖紙的要求,查找參考資料。所有工作準備就緒后向上級部門申請批準,得到批準后首先對井下的地形進行實際的考察勘探;(3)井下測量時對所要測量的位置進行準確地標記;(4)對原先的測量邊、測量角進行必要的檢查,檢查無誤后開始導線延伸。對于其中的工作誤差進行必要的修正;(5)導線測量以施工放線完畢為基準,采用標準的導線測量方法開展作業;(6)開始腰線的標定工作。首先核對原先的腰線位置,然后根據設計圖紙的要求進行重新的測量。這主要針對的是坡度延伸的腰線位置確定。當一切數據都與理論值相比沒有太大的偏差時,則意味著井下作業完成;(7)升井后將測量的數據與原始數據進行比對,并對相應的測量結果進行必要地驗證計算。最后交給工作組組長檢查;(8)當所有的資料準備工作完成后開始填圖,并根據實際的井下測量情況下發相關的測量記錄單;(9)對所有的測量資料進行統一地整體保存。

2井下施工測量工作中存在的主要問題

2.1施工前資料準備工作的問題

施工前資料準備工作的問題主要是針對設計圖紙的審核。審核的內容主要是:(1)設計圖紙中各個角度的標注以及相關坐標點的位置所對應的數據,是否和已知的數據相吻合。這是對設計圖紙整體上是否科學規格的審核;(2)審核巷道的高程與已知的數據是否一致:(3)設計圖紙中相關標注尺寸的比例與實際的要求是否相對應;(4)施工過程關于巷道間的相連路線之間的數據需要進行驗證標注,并做好間距通知單的發放工作。這些是施工前期對于設計圖紙審核的主要內容。但是在實際的工作過程中,由于技術人員對于這些工作內容審核的不仔細,很容易造成重大的安全隱患。

2.2井下測量工作中存在的問題

這些問題主要體現在:(1)原始數據記錄錯誤,無法確定測量點的實際位置;(2)由于巷道實際的工作環境影響,數據分析不準確;(3)相關的技術人員設備操作不規范,導致測量數據與理論數據不相符;(4)記錄的內容不齊全,部分重要的標注數據沒有做好及時地記錄;(5)進行統一的資料整理時,忘記了標注相關的計量單位,導致數據的精確度無法確定;(6)測量過程中應急機制不完善,無法處理好突發的事件。

3井下施工測量工作中存在問題的解決措施

3.1做好事先的資料準備工作

在井下施工測量工作開始前,必須及時地做好設計圖紙的審核工作。對于設計圖紙中存在的一些問題,應該及時地與相關部門的負責做好溝通工作。將問題存在的原因進行統一的記錄分析,在規定的時間內將所有的問題快速地解決。同時,由于井下測量過程中可能會遇到各種突發的狀況。這就客觀地要求技術人員在對設計圖紙進行審核時,必須對其中的方位值、方位角及一些標注比例進行必要地檢查。在對相關標注進行審核時,必須嚴格按照國家的行業標準去核對,從根本上將所有可能出現差錯的位置進行不斷地審核。

3.2做好井下的施工測量工作

在實際的施工測量工作開始后,施工人員首先應該對井下的整體地形進行全方面的考察。對于設計圖紙中已經標注的測量點進行認真地核對,保證每個測量點的準確性。在開始測量工作時,也應該隨時檢查好自己的測量工具攜帶是否齊全,從而使實際的測量工作不會受到太大的影響。同時,在對巷道高程的測量過程中,必須將實際的測量值與原始的數據進行比對,確定測量數據是否符合實際的要求。在對放線方位角和夾角的推算過程中,必須控制好誤差,保證測量數據與原始數據的不會出現太大的差錯,避免安全事故的發生。當所有的井下工作完成后,技術人員在對資料進行統一的整理時,必須認真地記錄好每一組數據,避免由于人為的工作疏忽而導致整個測量工作的失敗。

4結語

在開展礦山測量學的井下施工測量工作時,應該記錄好每個測量點的實際位置,保證測量結果的科學有效性。井下施工測量工作存在著很多的問題,實際的作業區也受到一些不確定因素的影響,這就客觀地決定了相關的技術人員在具體的測量工作中必須保持一種高度的責任感,以認真負責的工作態度對待自己的工作崗位。做好井下施工測量工作,有利于減少礦山安全事故的發生。

參考文獻:

第2篇

關鍵詞:礦山測量技術;現狀;發展;趨勢;創新

中圖分類號: P216 文獻標識碼: A

我國的礦山測量技術發展較晚,與國外發達國家相比還處于較為落后的位置,測量方法和測量儀器都較為落后,對測量工作的進度產生了嚴重影響。為了能夠跟上時展的步伐,我們應研究和開發更加先進的測量技術和測量儀器,并在礦山測量工作中得到普及和推廣,以發展我國礦山測量技術。

一、我國礦山測量技術的發展

1、礦山控制網技術

礦山控制網的設置和布局是礦山生產過程中的基礎性技術工作,直接對后期地形測量、勘察、檢測產生影響,對于礦山測量技術的發展有著直接的作用。改革開放以來,我國建立了礦山測量數據庫和管理系統,對于控制的成果進行了有效的整合和管理,可以實現對各個礦山測量控制點的統籌管理、數據統計與分析。

2、礦區地形圖測繪技術

在礦區的平面和高程控制網設置完成之后,就可以對控制網中的有效控制點進行地形圖的測繪。當前,我們使用的地形圖測繪技術從最開始的平板儀測圖逐步向RTK地形圖測繪進行發展,摒棄了傳統測繪技術中精度較低、誤差較大的平板儀測圖技術,轉而采用精度較高、不受氣候條件影響、作業環境較好、測量誤差較小的RTK地形圖測量技術,極大地提高了礦區地形圖測繪的工作效率。

3、礦井貫通測量技術

為獲取實際的貫通誤差值,作為下一步調整礦井施工中線的依據,在礦井作業中一般采用貫通測量技術。貫通測量是坑道施工中和貫通后的測量。前者是為確保掘進的礦井能按設計準確貫通而進行的,一般包括:地面聯測、地下導線測量和坑道掘進測量、放樣掘進方向和坡度,并常檢查其正確性;后者是在隧道貫通后,測定實際的橫向、縱向和豎向貫通誤差。

4、礦區變形測量技術

變形監測就是利用專用的儀器和方法對變形體的變形現象進行持續觀測、對變形體變形性態進行分析和變形體變形的發展態勢進行預測等的各項工作。由于地殼運動等原因,很多礦山都呈現了不懂程度的變形現象,將對礦山開采工作產生一定的影響。礦區變形測量技術能夠對礦山生產工作提供保障作用,更好地對確定測量的精度。

二、我國礦山測量技術的創新方法和發展趨勢

隨著社會經濟的發展和科學技術的發展,當前在我國的礦山測量技術方面的創新主要有如下幾個方面:

1、理論方面的創新

由于礦山測量工作中涉及到很多學科的交叉,礦山測量理論也涵蓋了與此相關的各門學科,隨著礦山測量實踐的不斷加強和學科理論研究的不斷深入,礦山測量在理論方面將得到不斷的發展,將有更多立足于礦山測量實踐的理論研究不斷進行突破,最終用理論上的創新來帶動礦山測量學科的發展。

2、測量技術方面的創新

礦山測量的本質是一門技術,并且應用的領域非常廣泛,與礦山開采的各個階段、環節都有著緊密的聯系,推動每個采礦環節都能夠實現科學、精確的生產。但是在采礦實踐中,有很多新問題不斷地涌現,給礦山測量和生產帶來了很多的不便,甚至會產生礦井事故,危害施工人員的生命安全,給礦井的經濟效益帶來了打擊。為了探尋新問題的解決方法,提升礦山測量工作的效率,就應在原有的基礎上進行技術改革和創新,采用科學的方法來解決施工中隨時產生的新問題,最終實現礦山測量技術上的創新。

3、應用方面的創新

由于礦山測量技術一直隨著科學技術的改革和實踐發展而進行變化,礦山測量技術的應用領域也由原先的礦山勘察和生產向著更多的方向發展。為了能夠使礦山測量技術既能夠保障傳統礦山測量工作的質量與功能,并且向其他領域進行拓展,就需要在測量技術應用方面不斷發掘測量應用的新領域,探尋具有發展潛力的應用領域,并且在當前的礦山測量領域中追求卓越、不斷創新,使礦山測量技術一直處于不斷的發展中,并與各門學科相互結合,最終實現礦山測量技術應用領域的擴展。

三、結語

從上文中可以看出,在科學技術的帶動下,我國的礦山測量技術已經得到了快速的發展,并逐步運用于更多領域的生產實踐中。隨著時代的發展,傳統的礦山測量技術已經無法滿足當前飛速發展的礦山生產工作,為了能夠保障礦山開采工作更加安全、精確、優質地進行,我們應加強對礦山測量技術的創新與發展,以促進我國礦山開采工程向著更加高效的方向發展。

參考文獻:

[1]韓小慶. 淺論我國礦山測量技術的發展及創新[J]. 科技致富向導,2012,29:257+212.

[2]汪云甲,郭達志,鄧喀中,卞正富,吳立新,張書畢,杜培軍. 我國礦山測量學科的發展與創新[J]. 測繪通報,2005,02:1-6.

[3]高偉. 淺析礦山測量技術的發展和提高[J]. 新疆有色金屬,2012,05:42-43+45.

第3篇

關鍵詞:3S;礦山測量;數字礦山

中圖分類號:TD1 文獻標識碼: A

引言

礦山測量學是一種空間幾何學,是測量學、地質學和采礦學的一個交叉學科。它綜合運用測量、地質及采礦等多種學科的知識,來研究和處理礦山地質勘探、建設和采礦過程中的各種實際問題。礦山測量是一項艱巨的任務,要用到現代測繪儀器和技術,將先進的現代技術同礦山測量的實際工作。在新時期測繪新技術的應運而生為礦山測量技術的進步注入了巨大的活力特別是“3S”技術的發展,成為礦山測量學取得新發展、新突破的關鍵,促進礦山測量的改革和發展。

一、GPS技術

全球定位系統(Global Positioning System,通常簡稱GPS),又稱全球衛星定位系統,是一個中距離圓型軌道衛星導航系統。起源于20世紀80年代人造地球衛星導航定位技術的問世,到20世紀70年代已逐步發展為全球定位系統。以其全天候、高精度、自動化、測站間無需通視、可同時測定點的三維坐標等優點,已經成熟地應用于大地測量、控制測量、工程測量、地籍測量等方面,并廣泛運用于人類生活的其他方面。

(一)、GPS技術在礦山控制測量中的應用

由于每個礦區的實際情況不同,在地形和礦物質構成方面各有特點,所以礦區地面控制測量應該根據礦山工程的實際需要,在地面上散布一種類似于網狀的結構,通過精密測量,確定其地面位置,GPS是礦山地下工程測量的基礎。相較于傳統測量的平面控制網狀設為導線網(閉合導線、符合導線)或三角網不同,GPS測量對兩點間通視并不要求,且所測點位精度均勻,與常規地面控制相比,具有很大的優越性和靈活性,尤其適合礦區平面控制測量。GPS技術應用于礦區地面控制測量,在建立新的礦區控制網、檢核和改善已有控制網、對舊網進行加密以及日常工作中控制點的設立等方面都具有顯著的優勢。

(二)、RTK技術用于礦區地面碎部測量

GPS-RTK(Real Time Kinematic)技術是實時載波相位差分技術,實時處理2個測站載波相位觀測量的差分方法。工作原理是基準站根據改正點的準確坐標求出到衛星的距離的改正數并將這一改正數發給移動站,移動站接收到這一改正數來改正其定位結果。RTK技術的觀測值精度高,可以達到厘米級,滿足礦區各比例尺測圖要求。RTK是通過綜合了其他測量儀器的優點,對提高工作效率、圖形的數字化管理和使用也起到了促進作用。 利用RTK測量手段可以得到所有測點的三維坐標,以數據、圖形和位置等不同的表現形式反映到具體的應用環境中,解決了圖形不能統一到國家坐標系中這一問題。與傳統地形測圖相比,RTK技術的特點有:不需建立加密控制網,不要求測站間通視,測量工作比較靈活;誤差相互獨立、不積累、不傳遞,測量精度高;工作效率高;測量獲得的數據成果便于存儲、管理和共享,達到一測多用的目的。RTK技術已經在地形測量、線路測量、地籍測量、圖根控制測量、大面積地面沉降監測、工程放樣等方面進行了廣泛的應用。

(三)、GPS技術應用于礦區地表移動監測

傳統的地面測量布設礦區地表變形監測網,是將水平變形(二維網)和地表沉降變形(一維網)分別布網。如果監測環境復雜,對監測技術要求也就相應較高,因此應用常規技術不僅觀測時間長,勞動強度大,而且難以實現自動化監測。目前礦區地表移動監測以GPS技術為主,按監測對象及要求不同又可分為靜態測量法、快速靜態測量法和動態測量法三種。GPS技術用于垂直分量的監測(高程)一直備受關注。首先,GPS獲得的高程其高程系統與傳統不一致,(GPS為大地高系統,而傳統水準測量為正常高系統); 其次,GPS測得的高程精度要比水平位置精度低,通常解決方法是利用GPS高程根據研究區已有的、足夠數量的、高精度水準測量值來擬合研究區的似大地水準面,依此來求得GPS測點的水準高程,擬合精度因測區環境水準點的數量以及水準網的結構和擬合方法而異。

二、GIS地理信息系統

地理信息系統( Geographical Information System),簡稱GIS,是采集、存儲、管理、描述、分析地球表面及空間和地理分布有關的數據的理論和技術的總稱。地理信息系統的多源數據綜合分析和數據管理能力可以給具有空間屬性的基礎地質資料、地球物理、地球化學以及遙感等異源數據提供一個良好的融合平臺。GIS在礦山測量中的運用有兩個方面:

(一)、礦山管理信息系統

礦山管理涉及礦山設計、巷道開挖、礦產開采、沉降監測、土地復墾、環境評價等一系列過程。在這一過程中的每一個環節,都離不開GPS的重要作用。礦山管理信息系統是一個龐大的管理系統工程和技術體系,目前,許多研究者已在礦區地質災害、礦山機電安全管理、煤礦災害事故、礦井通風信息系統、煤礦瓦斯管理信息系統、礦區生態環境評價、礦區土地利用、煤礦安全管理、礦山開采沉降可視化、井下可視化管理系統、救援信息系統等方面進行了研究和探討,這些研究都是礦山管理信息系統的重要組成部分。

(二)、三維礦山

三維礦山是將礦山客觀實體建立成一個模型,用以直觀、方便、明了的觀測礦山,通過三維礦山的建設,地質、礦業界人士能夠更直觀、更精確地圈定礦體邊界,了解不同礦體分布的三維形態,準確地解譯和圈定地下地質體,借以指導礦業開發和深部找礦預測。

三、RS遙感技術

遙感(Remote Sensing),簡稱RS。是通過遙感器這類對電磁波敏感的儀器,在遠離目標和非接觸目標物體條件下探測目標地物,獲取其反射、輻射或散射的電磁波信息(如電場、磁場、電磁波、地震波等信息),并進行提取、判定、加工處理、分析與應用的一門科學和技術。

合成孔徑雷達干涉(InSAR)測量,是利用雷達信號的相位信息提取地球表面的高精度三維信息,可以測量地面點的高程變化,是目前空間遙感技術中獲取高程信息精度最高的一項技術。由于它可以獲得全球高精度的(毫米級)、高可靠性的(全天時、全天候)地表變化信息,因此能夠有效地監測由自然和人為因素引起的地表形變。目前,該技術已廣泛應用于地表沉降監測、滑坡監測、地震形變監測、冰川動力學等方面;并且在工礦區地表沉陷、閉坑礦井塌陷、礦山地表形變、煤礦開采沉陷等監測方面的研究也取得了滿意的效果。

四、“3S”集成技術

根據國內外局勢的發展需要,由全球定位系統、地理信息系統和遙感技術三者構成的新集成技術,勢必成為將來礦山測量中的主導技術。首先,遙感技術通過遙感傳感器獲取地表數據,再進行分析處理,然后獲得地物信息;其次,地理信息系統的優點在于對數據進行分析, 兩者集成可實現優勢互補,利用遙感影像資料進行礦區土地利用變化進行分類解譯,結合GIS技術進行土地利用動態監測全面系統地反映土地利用狀態和它的分布規律;再次,GPS與GIS組合用于礦山的安全監控和測量,可構成GPS數據采集與GIS數據管理的實時分析等。=由于GPS在實時定位方面具有的優勢,使得GPS與遙感圖像處理系統的集成變得水到渠成。不管是RS還是GIS處理的都是二維或三維數據,GPS能夠方便快捷的獲取到所需要的坐標,精度也隨之越來越高。“3S”的兩兩結合中, RS和GIS的結合是核心,共包含三種方式:分開但平行的結合,表面無縫的結合以及整體的結合。

結束語

“3S”技術的產生有其特定的歷史社會背景,雖然目前處于不成熟的階段,但是將來的進步空間是非常大的。空間信息技術及地球信息科學的發展日新月異,傳統的礦山測量己就像繩索丈量,已經不能適應現代礦山測量技術的發展,所以3S技術的發展正好彌補了這一缺憾,逐步在礦山測量仲奠定堅實的技術基礎,發展成為強大的礦山空間信息技術。并且隨著現代“綠色開采”理念的提出和發展以及數字礦山的進一步建設,“35”技術必將在未來礦區生產、建設方面立下汗馬功勞,成為不可替代的中堅力量。

參考文獻

[1]張文兵,。 淺談“3S”技術在礦山測量中的應用[J]。 科技信息,2009,31:825+904。

第4篇

關鍵詞:GPS—RTK;礦山測量;應用分析;優缺點

中圖分類號:O741+.2 文獻標識碼:A 文章編號:

引言

隨著科學技術的發展,測量工作在礦山的重要性也日益顯現,礦區平面控制網與地形圖、礦區土地復墾開發和生態環境整治、并下巷道的開拓和礦區規劃建設等都需要大量的測繪工作,用傳統的測量手段全站儀加水準儀來完成需要時間,工作量也大。GPS-RTK測量具有高精度、高效率的優點,在控制測量領域得到了廣泛的應用。隨著GPS-RTK接收機性能和數據處理技術逐漸完善,GPS-RTK應用領域也不斷拓寬。

1GPS—RTK技術的結構和基本原理

1.1 GPS — RTK技術的結構

現階段礦山測量系統主要應用的GPS—RTK技術大多有以下幾方面組成:GPS接收設備、數據傳輸系統和軟件系統。①GPS接收設備,主要是GPS接收機,接收機可以快速準確的計算觀測數據。② 數據傳輸系統,主要由無線電發射臺、用戶站的接收機構成。可以根據用戶站與基準站之間的距離、環境以及數據的傳輸速度選擇頻率和功率。③軟件系統,有固定的軟件程序作支撐,能夠選擇靜態、動態、實時動態等分析模式,可以對計算結果進行一致性檢驗和分析評價。

1.2 GPS—RTK測量技術的原理

以一個基準點和一個基準站為基礎,基準點上設置精確度較高的首級控制點,可以進行連續觀測,基準站里設置一臺GPS接收機,可以接收GPS衛星的信號。利用相對定位原理,對基準站上利用無線傳輸設備接收的觀測數據進行計算,同時可以顯示用戶的實時三維坐標。這種以載波相位的觀測為根據的實時差分GPS測量技術,可以對數據進行時時觀測,及時了解基線的計算結果。

2 GPS —RTK技術的優缺點

2.1 GPS—RTK技術的優點

①測量精準:在煤礦作業區進行工程測量過程中,現場可以觀察坐標的具置,精確度高,通常說來,基線向量的精度有個大致的范圍。②24小時不間斷作業:RTK測量技術在工作過程中,不會受到天氣、氣候和季節變化的影響,無論白天還是黑夜都可以實現連續觀測。③作業效率高:觀測過程中,可以將基準站設置為中心點,用流動站進行觀測,不需要在設置其他觀測點,可以大大提高工作效率。此外,流動觀測可以擴大儀器的使用范圍,不需要測站間相互通視,減少了布網的成本投入。④ 操作簡單:數據傳輸、數據處理、存儲數據的能力強,測量的速度和數據的精度大大提高,可以通過計算機、全站儀等通信設備與直接測控制點實現通訊,不需要投入太多人力物力,作業故障率大大降低。從而可以減少觀測步驟,縮短觀測時間,提高工作效率。⑤ 降低了作業條件限制:與傳統測量相比,RTK技術不要求兩點間滿足光學通視,只要求滿足“電磁波通視”。RTK技術受通視條件、能見度、氣候、季節等因素的影響和限制較小,在傳統測量看來由于地形復雜、地物障礙而造成的難通視地區,只要滿足RTK的基本工作條件,也能輕松地進行快速高精度定位作業。

2.2GPS—RTK技術的缺點

①受儀器自身性能的影響。各個控制點的測定工作都是獨立完成的。在觀測前要對儀器進行校驗,將儀器的各個參數設置在合理范圍內,檢查數據傳輸系統是否暢通;觀測中要時刻注意儀器的運行狀態;觀測結束前或儀器失鎖時要將測定值與已知值進行對比,以確定參數設置是否正確。② 高程轉換干擾的影響。一些煤礦在我國的一些山區,高程轉換誤差較大,而定位作業模式又要求有精確的高程轉換,因此,GPS—RTK技術高程轉換為海拔高程時比較困難,精度也大大降低,嚴重影響了GPS—RTK的高程測量精度。③受天氣或衛星影響。測量過程中,由于衛星高度截止角不適合,有時會出現計算時間較長,有時無法獲取穩定的雙差解。GPS—RTK容易受衛星、天氣狀況,數據鏈傳輸情況的影響。不能達到較好的可靠度和穩定性。

3 GPS—RTK技術在礦山測量中的具體應用

隨著礦山開采規模的擴大,礦區地表地形越來越復雜,為了更好地為礦山開采做好服務,礦山測量的工作人員需要對地形進行不斷的修正和重新規劃,定位技術由于其自身的許多優點,已經在礦區地理信息、礦區儲量、礦區土地開發、生態環境整治、礦區規劃建設等方面廣泛應用。

3.1 測量礦山地面形變

礦區地形是否變化是礦區人民普遍關注的一個重要問題,對地面形變的測量分析可以為科學分析礦區地面形變提供依據,具體方法是,對地面某一點的水平位置和高程進行定期觀測,對比分析測量數據。最后得出地面某一點的水平位移變化值及下沉值。常規測量方法是:利用礦區地面所設置的基準點和觀測點組成一個監測網,用全站儀測定監測網的邊長和角度,用水準儀測定各個測點間的高度差,根據測量數據計算出監測網各個點的水平位置和高程,最后求取礦區轉換參數。

3.2 測量礦區的工程建設

由于,RTK技術在工程定位和工程放樣過程中非常方便,而且可以提供測站點在指定坐標系中的三維定位結果。所以,測量技術比較廣泛的應用于礦區建設項目中,如:礦區地面建設工程測量、土地勘測定界、地面三維空間定位、開采沉陷地表巖移站觀測、開采災害防護與監測等。例如:在礦區設立多個地表巖移觀測站,通過測量各個觀測點的二維坐標,通過實測資料分析可以得到測點的水平移動變形數據等信息。

3.3 礦區控制網的建立和使用

常規測量時要求控制點能相互通視,測量工序復雜,而且精度不準確,不能馬上知道測量結果的精度。用GPS—RTK技術進行測量能馬上知道實時定位結果、實時定位精度,可以極大提高作業效率。GPS—RTK技術進行實時定位時可達到厘米級的精度。GPS— RTK技術在礦區控制網布設時,測量精度適合規范要求,作業方便快捷。

結束語

近年來,科技的進步,推動了礦山機械、礦山測量技術的發展。尤其是礦山測量GPS技術的應用,在礦山測量中的作用日益顯現,大大提高了測量精度和測量人員的作業效率,隨著礦山開采工作量的加大,GPS—RTK技術被廣泛應用于礦山測量中。現階段比較先進的GPS—RTK技術必定被更高水平的測量技術所取代,礦山測量一定能夠實現測量精度更高,測量效率更高,測量工作量大大降低。

參考文獻:

[1]張應學.GPS在礦山測量中的工作原理及應用分析[J].中國新技術新產品,2010(05).

[2]李東紅.RTK(GPS)定位技術在礦山測量中的應用[J].SCI.ENCE&TECHN0L0GY INF0RMAT10N,201 1(09).

[3]喬水利.GPS—RTK在礦山測量中的應用研究[J].科技傳播,2011(01).

[4]郭達志.礦山測量的昨天、今天和明天[A],第七屆全國礦山測量學術會議論文集[C].

第5篇

【關鍵詞】礦山測量;安全生產;礦井

礦山測量是礦山建設和生產過程中一項重要的基礎性工作,貫穿于煤礦建設和生產的全過程。隨著采礦工業的不斷發展,礦山測量工作通過測量、地質及采礦等多種學科的知識,來研究和處理礦山地質勘探、建設和采礦過程中由礦體到圍巖、從井下到地面在靜態和動態下的各種空間幾何問題。礦山測量工作對促進和保證安全生產,提高經濟效益,以及合理開發利用礦產資源起著相當重要的作用。

1 礦山測量的主要任務

1.1 建立礦區地面和井下(露天礦)測量控制系統,測繪大比例尺地形圖,為煤礦各項測量工作提供起算數據

1.2 依據設計文件,進行礦區地面與地下各種工程的施工測量和驗收測量

1.3 測繪和編制各種采掘工程圖和礦圖

1.4 建立地表、巖層和建筑物變形觀測站,進行巖層與地表移動的觀測及研究,為留設保護礦柱和安全開采提供可靠資料

1.5 參加采礦計劃的編制,并對資源利用及生產情況進行監督和檢查

2 礦山測量在礦山在勘探、設計、建設、生產、報廢各階段中的作用

礦山測量是礦產資源開發過程中必不可少的一項重要的基礎技術工作。在勘探、設計、建設、生產各個階段直到礦井報廢為止,都要進行礦山測量工作。

2.1 在礦床勘探階段,要建立勘探地區的地面控制網,測繪1:5000比例尺的地形圖,標定設計好的勘探工程,如鉆孔、探槽、探井、探巷等,并將它們測繪到平面圖上。還要與地質工作人員共同測繪、編制圖紙資料和進行儲量計算。

2.2 在礦山設計階段,需測繪比例尺為1:1000、1:2000的地形圖,供工業廣場、建(構)筑物、線路等設計用,還用來計算土方量等工作。

2.3 在礦山建設階段,主要進行一系列施工測量。如標設井筒或露天礦開挖溝道位置,工業廣場的建設,工業與民用建筑物放樣,鑿井開巷測量,設備安裝測量及線路測量等。

2.4 在礦山生產階段,需要進行需要進行標定與測繪,儲量管理,采礦監督,巖層與地表移動觀測與研究,露天邊坡穩定性的觀測與研究,參與采礦計劃編制和環境保護與土地復墾的工作。

2.5 當礦山報廢時,還要將全套礦山測量圖紙、測量手簿及計算資料轉交給有關單位和部門長期保存。

3 礦山測量在礦山建設與生產中的作用

3.1 計劃生產方面

準確的測量數據能夠為礦山從事安全生產工作提供了可靠保障。礦山測量工作可以為礦山的管理及時提供反映生產狀況的各種圖紙資料和各種統計數字,準確掌握各種工業儲量變動情況的第一手資料,從而使計劃的編制和生產的指揮有可靠的依據。礦山測量人員要及時提供反映生產狀況的各種圖紙資料,準確掌握各種工業儲量變動情況,并參與采礦設計的編制和檢查其執行情況。井下導線點和高程點的高精度控制,是地質部門提供地質資料的依據。無高精度的導線點,將給地質預報工作帶來誤差,也會給生產工作帶來不必要的損失。有了精確的數據,才能使施工單位合理、有效地控制施工中遇到的復雜多變的地質條件,正確處理好貫通巷道的安全生產工作。因此,測量基礎工作做好壞直接關系著礦井的安全生產。

3.2 資源利用方面

礦山測量在礦產資源開發利用方面同樣具有極其重要的作用,主要是研究和指導礦山生產的均衡發展,有效降低礦產資源的損失,使之充分利用地下資源提出有效措施。

礦產資源的損失是多方面的原因造成的,其中它與礦山測量工作的質量是有一定關系的。例如,由于采場炮孔位置與深度測設不準確,混入大量廢石,甚至導致礦產資源未能采出,這是損失的很重要的一個原因。這就要求礦山測量工作必須嚴格按照采礦設計進行放樣。礦山測量還可以通過對巖層及地表的移動觀測,圈定巖層和地表移動范圍,研究地表移動規律,然后提出合理的保安設計,既減少礦產資源的損失,又不致使礦山安全受到威脅。

3.3 保證工程質量方面

礦山的工程質量是礦山安全的保障,而礦山測量工作的質量直接影響到工程質量的好壞。礦山測量可以通過施工放樣、質量檢查和工程驗噬等測量手段,保證各種采礦工程按設計的要求進行施工。地下礦山開采所形成的特殊空間,給日常施工、檢查和驗收工作帶來諸多困難。例如, 由于管理不嚴,操作不當和工程質量低劣造成的,即使不會立即發生頂板事故,卻隱藏著重大事故隱患。通過定期對巷道位置、方向、坡度和斷面規格的跟蹤測量,盡可能地避免因巷道不必要的拐彎和超欠挖現象而埋下不安全隱患;通過對工作面的驗收測量,一方面確定各時期工作面的位置,另一方面對采空區進行普查,為頂板管理提供可靠的圖紙資料;通過建立礦壓監測站,測量頂板下沉量、頂板下沉速度、支柱所承受壓力和支柱壓縮量,把觀測數據進行綜合分析。指導安全管理人員有針對性地采取相應措施,根據不同的情況,采取不同的支護方式,防止冒頂、垮塌等事故的發生。

3.4 安全生產方面

在安全生產方面起保證和指導作用,測量技術人員充分利用測繪的各種礦山測量圖,按照采礦設計,發揮較全面的熟悉采掘工程的特點,及時正確標定和實測巷道的位置、方向、坡度,使采掘巷道不掘入危險區域內。礦山測量工作可以對危險區域標定警戒線,對處理各種工程事故和自然災害(如地震)提供圖紙資料,并協助進行有效的救援工作。

測量人員必須準確及時地配合生產部門精心施測,保證精度。若掉以輕心,將造成重大損失。

總之,礦山測量工作對于采礦工程來說是很重要的。采礦工程人員必須了解與掌握礦山測量的基本知識和操作技能。只有這樣,才能與礦測人員進行有成效地合作,使采礦設計更加可靠與合理,使礦山生產正常有效合理安全的進行。

【參考文獻】

[1]關桂良.礦山測量[M].煤炭工業出版社,1996,4.

第6篇

關鍵詞:全站儀導線測量 三架法 懸掛棱鏡法 應用

由于全站儀的普及被廣泛應用到生產大型建筑和地下隧道施工等精密工程測量等領域。全站儀的地面控制測量和礦山井下導線測量常規采用三架法,即利用3副三腳架、一臺全站儀、兩臺棱鏡(前、后視)進行導線測量的一種測量方法。這種測量方法可以滿足各種工程測量精度的需要。但這種測量方法在礦山井下測量中存在一定的局限性,由于礦山井下作業空間小,測量導線點位一般都設置在巷道頂板上等特點,這種測量方法儀器設備多,操作方法繁鎖,勞動強度大,作業時間長,對礦山正常生產造成一定的影響。筆者通過多年的礦山井下測量實踐,對全站儀導線測量三架法改用懸掛棱鏡法進行導線測量,懸掛式棱鏡能克服這些缺點而且能最短的時間內,準確、及時、快速地完成各項測量工作,減小對生產的影響并能滿足測量工程的精度要求。

1、懸掛棱鏡法導線測量方法

(1)懸掛棱鏡的制作方法:使用帶活動支架的帶覘板的單棱鏡,先用棱鏡安設在三角基座上架設整平好棱鏡,在20米開外架設全站儀整平好。豎絲瞄準棱鏡中心,固定照準部,在棱鏡活動支架和覘板上分別在距邊緣5mm處豎絲方向標出記號,在標出記號處用精密車床分別鉆1mm小孔,以便于懸掛繩子。

(2)懸掛式棱鏡的檢驗:在地面選一高處約2米左右釘上一測點,用線繩掛上懸掛式棱鏡,棱鏡下端小孔也懸掛一錘球,一人用手穩住,另一人在另一處安置全站儀,整平對中后用豎絲瞄準懸掛式棱鏡上、下線繩與棱鏡中心檢驗是否與全站儀豎絲重合,再用上、下對換懸掛棱鏡檢驗。若能重合,懸掛式棱鏡制作合符要求,可以使用。同時,正倒鏡測量幾組距離和傾角數值,是否在允許值范圍內。

2、貫通測量實例分析

2.1 貫通測量實例概況

福建煤電蘇二煤礦白沙南主井貫通工程是解決白沙南各采區排矸、通風、供水、供電、放料。導線全長5.4km,地面導線長2.3km,井下導線3.1km,井下斜井導線0.8km。

2.2 貫通測量作業實施

2.2.1 地面導線測量

地面導線測量采用全站儀三架法導線測量,導線全長設測站12個,平均邊長175米。地面導線按礦區一級導線控制測量要求施測,每次測量一次對中二測回,二次獨立觀測。測前測后各量取一次儀高、覘高,距離(斜距)由全站儀直接測得。半測回、測回間測角、測距互差要符合一級導線控制要求。

2.2.2 井下導線測量

井下導線按井下7″級控制導線測量要求施測,導線全長設測站48個,平均邊長65米,最短邊16.5米,最長邊153米。采用懸鏡法導線測量,就是利用特制的棱鏡懸掛在井下測點上進行測角、測距。測量要求與地面測量一樣,測量時,用線繩穿過小孔懸掛在測量點上,量取點位至棱鏡中心距離記錄為鏡高,當巷道內風流較大時棱鏡下端用線繩穿過另一小孔可拴重物,起穩定作用,測水平角照準錘球線,測傾斜角照準棱鏡中心。平巷測量時懸掛棱鏡覘板小孔,斜井測量是懸掛活動支架小孔,以便于調節棱鏡面垂直照準視線。用這樣的棱鏡配合全站儀在井下測量導線就非常方便了。但有一點要注意的是:因點位是在巷道頂板,量取儀高、覘高時是按鉛錘方向從測點小孔中心到儀器、棱鏡中心量取儀高、覘高,計算測量點高程時是前一點高程加高差減儀高加覘高而得(即HB=HA+H-i+v)。用儀器記錄測量坐標時在輸入儀高、覘高數值時必需在輸入數值前加“負號”。

2.3 導線測量精度分析及貫通測量效果

2.3.1 導線測量精度分析

對貫通測量導線進行精度分析,分別通過地面和井下獨立二次觀測,求得地面導線最弱點點位中誤差為0.028m,相對精度為1:75000。井下導線最弱點點位中誤差為0.048m,相對精度為1:64500。井上、下導線精度均高于規范精度要求。

2.3.2 貫通測量效果

貫通后對貫通相遇點(相遇點在上山斜井上)進行實測,在水平重要方向上的誤差為0.098m,高程方向上的誤差為0.151m。貫通精度在允許偏差范圍內。

3、結論及體會

(1)通過多次、多條導線的測量實踐,懸掛棱鏡法測量方法完全可滿意足工程測量精度要求。

(2)懸掛棱鏡法測量大大地簡化了井下導線測量方法,縮短了作業時間,減少了勞動強度。

(3)最大限度地減少了對礦井正常生產的影響。

(4)通過這種測量方法的實踐改進對今后礦山井下測量有積極的借鑒作用。

(5)這種測量方法特別適合礦井生產過程中的日常測量。

(6)特別注意用儀器記錄測量坐標時在輸入儀高、覘高數值時必需在輸入數值前加“負號”,區別于地面測量時直接輸入儀高、覘高量取值。

參考文獻

[1]張國良.礦山測量學.中國礦業大學出版社,2001年7月.

[2]孔祥元,郭際明.控制測量學.武漢大學出版社,2006年10月.

第7篇

關鍵詞:三角高程 全站儀 實測改正量 精度

中圖分類號:TD17 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)05(b)-0025-02

高程測量根據使用儀器不同可分為三角高程測量和水準測量,三角高程測量主要選用經緯儀或者全站儀,水準測量主要選用水準儀。在現今礦山測量工作中,由于井下作業情況和儀器應用情況,多采用全站儀代替經緯儀和水準儀來進行高程(差)測量,不僅工作效率大大提高,還能減小測量人員的勞動強度和減小測量工作帶來的誤差。但在實際工作中,選用的方法和實際情況決定測量誤差的大小,因此眾多測量工作這關注這些問題。本研究從全站儀三角高程測量的誤差分析入手,通過全站儀在湖南玉嶺多金屬礦山施測數據分析,優化設計得到在此類情況下處理和減小誤差,提高精度的處理方法。

1 三角高程測量的精度分析

三角高程測量以測量豎直角δ和斜邊長L(或者平距D)來求取相鄰兩點間高程:

2 井下三角高程測量原理

礦山巷道測量時,根據巷道坡度的大小、采礦工程的要求等具體情況,選用水準測量或三角高程測量測定。當巷道傾角小于5°時采用水準測量;傾角在5°~8°之間可采用水準測量,也可采用三角高程測量,當傾角大于8°時則采用三角高程測量。并根據測距與測傾角誤差的影響,在距離達到400 m和超過400 m以后,傾角加大誤差減小;當傾角接近90°時測量高程的誤差受傾角誤差影響很小,可達到很高的精度[2]。傾角小,距離短,誤差小;傾角小,距離長,誤差大;傾角大;距離短,誤差相對小;傾角大,距離長,誤差大。

巷道高程測量選用三角高程測量,由于本項目工程量較大,需要進行巷道總長度10 km,為加快測量速度和精度的實用要求,采用全站儀的高程測量,同時進行導線測量。

巷道導線點多選在頂板上,i和v為負值,在底板時為正值。這與地面測量的記錄又有不同:基本原理及測量數據如圖1。

圖中:L′為實測斜長,基本控制導線應是經三項改正后的斜長;δ為垂直角,仰角為正,俯角為負;i為儀器高,由測點量至儀器中心的高度;v為覘標高,由測點量至照準目標點的高度。

3 施測及數據整理

巷道測量采用三架法。附合導線水平角和垂直角各測一測回,閉合支導線水平角左右角各測一測回,變換儀器高后垂直角各測一測回。觀測時儀器和覘牌都嚴格整平、對中。水平角2C互差不大于13″,垂直角指標差之差不大于15″。觀測數據秒不修改,分不連環改,觀測數據超限者,重新觀測,重新記錄。儀器高從標面量至全站儀示高點的高度;棱鏡高從標面量至棱鏡中心。平面和高程分開記錄整理,摘錄一部分數據如表1(只摘錄參與三角高程計算部分)。

4 平差檢測

巷道導線采用“清華三維Nasew2003”進行嚴密平差,并進行高程平差。

三角高程平差結果超限;按公式(4)編寫Excel簡易平差計算[3],結果超限;加入氣象、加常數等項改正后超限,不能滿足要求,結果不可采用。

5 原因查找

檢查數據,豎直角接近90°,有個別傾角差15°~20°之間,誤差影響較小(可由表中看出)。施測距離不大,對誤差影響不大。

仔細尋找原因,施測時,儀器高量多數取量為斜高,量取時操作結果如圖2。

由于井下巷道斷面平均高度在2 m左右,為使儀器能架設后便于測量,架設儀器后測得儀器高都在-0.5~-1.0 m左右。選取儀器平均寬度,根據圖2,由實際參與計算i,實際高度i(-0.5~-1.0 m),及計算后差值,歸算結果如表2。

計算比較得出,實測儀器高i,在-0.5~ -1.0 m之間,由于儀器寬度的影響使i值誤差加大,在此基礎上嘗試性加入均值差值5 mm后,進行高程平差計算。平差計算結果優良,達到實際精度要求。

6 結論

利用全站儀三角高程測量,工作效率提高,能同時進行平面導線測量。特別在井下高程測量中,巷道斷面高度不大,傾角在90°附近時,進行數據平差和改正計算,要考慮儀器寬度影響,根據實測情況和使用儀器情況,外業數據完全正確的前提下,加入由于傾斜測量儀器高引起的改正量,從而達到精度的要求。

參考文獻

[1] 張國良.礦山測量學[M].徐州:中國礦業大學出版社,2001.

第8篇

關鍵詞 : 礦井測量特點;常見問題;解決辦法

中圖分類號:TD163文獻標識碼: A

Analysis the characters and the problems of mine surveying

Zhang Delin

Qinghai SaishitangCopper Industry Co., Ltd., Qinghai Xinghai, 813300

Abstract : In order to promote the development of nonferrous metal mines, and improve the production technology in mines, mine surveying must be required to provide timely, accurately data, in order to provide timely information for mine design. This article briefly made analysis for the problems in the downhole measurement, and how to solve the similar problems in the future etc.

The keyword : mine measurement characteristics; Common problems; The solution

1.引言

隨著科學技術的發展,礦山的建設和安全生產尤為重要,礦井測量是不可忽視的。它是開發礦業過程中不可缺少的一項重要的基礎技術工作。要求工作認真細致,提供的數據、圖紙及時、準確、齊全、清晰、統一。

2.礦井測量的特點

礦井測量所使用的儀器和方法與地面測量相同,由于礦井測量的環境與地面不同,所以礦井測量有如下特點:

(1) 測量環境的不同。

在巷道測量中,井下潮濕、黑暗、空氣透視度低;空間狹小設備多,車輛與人員來往頻繁,巷道內又有各種管線障礙,所以無論測角或是量邊,都給測量工作帶來極大困難,往往需要采用特殊的儀器或方法。必須注意安全,愛護儀器工具。

(2) 測量對象的不同。

礦井測量的對象是井下各種巷道、硐室和采掘工作面等工程,這些對象的空間位置隨時間變化,為了確定平面位置將其及時、準確、完整地反映在礦圖上,礦井測量就必須貫穿于工程的始終,為生產提供數據與圖紙資料。

(3) 井下礦圖的精度不均勻。

由于井下測量中誤差積累較快,離起始邊越遠,其精度越差。

(4) 考慮精度的出發點不同。

生產礦井測量應以滿足采礦工程要求為原則,選用測量儀器和測量方法。

(5) 井下測量的方式不同。

主要是導線測量,導線的布設形式一般有閉合導線、附合導線和支導線三種,但井下巷道施工測量中,一般以支導線為主,當巷道貫通以后,進行聯測時才可以布設閉合導線或附合導線。

(6)測量程序不同。

井下測量必須適應采掘工程的特點,一般從高級點起,先測設次級的導線進行控制、測圖,而后測設基本控制導線進行檢查,在巷道貫通后形成閉(附)合導線這種分段測量的特點,要求測量人員必須及時、嚴謹準確。

3.井下測量時出現的問題

3.1測量儀器的校正及使用管理

測量儀器的按期校正,以保證檢驗、測量儀器的正確性,確保產品質量。 掌握儀器的檢驗和校正方法,并且,要明白測量誤差的來源,其主要有三個方面:儀器誤差(儀器本身所決定,屬客觀誤差來源)、觀測誤差(由于人員的技術水平而造成,屬于主觀誤差來源)、外界影響誤差(受到如溫度、大氣折射等外界因素的影響而這些因素又時時處于變動中而難以控制,屬于可變動誤差來源)。儀器下井前應檢查儀器箱的背帶、提手、搭扣是否牢固,鎖扣是否鎖好,三腳架各部件螺絲有無松動損壞,否則應加工修理。井下測量時物鏡、目鏡、讀書窗上的灰塵、水汽、油污等應用物鏡紙或絨布輕輕擦凈,不能用手、工作服等硬東西擦鏡頭。為了減少儀器的誤差,在井下攜帶儀器行走時,注意巷道兩幫和機電設備,不可以攜帶儀器奔跑,坐車等,由于,劇烈的震動會對儀器的內部結構產生影響。儀器操作用力要輕,制動螺絲不要擰的太緊,微動螺絲的旋轉速度要均勻。

3.2井下所需要的工具準備

測量人員往往到了工作地點才發現沒有帶齊工具或者放線所需要的數據沒有抄全等。所準備的工具有:全站儀、腳架、對講機、棱鏡、噴漆、細線繩、鋼尺、釘子、錘子、測距儀、記錄本、電池等等,雖然這都是一些小問題,但是,再準備齊,就得上井去取,既費工費時又影響了施工單位的施工。

有一次,要去3250中段放線的時候,把數據抄在了一張紙上到地點的時候發現沒有帶坐標紙, 沒辦法又回去重新抄坐標了,回來半個小時浪費了,這樣很影響施工。還有忘記帶鋼卷尺,儀器高無法量取,耽誤了當天的工作,造成無法施工。

3.3 下井前對圖紙的不認真審核

測量人員由于為了盡快完成工作,不認真仔細審核設計圖紙,量錯圖上距離、方位等導致與實際設計不符,造成損失過大。測量人員在審核圖紙時,沒有認真審核,本來設計方位為233°,設計者粗心大意寫為53°,測量的沒有檢查出來,就施工了,可想而知,對工程的施工影響有多大。所以,一定要看清楚,明白意思了再去工作。還好施工方及時的提出來,更改了方位,避免了損失。

3.4井下測量時錯用導線點

由于前視人員、后視人員、儀器操作人員不細心用錯了導線點,造成測量數據錯誤。

井下測量點很多,要是看不清那個是哪個的話,就會用錯點。在井下工作的時候,要細心,看清楚那個是導線點那個是中心點。低等級導線測量過程中,有時存在著一段巷道附近有2個測點或多個測點,在導線延伸測量時工作人員不細心就會錯用導線點。如果不能及時的發現測點用錯會造成按設計方位標定的巷道中線方向發生錯誤,嚴重者會造成貫通安全責任事故,給企業造成巨大損失。

3.5標高的測設

施工人員為了趕進尺在施工過程中不嚴格按照中腰線施工。

如在3400中段18線聯絡巷透20線時,測量人員定的腰線為腰線點前3m,為變坡位置,變坡后即能達到所規定的高程。但施工隊在執行

的過程中用坡度規直接在腰線位置開始變坡,導致到位后高程比實際預測高程高了,出現高程控制的錯誤。幸虧發現的及時,避免了事故發生,但也給施工造成了不便,耽誤了施工進度。

3.6 井下測量的數據記錄不完整

在井下測量作業時,遇到生產單位急需運料或放炮要撤人等條件時,測量人員為盡快完成測量任務,容易急躁,忙亂,從而導致測量數據記錄不完整。上井后導致內業工作無法計算和成圖,導致重測,不僅增加了工作量,而且影響生產。

4 . 針對井下測量出現問題所采取的措施為了避免礦井測量工作的各種失誤對

井下工程造成的影響及嚴重的后果,注意以下幾個方面的問題:

(1)測量儀器的維護,對于測量工作者來說,猶如戰士的武器,要用它去完成各種任務,為礦山生產服務。因此,我們要經常的予以保養和維護,使儀器經常處在完好狀態,充分發揮作業能力并延長使用壽命。如何避免測量結果錯誤,最大限度的減少測量誤差的方法,即要作到:

(一)在儀器選擇上要選擇精度較高的合適儀器。

(二)提高自身的

測量水平,降低誤差水平。

(三)通過各種處理數據的數學方法如:距離測量中的溫度改正、尺長改正,多次測量取平均值等來減少誤差。

(2) 熟悉施工圖紙和資料,認真審核圖紙。對原有的已知點、數據、圖紙等資料,檢查核對。

(3)每次測量時,都要把測點周圍的無用的線繩標記處理掉,并把沒用的點號及時擦掉,把使用的點號標記清楚并且掛上線繩,特別要區分好導線點和中心點,以防以后用錯測點。在巷道開口時,一定要把開口所用導線點測兩遍,且檢查水平角時一定要將前后視距離重測一下,以便校核所用導線點正確與否。同時,每次測量時前視人員應把所用的導線點親自指給儀器觀測者。同樣,儀器觀測者把測點指給后視人員。這樣,可以避免用錯測點,造成不必要的損失。

(4)測量人員一定要積極與個中段隊長聯系,并經常深入現場檢查中腰線的使用情況,確保工人能嚴格按照標定的中腰線施工。

(5)測量記錄要求規范化。所有測量必須有正式的記錄簿,測量記錄、計算成果書和圖表必須符合《測規》要求標準,記錄清楚,符號數據準確,并應復核和檢算,不得亂涂亂寫或用計算器在現場現算現用不作記錄。不準在測量記錄本中演算草式。不準隨意撕毀測量記錄簿。

5.結論

測量技術是一門具有自身專業體系,理論性和實踐性都非常強的前沿科學。礦山測量是礦山企業生產的基礎工作,它是在礦山生產過程中進行深入細致的測量工作,保證生產掘進的正常進行。礦山測量也是比較細致的工作,測量必須嚴格,數據要準確,嚴禁估算和弄虛作假。測量的數據是指導礦山生產的重點,相反測量的失誤會給礦山生產帶來重大損失。因而測量人員責任重大,測量工作的正確與否直接影響了井下工人的施工進度和質量,所以要求測量人員在井下施測的過程中一定要嚴格按照《YSJ415-1993有色金屬礦山井巷工程測量規程》中的有關規定進行,要做到工作認真仔細,提供的數據、圖紙及時、準確、齊全、清晰、統一。為了保證今后的質量問題,首先,提高測量人員的日常業務學習和專業技術水平。其次,測量人員在井下多練習儀器的整平、對中、讀數等方法。再次,認真記錄數據,計算坐標等等。發現問題及時更改。以上的這些問題都引起了測量小組的注意,并在今后的工作當中大家避免了類似的問題再次出現。測量小組不斷地總結經驗,吸取教訓,相互學習,逐漸改進了工作方法,提高了自身的素質,使測量工作省時省力,測量結果可靠。為礦山今后的工作提供寶貴的資料。在工作中逐步學習、完善操作規程,才能更好的為生產提供更優質的服務。

參考文獻

[1] 張國良. 礦山測量學. 徐州:中國礦大出版社,2001.

[2] 煤礦測量. 山東礦業學院、合肥工業大學合編 . 北京:煤炭工業出版社,1977.

[3] YSJ 415-93 .有色金屬礦山井巷工程測量規程. 北京:中國北京計劃出版社,1994.

[4] 測量學.武漢測繪科技大學《測量學》編寫組. 北京: 測繪出版社,1991.

第9篇

關鍵詞: 測量;礦山儲量地質測量;三維激光掃描技術

中圖分類號:TN247 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)05-0320-02

0 引言

眾所周知,露天礦生產比較特殊,因此,與其相應的測量工作也有自身特點。但隨著測繪技術的不斷發展,露天礦的隨時采挖和采挖后泥土填補,都要求測量能及時跟上,而常規儀器的精度和效率已經不能滿足當前礦山測繪的效率和精度要求。[1][2]

三維激光掃描技術是一種新的測量技術。它能夠在比較復雜和危險的現場和空間對被測物體進行多方位快速掃描測量,并直接獲得激光點所接觸的物體表面點的三維坐標、反射強度等信息,形成點云數據。[3]由于受傳統測量手段的影響,我國礦山儲量、開采量等數據一直處于不精確狀態,而三維激光測量技術的出現和發展能夠為礦山測量的理論與技術實現這一目標提供良好的技術保障。

1 露天礦測量概述

露天礦測量的主要目的是礦山儲量地質測量,就是以礦山的礦產勘查報告、儲量核算報告和上年度礦山儲量年報等資料為基礎,運用實地測量及礦山采樣測試、地質編錄等技術手段,通過一系列資料整理,粗略估算本年度礦山的有效開采量、平均損失量以及資源儲量變化量,編制本年度礦山資源報告。它最核心的工作就是解決礦體的測算精度和歷年相關儲量數據的一致性、連續性問題。因此,必須要搞好礦山儲量的動態監管,建立以資源消耗量為基礎的礦產資源補償費征繳制度,其核心工作是要采用滿足《規范》精度要求的測量技術和方法。

2 常規測量技術的缺點

2.1 測量精度低 礦山開采面的不規則性和常規地質測量選取特征點采集數據的局限性對測量成果的精度影響較大,主要有以下幾個方面:①測區地形的復雜情況;②特征點選取的位置;③特征點分布的密度;④計算模型的選擇。在平坦的礦山開采面上作業,都有一定保證的,但對于采掘面十分復雜的露天礦山來說,有很多地方巖壁陡峭,作業人員根本無法到達,因此特征點的選取位置和密度就不能得到滿足。根據《地質礦產勘查測量規范》的技術要求,其剖面點的高程中誤差不得超過1/3等高距。目前,在實際的工作當中,礦山的開采儲量都是經過補做外業工作或多次核算來完成的。由此可見,常規礦山地質測量技術的落后已經嚴重影響了礦山儲量的可信性,制約了礦山儲量動態監管的實際效果。

2.2 測量速度慢 常規的地質測量技術受外界條件、人員和儀器的影響較大,速度比較慢。通常,一個作業小組完成一個礦山的全部測量工作需要兩天,而礦山儲量動態監管要求時效性很強,一般的作業時間只有九十天左右,這樣,一個作業小組只能測量四十多個礦山,可以看出,傳統地質測量技術是很難滿足礦山儲量動態監管需要的。

2.3 安全隱患多 露天礦開采面有諸如落石、陡峭的山體、不穩定的礦體等不安全因素,這樣,測量人員的工作環境就很危險。然而,無論采用什么樣的安全措施都無法從根本上消除客觀存在危險,最好的辦法只能是遠離開采區。

2.4 直觀性差 常規的地質測量技術采用的是數據報表,并沒有與數據相對應的礦山圖像,因此,監管人員無法直觀了解礦山的實際開采狀況。

3 三維激光掃描技術的原理及特點

3.1 三維激光掃描技術的原理 三維激光掃描儀是一個高級的非接觸式空間結構測量系統。通過發射紅外線光束,一旦接觸到物體,光束立刻被反射回掃描儀,掃描儀將獲得激光點所接觸物體表面的信息進行處理并自動存儲和計算,獲得點云數據。對于掃描物體表面測量點Mj,每個完整掃描會產生點云的三維坐標(Xm,Ym,Zm)。代表一個點云∑Mj(Xm,Ym,Zm)作為掃描結果,其中

3.2 三維激光掃描技術的特點 三維激光掃描技術為礦山測量提供了重要的技術手段,與常規測量相比,它具有以下特點。①非接觸測量,能夠對任意物體進行掃描;②采樣速度快、密度高,時效性和精度有保證;③數據處理快,能夠快速將現實世界的信息轉換成可以處理的數據;④數字化采樣,兼容性好,其輸出格式可直接與CAD、三維動畫等工具軟件對接。⑤可與外置數碼相機、GPS系統配合使用,大大擴展了三維激光掃描技術的使用范圍,對信息的獲取更加全面、準確;⑥結構緊湊、防護能力強適合野外使用。目前常用的掃描設備一般具有體積小、重量輕、防水、防潮,對使用條件要求不高,環境適應能力強,適于野外使用。

4 三維激光掃描技術在露天礦測量中的應用

4.1 三維激光掃描儀工作流程簡介 ①要進行實地踏勘,根據測區的實際情況,選擇若干個能夠長期保存的控制點,合理布設掃描測站;②按照工作計劃進行數據采集工作。在控制點安置儀器,按儀器的操作要求在實地獲取點云數據;③對采集好的點云數據進行統一坐標系統、拼接、去噪等預處理;④建立三維影像模型;⑤根據工程的實際需要計算相關數據。

4.2 提交的主要測繪成果 通過建立真實的三維模型,匹配真實影像數據作為模型紋理形成的礦山掃描影像;點云數據和礦體的三維模型;在三維模型的基礎上,通過測繪技術手段完成的大比例尺礦區地形圖和地質圖;根據礦產分布、作業能力和技術手段繪制礦山開采區塊分析圖;地形、地質測量的成果質量分析報告。

5 應用實例

以上對三維激光掃描技術和三維激光掃描儀進行了介紹,下面結合實例分別用三維激光掃描儀和普通測量儀器對兩個露天礦進行測量,測量分四個組同時進行,每個礦均安排兩個組,分別采用不同的測量方法,根據實地情況,簡單分析如下:表中是兩個大型露天礦采用兩種測量方法分別得出的數據。礦A的開采面坡度變化小比較規則,礦B的開采面坡度變化大比較復雜,具體數據如表1。

通過此表,可看出以下幾點:①三維激光掃描技術可以在短時間內獲取大量測量點,獲得更加嚴密、真實、客觀的點云數據,從而可以大大提高露天礦山地質測量精度;②三維激光掃描技術能夠大大節約人力和時間;③三維激光掃描技術能夠將數字高程模型與獲得的影像融合,這是由于該技術融合了動態分析技術;④從測量結果上來說,三維激光掃描技術獲得的結果比傳統技術獲得的結果更加穩定可信。

參考文獻:

[1]童光煦.高等采礦學[M].北京:冶金工業出版社,1995.

第10篇

【關鍵詞】GIS;免棱鏡全站儀;礦山井下測量

【中圖分類號】G202 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158(2012)09-0272-02

0.前言

礦山測量學是綜合運用測量、地質及采礦學等多種學科的知識來研究和處理礦山生產過程中由礦體到圍巖,從井下到地面在靜態和動態下的各種空間幾何問題。現今采礦業的不斷發展,礦井開采深度和難度正逐漸增加,礦山生產條件和技術要求不斷提高,基于礦山生產眼睛的測量工作,其重要性和復雜性也不斷加大。伴隨著采礦業發展出現的高產高效礦井需要新的技術手段來提供保障,更需綜合運用現有技術手段來指導礦井安全生產。

1.龍軟GIS應用

1.1 地理信息系統(Geographic Inform~ion System簡寫GIS)是以測繪為基礎,以數據庫作為數據存儲和使用的數據源,以計算機編程為平臺的全球空間分析即時技術,是一門專業化系統的統稱,是一個信息化的平臺。GIS經過半個世紀的發展,已經成為一項成熟的系統,并且得到了廣泛的應用。尤其是近年來,GIS更是以其強大的地理信息空間分析功能,在礦山的數字化進程中發揮著越來越重要的作用。龍軟GIS是北京龍軟公司依托北京大學先進技術,根據煤礦生產的具體特點,量身設計自主開發專門用于煤礦的地理信息系統平臺,在這個平臺上又分別開發有地測空間管理信息系統、通風安全管理信息系統等,這是在充分分析國內外礦山計算機軟件應用現狀的基礎上,吸取最新的地理信息系統、計算幾何、礦山各領域專題研究的理論和方法,在windows環境下,前端用VC開發,后端用SQL Server管理的專業軟件。龍軟GIS的開發應用使測繪資料的計算和管理有了一種全新直觀明了的圖形計算方法。我礦從引進使用到現在已升級至3.o版本,它極大地提高了我礦技術人員的工作效率,提升了我礦地測工作的現代化管理水平。

1.2 龍軟GIS與以往煤礦使用的自動化軟件相比有著許多無法比擬的優點,如比例尺轉換、坐標校正、儲量圈算等。隨著礦山質量標準化要求的不斷提高,對圖紙的要求也越來越細致,礦山企業用圖根據不同需求,圖件比例尺更換頻繁。如我部門就需要提供1:100、

1:500、1:2000、1:5000等不同比例尺的礦圖,如果每份礦圖都分別填繪,工作量十分繁瑣,龍軟GIS所擁有的經緯網、圖框、地圖比例尺、地圖校正、裁剪圖形等功能可根據不同需要制作各種比例尺圖件。

上面所示兩幅圖形,是在一張底圖上分別制作的兩幅不同比例尺的礦圖,圖2經緯網明顯比圖1密集,更能給用圖人員以清晰明了的觀圖視常。

13龍軟GIS是地測系統的標準信息化軟件,其主要用途有:建立測量、地質、水文、“三量”數據庫管理系統,利用此系統完成日常地測數據庫的操作,并根據要求對臺賬、報表、成果進行處理和打印;完成煤礦必須具備的各種礦圖(八種礦圖),在地測底圖上依據最新地測數據生成并輸出各地表塌陷等有關的生產圖件;完成礦井生產所需的各種地測圖件,如局部巷道平面圖、曲線巷道施工圖、巷道貫通平面圖、貫通通知書等。

龍軟GIS作為我國市場占有率較高的礦山地理信息系統應用軟件,已經被廣大礦山技術人員所熟悉、掌握,它在礦山測繪中對測量內業資料計算和外業資料的管理方面,都有著非常廣泛的應用。其主要有現場數據處理、測量結果分析、數據成果校核和導線成果、礦井圖件以及各種施工平面、斷面圖管理等,實現了地測資料、數據、圖紙的微機化,且可網絡共享。由于龍軟GIS有功能齊全的數學計算能力和高精度的數據分析系統,誤差處理可以達到inln級,能夠完全滿足礦山生產的需要,我們可以將所有的地測數據、工程量表格及技術文檔進行分類,通過龍軟GIS的計算和管理功能,方便地進行各種圖件的繪制、查詢,在以后的工作中,隨時在圖紙上進行編輯、處理。

2.免棱鏡全站儀的應用

2.1 近年來隨著科學技術水平的不斷提高,測繪儀器也有了長足的發展,在全站儀方面正朝著穩定性、適應性、防爆免棱鏡型發展。免棱鏡全站儀和傳統全站儀的本質區別,就是不需要使用反射棱鏡等專用反射工具就能完成測距工作,免棱鏡全站儀的測距由初期幾十米發展到現在的數百米,穩定可靠的性能為進一步推廣奠定了基礎。

免棱鏡全站儀在礦區地形圖測繪、井下采區控制和巷道碎部測量等方面廣泛應用,特別是傳統測量方法不易解決的難題使用該儀器能夠方便的處理。采用免棱鏡全站儀測量即縮短施測時間,又降低勞動強度,提高了工作效率。尤其是在精度控制方面頗為突出,變形測量成果的準確程度,取決于變形點的選擇和棱鏡的放置方法,棱鏡操作員的放置偏差對測量坐標數據的影響較大,如果變形量小,很可能掩蓋巷道變形量的真實數值。免棱鏡測距的出現,可以有效的防止上述測量誤差,提高測量精度。外業使用免棱鏡全站儀測量,內業使用龍軟GIS處理,使礦山井下巷道數字化模型的建立更加便捷、準確。隨著免棱鏡全站儀硬件的進一步改進,國產化率的不斷提高,配套軟件的不斷優化升級,免棱鏡全站儀必將成為礦山井下測量人員的最好幫手。

2.2 井下測量工作的主要任務有巷道開門口放樣、掘進放線、巷道斷面測量、井巷圍巖變形監測等,使用免棱鏡全站儀與傳統測量儀器的測角量邊、人工攀爬設點相比,用時少、效率高且精度準確可靠,特別是施工大型硐室時,其特點尤為突出,在人力、設備不能到達或有危險的地方(如采煤工作面采空區測量),只要滿足通視就可以在不影響生產的情況下完成測設任務。例如我們在330采區首采工作面3302面軌道訓槽(最大橫斷面30m2 )使用免棱鏡全站儀進行巷道變形觀測,數據成果表明采掘巷道掘進初期變形量遞增明顯,隨著巷道的不斷延伸變形量逐漸趨于穩定,測量的最小日變形值達到mm級精度,最后統計巷道最大變形量:沿煤層傾角下方為93mm(巷幫位移量),沿煤層傾角上方為105mm(巷幫位移量),頂板下沉量為35mm。以此為依據優化了330采區巷道支護參數,即節約了成本,又保證了巷道支護強度,為采區巷道的快速掘進奠定了基礎。

3.工作實例

隨著我礦質量標準化程度的不斷提高,對工程質量要求越來越嚴謹,特別是曲線巷道施工時,對放線精度要求較高,對測繪工作要求更嚴。為此必須從施工圖紙入手,嚴格審校,制定實測方案。

曲線巷道施工首先設置一控制點,用距離來確定曲線巷道拐彎起始位置,根據巷道轉彎半徑計算出施工曲線巷道長度;然后從龍軟GIS上截取此段曲線巷道,根據現場放線和設計要求,標出此段巷道的平面尺寸,繪制曲線巷道施工圖(圖3)下發至掘進區隊。區隊根據施工圖掘進至調向位置(圖中兩條中線交匯處),上報主管測繪部門進行二次測量放樣。工程竣工后,測量部門按設計要求進行驗收、總結。

4.結束語

實踐證明外業免棱鏡全站儀與內業龍軟GIS相結合,在保證測繪精度的前提下,不僅減輕了測繪人員的勞動強度,而且提高了作業效率。為礦山的安全生產提供了強有力的技術保障,取得了良好的社會、經濟效益。

參考文獻

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以煤礦地理空間信息為例[D].北京:北京大學,2004

[3]北京龍軟科技發展有限公司.地測空間管理信息系統使用手冊[R].北京:北京龍軟科技發展有限公司,2008

第11篇

摘要:本文通過某礦業公司使用單向水平貫通測量方法進行巷道測量施工,達到巷道貫通、改善通風效果、增加車皮調車速度的目的,具有一定的現實意義和借鑒價值。

關鍵詞:單向水平貫通測量、礦山施工、巷道貫通

1、工程概況

某礦業公司-285北帶廢石溜井由于屬于盲巷道,所以在通風和調車上受到制約,經過領導現場考察和研究,決定在北帶主巷道處掘進一條巷道,和廢石溜井貫通,既能改善廢石溜井的通風效果,又能增加北帶車皮調車速度。

設計巷道為2.5m*2.6m,為水平貫通, 據現行《有色金屬礦山測量技術規定》為確保巷道在平面及高程上的貫通,水平方向限差為±0.3m,豎直方向限差為±0.2m。-285主巷道已經敷設好從地表引入的大地坐標點,作為控制用的控制點。

設計貫通的兩個點坐標分別為A(1727.332,5566.734底板高程-284.130),B(1801.222,5533.037底板高程-284.400)具置如圖一所示。黃色控制點為主巷道永久點,經過多次復測可以當真實點使用,白色控制點是根據真實點放設出來為貫通使用的零時點,也經過多次復測,可以在本次貫通中使用。A、B點則是放設出的需要貫通的兩點位置。

由于在B點處不適合作業,因此只在A點開門,單向作業,由二工區掘進組負責施工,設計貫通長度81.21米,預計在五十天完成貫通。

2、施工控制

2.1 施工方案

由于A點位于-285北帶運輸巷道內,且受空間限制,在掘進前幾米時,不可能做永久控制點。施工中前期A點并不能布設,需要事先在設計圖紙上測出A,B兩點方位角,用陀螺儀在開門處放出方向,B點為巷道盲點,沒有工作條件,所以采用單向水平貫通,在A點處掘進4米左右,布設A點作為貫通過程中永久點,由于井下測量控制點受到的影響比較大,所以在每次放中線的時候需要對A點進行復測,以保證A點沒被破壞。

使用儀器為萊佧TCR406全站儀,本儀器具備激光發射裝置,可以更好的控制高程以及巷道規模走向。

承建單位為二工區掘進組,在工程進度、造價上不需要測量部門進行統計,

巷道的頂板安全問題以及鋪道和廢石出籠由有二工區進行負責分配生產調度。

在貫通接近15米的時候,測量部門需要下達貫通安全通知書到二工區,提醒操作,注意貫通面人員安全!

2.2 單井定向

單井定向是通過一個豎井進行的幾何定向。就是在一個豎井中懸掛兩根鋼絲,鋼絲的一端固定在上中段與近井點聯測,確定兩垂球線的坐標及其連線的坐標方位角,另一端系在有定向專用的垂球,自由懸掛于下中段定向水平,并與兩個基點聯測。這樣便能將近井點的坐標、方位、高程傳遞到井下,從而達到定向目的。

A、重垂:采用40kg砝碼式重錘

B、鋼絲:采用碳素彈簧鋼絲。據有關資料反映碳素彈簧鋼絲的抗拉強度為53~61kg,此次預定懸掛40kg重錘,小于其額定載核,保證使用過程中不會斷裂,確保安全。另:碳素彈簧鋼絲屬小直徑鋼絲,有利于減少經緯儀照準誤差,提高定向精度。注:定向前必須對鋼絲進行檢查和抗拉強度實驗。取3~4m長鋼絲懸掛二倍的負荷,鋼絲不斷即可。

C、手搖絞車:采用絞車。可減少鋼絲彈性對投點精度的影響。

D、導向滑輪:采用滾珠軸承,輪緣成銳角的導向輪。

E、小垂球;采用3~5kg小垂球

F、定線板:生鐵制定向板。

鋼絲下放和自由懸掛的檢查:鋼絲下放前,必須通知-285m中段人員離開井筒,確保安全 。以每秒1~2m速度下放鋼絲。到達-285m后,取下下垂球換上40kg砝碼式重錘。將其沉浸在比重較大溶液中。

G、將引入的坐標和高程作為井下支導線的一條已知邊的兩個控制點。

2. 3 具體施工

根據-285主巷道支導線,將設計貫通的兩個點放在井下具置上,為了確保不出現粗差,放點工作獨立操作三次,以檢核。

在各階段任務實施過程中,我們按照PDCA循環管理方法,建立循序漸進,層層負責的質量保證體系,進行全面檢查,控制,認真驗收,明確責任,嚴格標準,使目標實現建立在可靠的基礎上。嚴格執行技術問題“會診”制度,召集本組人員親自到現場,認真分析研究,做到集思廣益,必要時做到跟班追索,使問題得到快速、準確解決。為了提高新測工的現場施工經驗和處理業務能力,我們在日常的施測過程中,新測工實際操作,經驗豐富的老測工現場指點,隨時傳教施測知識和技能,有效地提高了新測工的現場施測水平和處理能力

A、用陀螺儀大致放出A點方向(可以直接從圖紙上量得A、B點的坐標方位角,并用A、B坐標計算出方位角做檢核),給掘進組做個零時中線,打開掘進入口。組工作效率為一天1.5~1.8米(如果一天兩炮則*2),在前兩炮掘進,需要帶刷幫,擴開掘進。

B、在掘進工作第三天,來到現場,復測支導線F點,根據F點放出A點(貫通永久點),并在A點設站,放出A、BB線做掘進中線。

C、指導道工鋪道時的高程,按施工方案在巷道與大巷接軌處提高0.20米。

D、由于工作原因,不可能每天都到現場測點,繪制巷道圖,最少保證4個工作日進行一次巷道測點,繪制巷道圖,保證巷道走向。在巷道成型后補三個永久點,為了更好的控制巷道走向。

E、工作進度,適當根據掘進工作的進度增加現場測圖的時間密度,以保證在圖紙上能表達詳細,更能準確反映巷道走向。

F、及時延長中線,觀察巷道走向,出現偏差及時糾正。

G、在貫通相距15米左右時,對二工區下達書面貫通通知書,提醒安全問題。

2. 4 驗收

貫通后經過實地測圖,實際工人一天掘進兩炮,測量人員在前期保持三天到達一次現場測圖展圖,對巷道走向進行控制,及時放中線,配合掘進工的順利完成工作。

在三月十日后,巷道中偏離,最高偏差達到0.3米,在誤差范圍內,由于在B點貫通處需要有一定弧度(避免車皮急轉彎掉道顯現)因此保持這個偏離,直到貫通。

貫通時,北部有一定誤差,在0.15米內,南部控制的很好直接接口,在高程上,由于是水平貫通,只存在鋪道時的高程誤差,在掘進上所產生的誤差幾乎是零。

實際貫通長途76.31米,誤差在規定的范圍內。

參考文獻:

[1]張國良.礦山測量學[M].北京.中國礦業大學出版社.2006

第12篇

關鍵詞:煤礦測量 測量新技術 應用

0 引言

煤礦開采過程中測量是一個很重要的環節,測量工作干的好壞直接關系到煤礦生產的安全與否和產生效益的大小,而且這一環節從煤礦基建一直持續到煤礦服務期限結束。煤礦測量既要服務于煤礦的生產,同時也要為煤礦的安全生產和一些重大的決策提供信息支持,因此測量的不準確或是錯誤都會對煤礦的安全生產各方面產生重大影響或是造成巨大的經濟浪費,因此熟練和準確地應用煤礦測量新技術,提高測量的準確性就顯得尤為重要,下面就不同新技術的具體應用做經驗介紹。

1 煤礦測量新技術的應用

1.1 三維激光技術的應用

電子掃描探測儀器是三維激光掃描測量系統中所特有的一種高速掃描儀器,其特點有三:①高速度的激光采樣;②高速的信號處理;③快速的數據界面的建立,是一個集多儀器功能于一體精密的高速探測儀器,幾乎包含了GPS定位裝置、數碼相機、旋轉平臺、三維激光掃描儀、升降臺、必要的軟件和附件等儀器的全部功能,是一個完美的結合體,且能根據具體的不同要求和需要而完成不同的煤礦測量工作,得到不同類型的精確數據。三維激光掃描系統還可以與計算機很好地結合應用,實現數據的快速處理和二次開發利用。

1.2 全站儀技術的應用

全站儀是煤礦測量中常用的且應用非常多的一種測量儀器,也就是全站型電子速測儀的簡稱,其主要原理運用涉及到光學技術和電子技術,應用前景廣闊且隨著智能化在煤礦的發展其應用也會越來越普及。

全站儀是煤礦智能化的一個典型代表,它是一個科學結晶,融合了電、光、機、磁等于一身,結合了測角和測距于一體的先進煤礦測量儀器,同時它還有數據的記錄、存儲、運算等功能,是一種新型的煤礦測量電子儀器,其優點有五:①速度快;②精度高;③穩定性好;④抗干擾強;⑤數據存儲量大、時間長,且隨著煤礦安全的特殊性,防爆型的全站儀也出現了。隨著煤礦現代化的發展,這種先進儀器在煤礦中也得到了較為普遍的應用,利用全站儀可以進行煤礦區域的加密圖根控制測量點,完成煤礦井上和井下的比較測量以及煤礦井下測設導線、測算落地煤量和特殊工程放樣,且這些測量的精度都是非常高的。

1.3 3S技術的應用

1.3.1 GPS技術的應用

GPS技術是指利用GPS定位衛星,在全球范圍內實時進行定位、導航的系統,稱為全球衛星定位系統,簡稱GPS。

GPS定位的基本原理是根據高速運動的衛星瞬間位置作為已知的起算數據,采用空間距離后方交會的方法,確定待測點的位置。如上圖所示,假設t時刻在地面待測點上安置GPS接收機,可以測定GPS信號到達接收機的時間t,再加上接收機所接收到的衛星星歷等其它數據可以確定以下四個方程式)

使用GPS技術可以進行全時段、高精度智能化、簡便靈活的煤礦測量,對于煤礦測量是一個革命性的進步,在煤礦測量中主要應用于煤礦區域控制范圍及地面和地下建筑物變形的控制監測等,在露天煤礦的應用要大大好于井工開采的煤礦,這主要是因為井工開采的煤礦的巖層對衛星信號影響。

1.3.2 GIS技術的應用

GIS即地理信息系統(Geographic Information System),地理信息系統是以地理空間數據庫為基礎,在計算機軟硬件的支持下,運用系統工程和信息科學的理論,科學管理和綜合分析具有空間內涵的地理數據,以提供管理、決策等所需信息的技術系統。簡單地說,GIS是綜合處理和分析地理空間數據的一種技術系統,是以測繪測量為基礎,以數據庫作為數據儲存和使用的數據源,以計算機編程為平臺的全球空間分析即時技術。地理信息系統作為獲取、存儲、分析和管理地理空間數據的重要工具、技術和學科,近年來得到了廣泛關注和迅猛發展,如下圖。

GIS在煤礦能夠很好地發揮其優點,那就是強大的空間數據和圖像圖形的處理能力,對于礦區的近地表大氣層、地面和地下等多層空間和資源與環境等的多維信息的存儲都極為高級。GIS在煤礦的應用可以為煤礦提供非常完善和多方位的地質信息,以便為煤礦管理者和科技工作者提供精確地決策和科技信息,但還有不足,需要在現有的基礎上進行再開發和完善,以形成一套煤礦專用的GIS在煤礦測量領域的軟件。

1.3.3 RS技術的應用

RS亦稱遙感,遙感是通過遙感器這類對電磁波敏感的儀器,在遠離目標和非接觸目標物體條件下探測目標地物,獲取其反射、輻射或散射的電磁波信息(如電場、磁場、電磁波、地震波等信息),并進行提取、判定、加工處理、分析與應用的一門科學和技術。

遙感探測的工作方式可分為主動式遙感和被動式遙感:

主動式遙感,即由傳感器主動地向被探測的目標物發射一定波長的電磁波,然后接受并記錄從目標物反射回來的電磁波。

被動式遙感,即傳感器不向被探測的目標物發射電磁波,而是直接接受并記錄目標物反射太陽輻射或目標物自身發射的電磁波。

遙感系統主要包括信息源、信息獲取、信息處理和信息應用四個部分。遙感作為一門對地觀測綜合性技術,它的出現和發展既是人們認識和探索自然界的客觀需要,更有其它技術手段與之無法比擬的特點。

在煤礦測量中,通過遙感測量技術分析礦區周圍的土壤與植被的光譜情況,探究煤礦地下開采對開采影響區域的生態環境的影響。遙感測量在煤礦的應用還體現在地表沉陷范圍和沉陷程度監測、煤矸石污染范圍和污染程度監測、地下水的監測等幾方面。

1.4 數字測圖技術的應用

數字測圖即是對利用各種手段采集的數據,通過計算機加工處理,獲得數字地圖的方法。

數字地圖可以非常方便地對普通地圖的內容進行任意形式的要素組合、拼接,形成新的地圖。可以對數字地圖進行任意比例尺、任意范圍的繪圖輸出。它易于修改,可極大地縮短成圖時間;可以很方便地與衛星影象、航空照片等其他信息源結合,生成新的圖種。可以利用數字地圖記錄的信息,派生新的數據。如地圖上等高線表示地貌形態,但非專業人員很難看懂,利用數字地圖的等高線和高程點可以生成數字高程模型,將地表起伏以數字形式表現出來,可以直觀立體地表現地貌形態。這是普通地形圖不可能達到的表現效果。

數字地圖是“數字地球”的重要組成部分,“數字地球”這一工程是實現地球資源的數字化信息化,解決目前存在的海量地學數據分散、保存方法落后、查詢困難、利用率低等問題。測繪工作者目前主要工作是測繪信息化,數字測圖是信息化的基礎工作,是測繪信息化的前期工作。

數字測圖技術在煤礦的應用能夠給煤礦的生產帶來很大的便利,利用三維激光儀、全站儀和3S技術所采集的數據建立“數字煤礦”,從而建設數字化的智能煤礦,進行數字化煤礦開采,高產高效,創建本安型煤礦。

2 小結

隨著科學技術的發展,三維激光、全站儀、3S和數字測圖技術必然會越來越完善,測量的結果會越來越精確,更能為創建高產高效本安型煤礦保駕護航。

在煤炭工業日新月異的大前提下,標準化、現代化煤礦越來越多,相信隨著測量儀器的不斷更新換代,測量理論和技術的深化、完善,會促使煤礦測量這個交叉學科得到更加長足的發展,從而更好地服務于礦山,促進煤礦的可持續快速發展。

參考文獻:

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