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关键词:矿山测量;矿山安全生产;采掘工程;地质现象
矿山测量工作是每个矿山建设和每个矿山在生产时期中不可缺少的一种测量工作。随着采矿工业的不断发展,矿山测量工作要求也越来越高,矿山测量涉及到很多方面的矿山管理。由于我国地下矿产资源十分丰富,所以矿山测量工作对促进和保证安全生产,提高经济效益,以及合理开发利用矿产资源起着相当重要的作用。文章浅谈矿山测量在矿山的生存与发展中两个方面的作用。
1 计划及安全生产方面
矿山测量工作被比作矿山生产建设的眼睛,为矿山安全生产及矿山管理,及时提供各种图纸资料和各种数据,从而使计划的编制和安全生产的指挥具有可靠的依据。测量工作跟不上,不能及时地、准确地将这个空间的变化,以及由此暴露出来的各种地质现象或者其他信息及时绘制成图,不能及时反映出地质情况的变化,那就无法制定下阶段的采掘工程计划,从而直接影响采掘工程的计划。而一旦矿山测量工作有失误或者提供的资料及图纸不及时,就会造成采矿生产的盲目性以及管理工作的混乱,从而给矿山的安全生产带来隐患和损失。
在开采过程当中,由于地下地质条件复杂,开采难度加大,加上在开拓和采切过程中无论在时间或空间上都在不断的变化,而且是多个分段同时生产作业。所以测量就必须严格按设计要求和矿山的测量规范进行施工放样,达到设计要求,从而提高经济效益;如果测量不及时或测量不准确,达不到设计要求,矿石损失就大,经济效益降低,而且容易埋下安全隐患。因此,矿山测量工作在矿山的作用是很关键的。测量工作必须及时对上、下分段的掘进及采矿作业地点的相对位置绘制成图,及时掌握下分段空顶或采空区和上分段作业面的相对位置,从而避免安全事故的发生。
贯通测量工作是矿山测量工作的重中之重。在矿山当中有水平巷道的贯通、倾斜巷道的贯通、竖井及暗井的贯通、上下分段的上山人行通风井贯通,等等。在贯通测量中,贯通工程质量的好坏直接影响到矿山安全生产的整个系统。矿山的主运输巷道就是整个矿山的主动脉。当然在指导井巷掘进的测量过程中会存在误差,最终反映在贯通的接合处,使其中线不能理想衔接,发生错开现象,出现偏差,这就是贯通误差。它包括纵向贯通误差、横向贯通误差、高程贯通误差三种。一般的水平巷道或倾斜巷道,其横向方向和高程方向为重要方向。因为在巷道相向对打时,测量人员必须及时测量填图,当相向对打距离还有最后15m贯通时,测量人员必须及时通知一方停止掘进作业,只能由一方完成贯通工程,以免造成爆破事故的发生。如果测量不规范或极限误差超过允许误差造成贯通处方向偏差及高程偏差,造成巷道错开或坡度过大,或者高差过高,造成整个巷道两边高低过多,运输系统无法进行,只能挑高填低。这样不仅工程量大,而且增加工程费用,给矿山企业带来巨大的损失,又对整个矿山的运输系统带来极大的安全隐患。所以在贯通测量之前,必须制定测设方案。测设方案分四个步骤:(1)控制形式;(2)测量方法;(3)选定仪器;(4)确定误差参数。一般是取二倍误差预计结果作为极限误差,即:极限误差小于允许误差,就达到测设方案。所以贯通测量必须严格按照开采设计提供的各种数据和矿山的测量规范进行施测,按照矿山的开采设计进行测量,各项误差指标必须在矿山测量规范允许范围内,不论是哪种矿山,坑道的开掘位置、坑道形式、坑道间的相互位置及相互关系及质量的要求,都是经过预先设计的。而为了保证各种坑道按设计要求进行施工放样,就必须进行矿山的专门测量工作,特别是主运输巷工程质量的好环,直接影响到行人的人身安全。如不按设计要求施工放样,造成坡度过大,这样在运输过程中矿车车速过快,容易跳轨,从而引发安全事故。矿山测量工作在矿山安全生产中起着举足轻重的作用。由于地下矿山地质条件复杂,会经常遇到含水层、溶洞、断层,因此要求矿山测量工作必须及时提供准确的井下巷道位置,绘制准确的采掘工程平面图,及时反映掘进巷道与采场的相互关系位置,防止在开采过程中穿透原采空区、含水层、溶洞或者透入相邻巷道从而造成安全事故。特别对相邻巷道的测量工作更须注意。因为相邻巷道之间的保安矿柱较薄一般为5m,如果测量不准确而穿透相邻巷道,那么开拓及回采作业过程当中就会存在极大的安全隐患。特别是遇到顶板比较松软的地段,由于测量原因相邻进路相互打通造成顶板跨度大,这样就增加巷道支护和维护的难度,而且顶板、边邦容易脱落,容易导致安全事故的发生。
矿山测量工作的好坏,对矿山的安全生产工作和经济效益影响都很大。测量技术不过硬,未能按设计要求的方位去施工放样,矿置控制不好,如设计是沿脉掘进巷道而如果测量工作不及时或无法定准方位,往脉外或往矿体内掘进巷道,都会增加巷道的工程量和矿石丢失。这样不仅增加企业的工程开支,还会损失矿石,减少经济效益。由于在地下大量的开采过程当中会对地面的地物、地貌严重破坏从而形成陷落区、塌陷区,在丰水期的时候会造成陷落区积水,直接威胁到井下的安全生产。所以,必须对露天陷落区、塌陷区进行测量,并及时填图,及时反映井下生产作业面和陷落区的相对位置,从而有效预防在地下开拓过程中采掘工作面出现积水或淤泥事故的发生,并且对露天危险区域圈定警戒线。实践证明,在当今发生的事故当中,如果测量工作做到及时填图,准确绘制井上井下对照图,确定井下与地面的相对位置;这样当矿井发生事故有人员被困井下时,通过井下采掘工程平面图确定发生事故地点,从而确定被困人员的位置,然后通过井上井下对照图确定地面与井下的相互关系,制定最佳的救援方案,选择最佳的救援通道,解救出井下被困人员,能够确保国家和人民群众的财产安全,特别是挽救了许多人的宝贵生命。所以,矿山测量在许多矿山事故当中起到极其重要的作用。
2 矿产资源合理开发利用方面
矿山测量在矿产资源开发利用方面也是具有极其重要的作用,主要是研究和指导矿山生产的均衡发展,有效降低矿石的损失和矿石的贫化。当然矿石的损失和贫化是由多个方面原因造成的,但是与矿山测量工作的好坏也有一定的关系。主要表现在采场的炮孔位置和炮孔深度测设不准确,从而导致矿石未能被采出,或者造成大量废石掺入。这也是矿石贫化和矿石损失的一个重要因素。矿山的测量工作也是对岩层及地表陷落的移动观测。找出移动范围和移动规律,从而制定出合理的保安设计,这样既能确保矿产资源的合理开发利用,减少矿石的损失,又能有效预防安全事故的发生。
在地下矿山的开采当中,井巷工程质量的好坏直接影响到矿山的安全生产。矿山的工程质量是矿山安全的保障,而矿山测量工作的好坏直接影响到工程质量的好坏。因此,矿山测量工作是矿井施工放样、质量检查和工程验收的重要依据。所以矿山测量对工程质量的保证,就直接关系到矿山的安全。总之,矿山测量工作对矿山的作用是十分重要的,也是必不可少的,它关系到矿山的生存与发展。
参考文献
关键词:测绘技术;矿山测量;巷道测量
中图分类号:TD17文献标识码:A文章编号:1673-9671-(2012)042-0138-01
1矿山测量的意义和任务
矿山测量工作即在矿山建设和采矿过程中,为矿山的规划设计、勘探建设、生产和运营管理以及矿山报废等进行的测绘工作。主要包括:建立矿区地面控制网、矿区地形图的测绘(1:500~1:5000的地形图和矿图)、矿山施工测量、地表移动沉降观测和矿体几何图绘制等。其中,矿山施工测量是矿山建设和开采过程中为各种工程的施工所进行的测量工作,即地面上的土建工程测量、井下控制测量和施工测量、竖井定向测量和竖井导人高程测量、竖井贯通测量。由于矿山测量工作涉及地面和井下,不但要为矿山生产建设服务,也要为安全生产提供信息,以供领导对安全生产做出决策。矿山测量的任何疏忽或粗率都会影响生产或有可能导致严重事故发生。因此,矿山测量在矿山开采中的责任与作用都是很大的。所以经常把测量比作矿山生产的眼睛,巷道测点及中腰线是井下生产的导航标。
建立矿区控制测量系统:矿区控制测量网,是矿区各点测量系统的基础,布网一般和国家控制网相联结;如果尚不具备联结时,可布设独立的三角网。这些点的密度很小,远远不能满足矿区测量的需要。通常进行的矿区控制测量就是在国家一、二等三角网和水准网的基础上布设矿区三、四等三角网作为矿区的平面控制,利用静态GPS拟合高程或三角高程作为矿区的高程控制。为了满足矿井建设和生产的需要,建立矿井上、下统一坐标系统,还需在矿井工业广场井筒附近布设平面控制点和高程控制点,即我们通常所说的近井点和井口水准基点。考虑到矿山测量的特殊性,近井点和高程水准基点的布设还要满足以下要求。
1)通视条件较好、观测人员比较好到达。2)尽可能埋设在便于观测、保存和不受开采影响的地点。3)近井点至井口的连测导线边数应不超过3条。4)高程水准基点应不少于两个(近井点可作为高程水准基点)。
本文就矿山施工测量中的井下施工测量做一简单论述,井下测量主要对象是巷道,巷道测量和地面测量工作一样,应遵循“从高级到低级,从整体到局部”的原则。巷道施工测量的任务是按照矿井设计的规定和要求,在现场实地标定掘进巷道的几何要素(位置、方向和坡度等),确定巷道,硐室及回采工作面的平面位置与高程,并在巷道掘进过程中及时进行检查和校正,准确标定各种工程位置,指示巷道掘进方向。
井下测量与地面上测量比较,具有很大的局限性,井下测量的空间是各种巷道与采掘场所,由于巷道狭窄,加之各种管道、车辆乃至行人、风流等都在其中通过或活动,难免对测量工作产生干扰或阻碍。此外巷道内一般情况下照明条件差,通视困难,因此要求在井下测量时,应尽量避开行人、测量和管道,采用专门的照明设备,使之适应这样的工作条件。
矿山测量现在负责人要对测绘仪器和工具要定期校检,进行重要测量工作前亦必须对所使用的仪器工具进行检校,要做好日常业务工作,及时正确的实测并收集各项原始资料,编制各点综合资料,并不断提高各个环节的技术质量,保证各点地测资料的精度,达到国家有关技术规程的要求。作好地测技术业务管理,建立相应的管理制度,从而使矿山开采立足于可靠的地测基础工作之上。
2井下巷道测量
巷道掘进是一个系统工程,影响因素较多。掘进过程中应首先搞清楚岩性情况、地质条件变化情况。做好地质情况分析和预测预报。看前方有无钻孔、断层、破碎带、采空区、老巷,还得分析巷道临近区域有无老空区、老巷和积水区。做好探放水工作和煤岩层瓦斯预抽工作或者防突工作。
巷道掘进中必须抓好中腰线管理,使巷道掘进严格按照设计好的中腰线前进着。及时编绘反映施工现状的平、剖面图和竣工图。定期对井巷掘砌工程进行验收。测量专业随着掘进工程的进展、及时、准确地进行实测,同时建立齐全的测量现场记录野帐和室内计算台帐。绘制各点矿山测量原图,并能反映坑内外工程关系和现状,为矿山生产和安全防范提供依据。为矿山生产提供各点测量资料和图件,并参与矿山采掘(剥)工程设计和计划的编审,对采掘(剥)工程施工进行测设、给点、给方位等测量技术管理。
井下测量的导线点分为永久点和临时点两种,在巷道测量中,由于井下工程施工面黑暗潮湿,巷道中往往积水或泥土较大,环境较差,控制点做在地面上很容易丢失,因此永久点应设在碹顶上或巷道顶(底)板的稳定岩石中,巷道分岔处必须设点,所有布设的永久点统一编号。临时点可选设在顶板岩石中或牢固的棚梁上。随着巷道的不断掘进,井下导线也要及时延长。采区控制导线一般应每隔30 m-100 m延长一次,基本控制导线应每隔300 m-500 m延长一次。井下高程点应布设在巷道顶、底板或两帮的稳定岩石中,碹体上或井下永久固定设备的基础上,也可选用井下永久导线点作为高程点。鉴于井下测量环境较差,水汽较大,测量仪器进去后目镜很容易变得很模糊,所以进行井下测量之前最好事先要准备好能搽拭目镜的软布或软纸,以备用。
为了指示巷道在水平面内的方向,需要标定巷道的几何中心线在水平面上投影的方向即中线方向。
中线点应成组设置,每组不得少于3个点。
标定巷道中线的步骤大致如下:
1)检查设计图纸。主要检查的内容包括:巷道间的几何关系是否符合实际情况;标注的角度和距离是否与设计图一致等。2)确定标定中线时所必需的几何要素。3)标定巷道的开切点和方向。4)随着巷道的掘进及时延伸中线。5)在巷道掘进过程中,随时检查和校正中线的方向。
巷道一般采用独头掘进,洞室之间互不相通,因此不便组织校核,出现错误往往不能及时发现。又常把测量点设置在巷道的顶部,仪器需进行点下对中,并且有时边长较短,随着巷道的进展,点位误差的累积越来越大,因此测量精度难以提高。掘进过程中的安全问题应引起高度重视,主要包括井巷通风、防尘、地压支护、巷道防火、爆破作业安全、电气设备安全等。掘进作业危险性较大,应按技术标准设计坑口、配备安全设施、进行有效的尘毒监测、强化安全管理、制订严格的安全规章制度等措施。平巷掘进,基本为独头施工,掌子面空间狭小,人员、机械较多,空气质量差,特别是钻眼和出碴时。对此必须加强通风,保证空气质量及能见度,减少安全隐患。人在施工中的随意性,是最不安全因素。在保证个人施工能力及操作规范性同时,安排合理工作时间、保持施工人员的良好施工状态,也是安全施工必备条件。凡矿山重要贯通工程,如:竖井、斜井、主运输平巷等,以及新中段的定向,都要做好测量设计和误差预计,选择最佳的施测方案。根据矿山实际需要,进行空场测量,岩石移动观测,露采边坡观测和地压活动管理,为安全生产提供测量资料。
3结束语
经过本次实际的井下巷道测量工作,让我学到了很多实实在在的知识,由于以前从事的基本上都是地面上的各种测量工作,和井下还是有所不同的,比如全站仪的对中、置平以及井下的测量方法,这些和地面上是有很大区别的。很大程度的提高了自己的技术知识和责任心,让我知道巷道施工测量直接关系着采矿工程的质量,关系到施工人员和矿井本身的安全,因此要求我们每个矿山测量人员必须具备过硬的测绘技术,很高的责任心,认真的去处理每一次的测量数据,及时、细心的去配合施工部门进行工作,只有很好的去配合各部门,很好的发挥团结一致的集体精神,才能更好的为矿山的开采,巷道的掘进提供保障,才能保证矿山及人员的安全,才能为社会的发展做出应有的贡献。
参考文献
【关键词】矿山测量;技术现状;发展方向
引 言
矿山测量是关乎国家经济发展的重要技术测量,它是利用相关电子仪器设备,对地质进行测量,以探寻经济发展所需要的资源和能源,为矿山开采作准备工作的一种测量手段。通过对矿山测量的相关数据,技术人员可以对矿山的矿产储量、矿石品位等做出进一步判断,还可以对开采方式等作出合理的设计。总之矿山测量技术是进行矿山开采的基础,在矿山开采中起指导作用。
一、我国矿山测量技术的现状
随着我国经济的迅速发展,所需求的资源能源也越来越多,现有的资源无法满足生产发展的需求,因而国家对矿产资源的开发力度也逐渐加大。在现有的测量技术下,我国矿产资源开发依然满足不了生产需求,这其中有两个原因,一是资源需求量太大,供不应求;二是测量技术不够先进,造成一定程度的资源浪费。
(一)当前矿山测量主要仪器
当前我国的矿山测量技术设备中,全站仪、陀螺经纬仪等仪器设备是较为常用的矿山测量设备。这些仪器的广泛使用,提高了测量精度和工作效率,为矿产资源的开发作了很大的贡献。近年来,随着测量强度的增加和地质条件的复杂化,现有的仪器设备在有些地质条件下难以发挥出正常水平,而且矿山测量很大程度上是井下测量,这对不同压力条件下一起的稳定性和精确性有着一定考验。
(二)计算机技术和其他技术的使用
在矿山测量技术中,相关仪器设备的使用是一方面,另一方面是电子计算机技术的广泛使用与全球定位系统、地理信息系统和遥感技术的使用。这些技术也是矿山测量的核心技术和测量关键,对整个矿山测量而言,作用无可取代。全球定位系统对于矿井工作中位置确定以及开采中的方向判定有重要作用;借助遥感技术对矿山整体地貌有一个了解,通过地理信息技术综合分析,制作出较为精准的地质剖面图和测绘图,配合测量仪器对矿产开采作出精确指导。电子计算机技术是将这些技术和设备通过电子计算机模拟合成,从而动态地反映出矿产开采的新进展;同时,计算机操作可以避免人为操作造成的误差,提高工作效率,还可以实现自动化、一体化,节约劳动力。
(三)多维测量手段
针对被测量矿山中的具体地形地貌,采用多维的测量手段进行测量,以提高测量的精确性。在矿山开采中,会遇到不同地质状况的岩层,根据矿区地质状况,对岩层的运动方向和变形做一个合理的预测可以有效减少矿山开采中事故的发生率。因而必须选用多地点、多方式的测绘手段,运用计算机数值模拟,对出现的状况进行分析和实验模拟,保证测量图绘制的准度,更好地指导矿山开采。
二、矿山测量技术发展方向
我国矿山测量技术经过了几十年的发展,在精度、自动化、效率方面都大大提高,在当今世界领域内居于前列。我国矿山测量工作者充分运用自己的聪明才智,敢于探索,在土地复垦与矿产资源经济等边缘学科取得了较大成绩,为我国矿山测量事业作了很大的贡献。同时,还应清醒的认识到,我国矿山测量面临着一些问题。对此,笔者提出以下发展方向:
(一)采用新的测量仪器设备
测量仪器是矿山测量工作的基础,在矿山测量技术发展的同时,仪器设备也必须加以改进。针对不同的地质状况和不同的矿产的需求,采用不同的仪器设备。如在中小型煤矿中,防爆测距仪和防爆电子手薄是相对较为实用的仪器设备,它能在矿井下有效实现自动化的数据采集。防爆型智能化全站仪是今后测量设备发展的一个方向,它能够很好地实现测距、定位数据采集等一体化,具有方便灵活的特征。智能化系统的应用,使得这种全站仪的效率大大提高,成为今后矿山测量的主要仪器。同时,反射棱镜系统和无线电通讯也是今后井下测量需要使用的的重要仪器设备。
(二)创新测量技术
测量技术的创新要从三方面突破,分别是理论创新、技术创新和实用创新。其中,理论创新是基础,让矿山测量理论伴随着相关科学的发展而有所改变,以适应时代的转变和实际需要。技术创新是核心,针对矿山测量中出现的一些列问题,以现有条件为基础,在技术上寻找突破口,以全新的测量技术适应矿山生产和管理的各个环节。实用创新是关键,测量技术的创新目的提高矿山生产的效率,促进测量事业的进步。因而,测量技术是否具有实用性,能否经受住时间的考验,这是技术创新的关键问题。只有将这三方面的问题解决好了,才能实现技术创新,促进测量事业的发展进步。
结束语
矿山测量技术历经多年发展,为国家经济发展和社会生活有重要贡献,在新的时代背景下,运用新的测量仪器设备,采用新的测量技术,让矿山测量技术继续为人们服务。
参考文献:
【关键词】GPS技术 矿上测量 应用措施
【Abstract】GPS technology is only in recent years and in the development of social life, GPS (Global Positioning System), the Global Positioning System (GPS), first developed by the United States, and in 1994 began to be put into use of satellite navigation and Positioning System. In the context of the current, the application technology has spread to all fields of national economy, in the field of measurement of GPS technology to the advantage of all-weather, high efficiency, high precision, automation gradually applied to the measurement field, in this paper, the application of GPS technology in the mine survey analysis, to further promote the application of GPS technology in the mine measurement.
【Key Words】GPS technology;The mine measurement;The application measures
在传统的矿山测量中,常规三角、导线测量因为其作业率低,精度不准确已经逐渐满足不了现在矿山工作的需要。而GPS技术的出现很好的满足了现代矿山测量的需要,就目前来讲,GPS技术已经普遍的应用到矿山的测量中,本文就结合矿山的实际情况,探究GPS技术在矿山测量中的一些工作方法。
1 GPS 技术概述及特点
GPS(全球定位系统)是美国第二代卫星导航系统,它主要由三个部分组成:空间部分、地面监控部分和用户接收。GPS的空间部分主要是由24颗GPS卫星所组成,这24个卫星一并组成了GPS的卫星星座,这24个卫星分工不同,其中21个卫星用于导航,3个为备用卫星。每个卫星能够发出导航定位的信号。控制部分主要分布在全球不同的跟踪站组成的监控系统,跟踪站根据作用的不同又被分为主控站、监控站和注入站。而用户部分主要是由接收机、数据处理软件及相应的用户设备所组成的,用户部分的主要作用是接收GPS卫星所发出的信号,并利用这些信号进行导航定位。
GPS因其独特的优势地位在测量领域中应用于大地测量、城市测量、各类工程测量、变形测量等一些领域,并且逐步成为一种重要的常规检测手段。并且GPS有一定的精度高、观 测时间短、操作方便以及全天候作业等特点,这些特点也是GPS技术能够在矿上测量的优势之一。
2 空间信息技术在矿山测量中的应用
对空间信息技术的核心是和主体来说,主要应用的是“3S”技术。对矿山测量来说,在矿山测量中都已经应用了该技术,并且在应用的过程中也得到了良好的成效。尤其对于GPS技术来说, GPS技术在矿山测量、控制测量、工程测量、环境监测、防灾减灾以及交通运输工具的导向方面发挥着重要的作用。GPS技术有着比传统的测量技术更为优势的特点,如:不受天气的限制,能够全天候的作业、并且计算精度高同时还无等级测量之分,无需考虑测点间的通视,且不存在积累的误差。这些技术的应用都改变了传统的测量模式,地理信息系统有关的数据进行采集、处理、管理,其发展和应用对测绘科学的发展意义重大,在空间信息技术的支撑下,现代的测绘仪器和技术层出不穷,并且对矿山测量带来方便。作为“3S”技术中的遥感技术在矿山测量中的应用经历了较长的发展阶段,在遥感技术丰富经验的引导下,航空遥感技术可以获取矿区的信息资源,对矿区的环境进行检测,为矿区的环境保护提供意见和决策的支持。通过相片的校正、目视判读和野外的调绘工作来完成地形图的描绘。GPS技术的出现改变了传统的地面测绘的方式,在矿山测控中可有效的利用GPS技术进行矿区地表移动检测。水文观测孔的高程检测、矿区控制网建立或复制与改造等。GPS接收机的性能价格比不断的上升,其应用于矿山测量工作的地面部分已经成为现代矿山测量的一项重要的技术。
3 GPS RTK在矿山工程测量中的应用
RTK(实施动态测量)的定位系统是有基准站、流动站和数据链组成的,实施动态测量是必须建立在无线通讯技术上,该系统的原理主要是在点位精度较高的手机控制点作为基准点,并且安装一台接收机作为参考站,对卫星进行连续的观测,流动站上的接收机在接收卫星信号的同时,可以通过无线电的传输设备接受观测数据,流动站上的计算便可以根据相对定位的原理实时计算机显示出流动站的三维坐标与测量精度。这样用户便可以根据待测点的精度指标确定观测时间,从而减少冗余的观测,进而提高了工作的效率。
在矿山的测量中,现在都开始采用RTK,对一般的地形地势而言,一次的测区范围是10多km,这就大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的搬站次数,仅需要一个操作步骤,便可以准确测到该点的三维坐标值。RTK技术的另外一个优势便是其平面精度和高程进度已经达到厘米级,对出现的错误不会累加,并且数据安全可靠。在对钻孔、征地边界、境界线的工程放样中,RTK技术能够大大提高外业放样的效率,个人应把提前设计好的点位坐标输入到电子薄中,手薄便会自动的提醒你如何走到要放样的位置,具有方便快捷的优势,不足之处是不能现场给定角度和方向。
4 GPS技术在矿山测量中的具体的作业步骤
4.1准备工作
采用GPS对矿山进行测量时,第一个应该要做的步骤首先应该是对测区进行踏勘,接下来应该根据踏勘的特点完成工作。在准备的过程中,准备工作一般包括以下几个方面:设置好参数,基准站的数据采样率一般为4―5秒的时间,流动站的数据采样率一般为1―2秒,并且对高度的截止角通常设定为10度;对已经知道的坐标及时更换参数;对实施的工程放样来说,在实施工程放样前,应该对每个放样点进行坐标的设计,并且定位线路的方位角,这样便于在野外工作时,实施准确放样。
4.2对测区的坐标进行合适的转化
对于坐标系的参数来说,在矿区的应用中有多种参数,这就需要对参数进行转换。如:如果一个矿区采用的坐标系是北京54坐标系,而在对矿山的测量是在WGS―84的坐标系上进行的。因此,在进行矿区测量的过程中应该把坐标体系进行转换,所以应该注重对测量的坐标进行转换。
4.3合理的安置基准站
对基准站的设置来说比较灵活,可以设立在精确坐标的已知点上,而且还可以设置在未知点上。对在基准站安装的过程中在对地理位置的选择上有较为明确的要求,如:应该选择地位位置较高的地方、无遮挡、电台信号覆盖良好的地方。此外,在对基准台安置的选择过程中为了防止多重路径效应与数据链的丢失时,在基准站的200m范围内最好不要出现高压电线和无线电的发射台。
4.4 GPS_RTK施测及放样
在测区首级控制监控基础之上,利用点校正的方法,并且用求解坐标的系数去转换参数,并且在基准站的设置时还应该选择通视性好,四周没有任何强电磁干扰的地方。当测区可见GPS卫星数在5颗星以上,只需要5――15秒的时间 就可完成初始化而得到固定解。这样简单方面的操作,使得每台移动站只需一人便可以进行测量作业,每次在开始作业之前都应该对已经控制的控制点进行检测,在确保检测系统正确无误之后,方可进行作业,
实时动态 RTL数据处理则相对比较简单,外业测量采集的实测坐标通过手簿的数据传输系统,直接下载到计算机内。便可对其进行图形编辑,同时也可以通过采集、整理和分类使之形成文件之后进行打印出来,在钻孔放样中,RTK 同样能实时地提供导航数据,既可以快速的找到点位,还能够精确的提供定位的精度。如在钻孔放点和测点,可以依据GPS的电子手簿显示的定线导航数据同样能够快速上线。并且用 GPS_RTK放样,GPS电子手簿导航画面可以快速上点及上线,它在一定的程度上提高了工作效率,减轻了工作人员的工作强度。因此,RPK的 测量既可以实时提供点位坐标和高程,又可实时知道测量点位精度。与此同时从测量结果来看,RPK的测量精度可以达到厘米,能够很好的满足矿山测量的需要。
5结语
GPS技术在矿山测量中的出现和发展极大的提高了矿山测量的工作效率,并且变革了传统的测量手段,极大的方便的了矿上的测量工作。随着GPS技术不断的改进与发展,将会把矿山测量带进另外一个新的发展阶段,
参考文献:
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作者简介:
关键词:数字化;测量技术;技术应用
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.110
0 引言
我国科学技术水平不断提高和经济全球化的不断深入,矿山资源的需求量越来越大,我国矿山开采作为矿山工作的重要组成部分,需要借助科技的力量不断提升开采水平和技术,目前矿山生产对矿山测量技术的要求不断提高,测量工作成为矿山开采中的基础保障,因此,以计算机技术、通讯技术和生物技术等众多现代化技术为一体的数字化测量系统成为矿山开采中的重要手段和依据,与传统人工测量技术相比,数字化测量有更高的科技技术做支撑,不仅提高了矿山测量的准确性和测绘效率,更进一步提高了矿山安全生产的预见性,因此企业应重视数字化测量技术的重要性,认识到数字化技术的优势,构建科学测量体系,为矿山安全高效生产提供科学指导。
1 数字化矿山测量技术的定义
数字化测量技术是集众多现代化技术于一体的现代化技术,可以准确的勘探矿产资源的具置,还可以实现数据的数字化管理;矿山数字化测量技术通过三维技术、GPS定位技术、视频通信技术队矿山资源分布和开采环境进行全方面的分析总结,数字化矿山测量技术的五大系统包括采集、调度、功能、包装与核心技术;采集数据主要通过对矿产资料数据系统、传感系统和勘探系统对矿山基本情况进行基本的信息采集。调度负责提供拓扑建立与维护空间分析,设置数据访问限制和生产资料分配,以保证系统的稳定运行;整合功能则是矿山数据进行综合分析,依靠三维建模提供数据基础。核心功能是对矿山数据进行统一管理,并作出数据分析,各个部分相互配合,相互支撑。
2 数字化矿山测量技术的优势
(1)数字化矿山测量系统基于仿真技术将矿山的地理环境直接显示,更加有利的进行矿山开采指导;实现测量高效化,并针对矿山动态实时进行检测控制,达到缩短开采周期,提高矿山生产效率的目的
(2)数字化测量技术按照矿山生产的实际情况,提取测量成果中的各个要素,获得用途广泛的数据资料,数字化测量技术有较高的精准度,集众多现代科技于一体的数字化测量技术既能降低矿山的测量工作量,又能保证测量工作的及时和准确性。
3 矿山测量工作中数字化技术的应用
(1)三维可视化技术的应用。数字测量技术是基于全站仪、GPS系统的相关软件对矿山信息进行采集和整理,三维可视化技术则主要通过对采集到的信息描述较为只管,可以通过三维立体可视化技术将矿山的空间信息、地理地貌和资源位置等数据信息呈现,为矿山测量工作提供完整可靠的数据支撑,矿山测量过程中所获取的三维数据传输至三维建模软件,通过云数据处理完成拼接工作,并利用3Dmax等三维处理软件生成矿山的三维立体动态图像,由此形成的立体图像可供矿山测量人员参考和使用,基于计算机通讯网络形成的三维可视化技术为矿山测量人员提供完整可靠的数据信息,使得矿山测量人员可以不受地域和周围环境影响,对生产区域的相关信息进行实时查询监测,更加有效的调控矿山资源的生产。
(2)空间信息技术的应用。在矿山测量中采用空间信息较好的先进技术一般是空间信息技术,也就是3s技术,该技术包括GPS、RS和GTS技术组成,是在矿山测量中应用广泛的技术。GPS技术由用户、地面监控和空间三部分组成,通过卫星导航技术演变而来的测量技术,具有高精确度、测量灵活和全方位全天候测量等特点,最大的优点是在测量中通过卫星传输,不会有误差的累积。
RS即遥感技术,由传感器技术、信息传输和处理、目标信息测量技术等组成,对信息进行扫描、摄影、传输和处理后对矿山进行测量,该技术高效准确,及时完成矿山地形的测量测绘,主要可以监测大面积的矿山监测。GTS技术是地理信息系统技术,基于地理信息空间,按照地理模型,提供多种地理形态的信息数据资料,将信息次啊及、数据化处理形成的技术体系,满足矿产对数据资料的需求
(3)测量数据资料的数字化处理技术的应用。数据资料处理的数字化指通过计算机技术进行辅助绘图,所处理的数据资料通过文字、图形或图标等多种形式,为矿山安全提供测量数据,减少数据传输之间的处理环节,提高了测量精度,还可以对矿产测量成果进行检验,及时纠正出现误差的测量结果。按照矿山测量的实际情况和实际需要,建立完善的数字处理系统,为数字化制图提供数据服务。
(4)数字化绘图技术的应用。在矿山测量中,矿山的地貌地形、地下地质条件等信息存在一定的变动和客观性,测量人员需要将这些客观抽象的信息以图纸的形式显现出来,需要对不同比例的地形进行测绘,,这需要测量人员掌握专业的测绘技术,但传统的图形测绘技术存在误差,无法满足现代生产的需求,为避免影响到矿山开采的发展,而数字化管理能有效调节矿山测量与生产之间的关系,以计算机三维软件为基础,实现快速成图、分析,形成的图形快速准确,为矿山下管理人员的开采提供重要的数据支撑,数字化矿图效率高,准确度高,可以根据地形变化实时更新,并根据需要转换数据结构,有利于构建矿图数据库,为建立矿山信息管理系统提供技术支持。
4 结束语
随着信息技术不断发展的今天,数字化测量技术已成为矿山测量的关键技术之一,国家经济发展的不断提升,我国矿产事业也得到快速发展,在多种现代化测绘技术中,选择适合的测量技术,是提高生产效率和产量的关键方式,数字化测量技术被广泛应用于矿山测量系统中,对矿山生产效率和安全开采有很重要的指导意义,为保障数字化测量技术可以更好的应用,测量人员应掌握数字化测量技术的原理和使用方法,建立完善的数字化测量体系,确保开采顺利进行。
参考文献:
[1]杜明义,武文波,赵国比.矿山测量计算机管理信息系统设计[J].宁新矿业学院学报,1996(04).
[2]邱本立,周青青,王建有.数字化测量技术在矿山测量的应用[J].中国新技术新产品,2010(09).
【关键词】全站仪;平面控制测量;高程控制测量;贯通预计
随着测量技术的快速提高,全站仪已普遍用于控制测量、地形测量及矿山测量中,并以其简捷的测量手段、高速的电脑计算和精确的边长测量,深受广大测绘人员的欢迎。近年来,全站仪导线测量随着其测量精度的大幅度提高和作业方式的改变,在矿山测量方面得到了广泛应用。在具体生产过程中,采用全站仪导线测量的方法增加若干测站点,可以保证图根控制与碎部测量同时进行。
1.全站仪的概念
全站仪是全站式电子速测仪的简称,它是集测角、测距、记录、存储、运算等多种功能于一体的新型电子类仪器,具有速度快、精度高、存储量大、稳定性好、人为影响小等优点。近几年来,防爆型全站仪在煤矿测量中逐步得到应用,利用全站仪可以测设复合导线、支导线或者支点,进行矿区加密图根控制测量点。利用全站仪还可以依托现有的软、硬件设施,外接测量仪器和输入、输出设备,完成对井下空间数据进行采集、输入、编辑、成图、出图的一条龙作业,同时利用全站仪还可以完成井上下的联系测量、井下导线的测设、特殊工程放样等工作。由于全站仪测角和测距的电子化,大大简化了工作程序,减少了测角和钢尺的误差,从而大幅度的提高了井下作业的精度和效率。
2.全站仪应用在井下平面控制测量
由于受井下巷道条件的限制,井下平面控制均以导线的形式沿巷道布设,而不能像地面控制网那样有测角网、测边网和GPS网等多种可能方案。全站仪井下平面控制测量的目的是建立井下平面测量的控制,作为测绘和标定井下巷道、硐室、回采工作面等的平面位置的基础,也能满足一般贯通测量的要求。
在井下巷道掘进过程中,全站仪应用在井下平面控制测量,主要采用一个测回法,分为两个半测回,测量过程中要求两个半测回的互差和2C值均控制在《煤矿测量规程》的要求之中,测量人员在测量过程中必须严格执行,并做到认真检核。
井下基本控制导线测量是一项非常重要的测量工作,它直接影响着矿井各项贯通工程的精度以及地面建筑物和井巷工程的相对精度,必须认真执行《煤矿测量规程》的要求,同时做好人员的组织、协调工作,加强自身安全,保护好各种仪器。
3.全站仪应用在井下高程控制测量
3.1全站仪井下高程测量是测定井下各种测点高程的测量工作
其目的是为了建立一个与地面统一的高程系统,确定各种采掘巷道、硐室在竖直方向上的位置及相互关系,以解决各种采掘工程在竖直方向上的几何问题。
3.2全站仪高程测量的具体任务大体有以下几项:
(1)在井下主要巷道内精确测定高程点和永久导线点的高程,建立井下高程控制网。
(2)给定巷道在竖直面内的方向。
(3)确定巷道底板的高程。
(4)检查主要巷道及其运输线路的坡度和测绘主要运输巷道纵剖面图。
3.3全站仪井下高程测量的方法
全站仪井下高程测量主要采用三角高程测量的方法。三角高程测量方法主要是将全站仪安置在测点,对中整平,在前视点悬挂垂球。用望远镜瞄准垂球线上的标志点,测出倾角,并用激光测距法测出距离,最后量取仪器高和前视点,整个操作过程简单方便,取代了传统的钢尺测距法,简单、快捷且精度高。
全站仪附合高程路线的闭合差,可按边长成正比分配。复测支线终点的高程,应取两次测量的平均值。高差经改正后,可根据起算点的高程推算各导线点的高程。
3.4全站仪三角高程测量的优点
(1)用全站仪三角高程测量方法代替水准测量,方法简单易行,测量速度快,为今后快速、准确的建立高程控制网提供了新的途径。
(2)全站仪测量高程,可灵活选择测站点的位置,可节约时间,降低劳动强度,比钢尺量距更具有明显优势。
(3)全站仪单向高程测量,可消除一些系统误差的影响,并在一定范围内可代替四等水准测量。
(4)可灵活增加测回数,以提高距离和竖直角的观测精度。
4.全站仪在井下贯通测量中的应用
为了提高贯通测量的准确性和可靠性,必须编制合理的测量方案,采取有效的测量方法,结合工程实例,分析井下控制网,进行导线测量并加测陀螺定向边对贯通巷道精度的影响,通过对贯通测量误差预计分析,在贯通点上,分别对两中线间和腰线间进行极限误差预计,保证贯通测量的精度。
全站仪在井下贯通测量中的应用,是一项非常重要的测量工作。贯通测量的任务就是保证巷道在贯通点或相遇点上,其测量误差不超过一定的数值,能够满足《煤矿测量规程》和巷道施工的需要。任何测量工作都不可避免的带有误差,所以每次贯通工程测量前必须做贯通误差预计,从而制定合理的测量方案,保证了井巷工程顺利贯通。在生产实践中,全站仪通过结合陀螺定向、立井定向、立井高程传递等测量方法,对贯通测量进行误差分析,评定全站仪的测量精度,并应用到贯通测量误差分析中,提高了贯通效率,节约了测量时间,提高了测量精度。
在全站仪井下贯通测量的数据处理中,主要利用AUTOCAD、EXCEL进行贯通测量误差预计。利用AUTOCAD的强大绘图功能可以进行煤矿各种测量图纸的绘制,把图上点位坐标直接导出到数据文件,可大大简化坐标输入工作,解决了手工输入坐标工作量大、而且容易出错的问题,同时EXCEL强大的表格处理、函数功能以及简便的可视化操作为广大用户所青睐,按照贯通测量误差预计的原理,与测量计算方法相结合,便贯通测量误差计算工作变得简单快捷,大大提高了测量人员的工作效率。
5.结语
传统的测量控制方法已经逐步被全站仪导线测量方法所取代,在采用全站仪进行矿山导线测量时,要牢牢记住全站仪的测量计算方法和误差分析方法,充分发挥其导线测量的优势,这样不仅可以提高测量效率,更能有效的将矿山测量的作用发挥到极佳。煤炭工业日新月异,煤矿已逐步实现标准化、现代化,相信随着测量仪器的不断更新换代,全站仪在矿山测量中的应用会促使煤矿测量这个交叉学科得到更加长足的发展,从而更好的服务于矿山,促进煤矿的可持续发展。[科]
【参考文献】
[1]张国良,朱家钰,顾和和.矿山测量学[M].中国矿业大学出版社,2000.
[2]高井祥.测量学[M].中国矿业大学出版社,2002.
关键词:矿山测量;CORS-RTK;应用;探讨
中图分类号:TU984 文献标识码:A 文章编号:
1 CORS—RTK基本原理
连续运行卫星定位综合服务系统(CORS,ContinuouslyOperatingRefrenceService)是利用全球卫星导航定位系统GNSS,计算机、数据通信及互联网络技术,在一定区域内以一定间隔建立的长年连续运行的若干个固定GNSS参考站组成的网络系统。CORS系统由参考站子系统、数据处理中心子系统、数据通信子系统和用户应用子系统4部分组成。各子系统由数据通信子系统互联,形成一个分布于一定区域的局域网。
CORS是在一个较大的区域内均匀的布设多参考站,构成一个参考站网,各参考站按设定的采样率连续观测,通过数据通信系统实时,将观测数据传输给系统控制中心,系统控制中心首先对各个站的数据进行预处理和质量分析,然后对整个数据进行解算,实时估算出网内的各种系统误差改正项(电离层、对流层、卫星轨道误差)获得本区域的误差改正模型。通过无线电传输设备把改正数据传给流动站,随机根据相对定位的原理实时计算,并显示出流动站的三维坐标和测量精度。网络RTK技术是CORS核心技术,能够提供高精度实时动态定位服务,与基于单基站的载波相位实时差分定位相比,可有效降低作业成本、扩大作业半径,提高生产效率。
多基站网络RTK技术建立的连续运行卫星定位服务综合(CORS—RTK)系统就是利用地面布设的多个基准站组成GPS连续运行参考站(CORS),综合利用各个基站的观测信息,通过建立精确的误差修正模型,通过实时发送RTCM差分改正数,修正用户的观测值精度,在更大范围内实现移动用户的高精度导航定位服务。CORS—RTK系统是GPS实时动态差分中最先进、精度最高、应用最广泛的差分系统,它采用了载波相位动态实时差分方法,极大地提高了外业作业效率。其实时精密差分定位精度,平面10nun+2ppm:高程20mm+2ppm。完全可以满足矿山测量要求,是GPS技术在测绘、导航等行业发展利用的方向,是从事矿山控制测量一种先进的GPS测量方法。
2 CORS—RTK在矿山测量中的优点
CORS—RTK系统彻底改变了传统RTK测量作业方式,其主要优势体现在:
2.1 采用连续基站,用户可以全天候观测。与传统测量相比,CORS—RTK技术不受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制,只要满足RTK的基本工作条件,它就能轻松地进行快速的高精度定位作业。连续运行参考站系统能够全年365天,每天24小时连续不间断地运行,全面取代常规大地测量控制网。
2.2 无缝兼容CORS系统。面向CORS系统的技术设计,可全面支持各种类型的GNSS测量、定位,无缝接入区域连续参考站系统(CORS),一定范围内不需要另设基准站,一台移动台即可实现RTK作业,真正实现单机作业。
2.3 抗干扰能力强。GPRS/CDMA/UHF数传技术,数据链通讯方式固定可靠,可以减少噪声干扰;成熟网络数据传输技术(GPRS/CDMA)和传统IJHF数据链技术兼备,可自由切换数传模式。GPRS数据传输技术不受作业环境和条件限制、特别适合城区、矿区等传统电台信号阻挡严重的复杂地区作业。
2.4 定位精度高,数据安全可靠,没有误差积累。CORS—RTK作业自动化、集成化程度高,无需人工干预便可自动实现多种测绘功能,减少人为误差,保证了作业精度。与单个参考站RTK测量相比,CORS提供的网络RTK测量采用多个参考站联合解算数学模型,其测量精度和可靠性远高于单个参考站RTK。
2.5 数据监控系统完善,可以有效地消除系统误差和周跳,增强差分作业的可靠性。
2.6 可以大大提高测绘速度与效率,降低测绘劳动强度和成本。随着CORS基站的建设和连续运行,就形成了一个以永久基站为控制点的网络,在CORS服务范围内可随时得到即时坐标,大大减少了传统测量所需的控制点数量,省去测量控制点的建设、保护与修复所需的时间、精力和费用,从而降低劳动强,节省了外业费用,提高了劳动效率。
2.7 操作简便,容易使用,数据处理能力强。文件管理采用u盘式存储技术,即插即用,直接拖拽式下载,不需要下载程序。数据输入、存储、处理、转换和输出能力强,能方便快捷地与计算机、其它测量仪器通信。
2.8 建立CORS系统后,对控制点可进行实时、有效、长期的监测,可长期提供稳定、统一的参考坐标系,从而规范基础测绘数据。
综上所述,的优点是:作业不受距离限制,非常适合于大规模的矿山测量等;可大幅提高工作及成果质量;不受人为因素的影响等。整个作业过程全部由微电子技术、计算机技术控制,自动记录、自动数据预处理、自动平差计算。另外,CORS—RTK测量可以极大地降低劳动作业强度,减少工作量,提高作业效率。
3 CORS—RTK的不足及其解决办法
CORS—RTK技术也不是万能的,存在一定的局限性。主要表现在:
3.1 卫星信号问题。由于受气候环境、受电离层影响,常接受不到4颗卫星,因而初始化时间长甚至不能初始化,也就无法进行测量,因此,作业前应了解测区地理环境并做星历预报。在受信号制约的地方,得不出固定解时,只能采用常规测量方法进行。
3.2 受卫星限制问题。在高山峡谷深处及密集森林区,城市高楼密布区等地作业时,GPS卫星信号被阻挡机会较多,容易造成失锁,这样测量的精度和效率都受影响。同时也使一天中可作业时间受限制,可见选择作业时段的重要性。解决这类问题的办法一是根据各测区域情况,适时选择作业时间;二是选用初始化能力强、所需时间短的RTK机型。
3.3 基准站问题。如果基准站的坐标精度低,则所得的控制点精度也低。因此在作业中应根据实际情况选择高精度的已知点作为基准点。必须在测量开始前和结束后分别进行点位的校验工作,以检查系统是否正常工作,是否存在误差。
3.4 坐标参数问题。坐标参数的选择对所测成果的精度影响较大。因此,在求解坐标转换参数时,所采用的控制点尽量要分布均匀、精度高,使用CORS—RTK作业区域位于控制点连线所封闭的几何图形内。
3.5 作业半径问题。随着基准站和流动站距离的增加,数据链传输受到障碍物如高大山体、高大建筑物和各种高频信号源的干扰,在传输过程中衰减严重,CORS—RTK测量的精度会逐步降低。另外,当RTK作业半径超过一定距离(每种机型在不同的环境各不相同)时,测量结果误差超限,所以RTK的实际作业有效半径比其标称半径要小,因此在外业测量中,一是不能盲目相信CORSRTK的标称精度范围,应注意检查。实践表明,基准站的控制辐射半径约10km为宜,测量长度不宜超过15km~二是把基准站布设在测区中央的最高点上。
3.6 高程异常问题。CORS—RTK作业模式要求高程的转换必须精确,但我国现在的高程异常在有些地区,特别是山区存在较大的误差。这就使得将GPS大地高程转换至海拨高程的工作变得相对困难,精度也不均匀,这些地方要求尽量在测区内分布均匀的控制点上联测,建议用水准测量提高高程测量精度,以求得比较精确的高程转换参数。
3.7 仪器使用问题:1)如果基准站主机和中转站不用5芯电缆连接,则中转站需要离基准站最好>10m的间隔,避免信号之间的相互干扰;2)中转站应尽量放置在高处,中转站的高度对作用距离有决定性影响,同时中转站要避免发射塔、高压线等强电磁干扰;3)可用5芯电缆将基准站主机和中转站进行连接,在此方式下,主机调成GSM基准站模式,可同时通过网络和中转站发送差分信号,如果主机和中转站不用5芯电缆连接,则不可同时传送差分信号;4)RTK耗用电量较大,需要多个大容量电池、电瓶才能保证连续作业,在电力供应缺乏的偏远作业区受到限制。5)基准站的内置发射电台频道,URS集成数据中转站电台频道,移动站内置电台频道,否则无法收到差分信号。
参考文献:
关键词:矿山测量;数字化;应用
矿山的数据测量结果对于矿山相关工作的安排有着重要作用,更是矿山安全生产重要的基础,科技的发展使得矿山在生产的过程中所用到的高科技设备、技术越来越多,而这些高新技术对于矿山测量的准确性的要求也越来越高,为了能够进一步的提升矿山测量工程的准确性,人们采用了数字化的测量技术。
1.在矿山测量过程中数字化测量技术的优点
1.1更加直观的表现出矿山各方面情况
现代化的测量技术通过数字化的立体模拟技术,能够将矿山的整体数据以三维立体数据的形式反映出来,也就能够方便工作人员从计算机上直观的获取到矿山的地形、地貌等诸多的地形特征。并且传统用的测量技术大多是以质图纸作为媒介,所以矿山的细节往往需要用文字另加注释,而数字化的测量技术可以通过计算机的强大处理技术,当工作人员需要细节数据的时候可以直接将细节放大,无论整体还是细节数字化测量技术都能够以直观方式进行展现、
1.2数字化测量技术效率较高
通过数数字化测量技术的使用,能够在相对较短的时间内完成对矿山的测量工作,并且还能够保证良好的准确率,因为测量效率的提升使得现代化的测量技术能够迅速、快捷的展现出矿山的各方面变化,从而促进工作人员能够有充足的依据来指导矿山的各项工作。另外测量效率提升这一点当矿山发生地址变化、灾难的时候会显得尤为重要,是相关部门设计救灾、预警方案的重要基础。
1.3能够实现测量多渠道利用
因为矿山测量的结果最终是以数据的形式进行记录的,这也就方便了相关工作人员将矿山测量结果中各方面细节要素进行提取,也能够根据各种实际需要灵活的将相应的数据转化成为图纸或者数据信息,最终实现矿山测量结果多渠道、多方面的利用。
1.4在降低工作量的同时保证准确性
矿山的数字化测量技术浓缩了诸多前沿的勘探、测量工作,其中的数字化空间技术、三维可视化技术、地形测绘等技术能够大大降低了测量过程中人工的工作量,并且由于其中含有极高的自动化技术,使得测量结果的准确性也能够得以保证。
2.在矿山测量过程中数字化测量技术的具体应用
2.1三维可视化的表现方式
在矿山的测量之中以三维可视化的方式,能够将矿山地面以及矿山相应的地质特征,借助三维表现方式,将数据直观、;立体、形象的表现出来,并且通过这项技术的使用也能够进一步的方便工作人员对矿山相应的空间信息、地质特征进行分析、研究。为了充分的发挥这项技术的优势需要从一下各个方面进行着手实施:
2.1.1矿山数据的采集
现代科技突飞猛进的发展使得测量技术也发生了翻天覆地的变化,不同于传统的人工测量技术,现代化的测量技术能够通过立体激光扫描技术的使用,能够全面、准确的测量出矿山地形、地貌等各方面的信息,工作人员也就能够更方便的获得矿山相开采现状、当高线以及矿山边坡的详细情况。
2.1.2对采集到的数据进行处理数据处理主要是在完成数据采集之后,通过去除噪点、数据拼接以及三维建模对采集数据进行的系统的处理工作。现阶段对于数据处理一般采用专业的处理软件,例如对于点云数据处理可以使用专业的点云处理软件,完成数据过滤以及多站数据的拟合工作,通过数据处理之后,完成真实精准的矿山三维模型。
2.1.3管理平台建设
通过建设三位系统平台,可以使得矿山测量以及生产管理人员在不同地点以及环境下,通过计算机网络对矿山生产区域的空间位置、设备属性等相识的信息进行查询预览,并进行生产的调度管理。
2.2 空间信息技术
2.2.1 GP技术
GPS技术主要是是由用户部分、地面监控部分以及空间部分三部分组成,作为由卫星导航技术发展衍生而来的测量技术,GPS技术与传统的矿山测量技术相比,具有测量精度高、测量灵活性好以及全天候的特点,无需考虑测量中测量点的通视问题,也不会产生测量误差的积累,因此在矿山测量中得到了广泛的应用。
2.2.2 RS技术
RS技术即遥感技术,通过对信息进行扫描、摄影、传输以及处理,对地表地物信息进行距离控测与识别,主要是由传感器技术、信息传输技术、信息处理技术以及目标信息特征分析测量技术组成。采用遥感技术进行矿山测量,不仅可以高效准确的完成对矿山地形图的测绘,同时还可以完成矿山环境的监测,对于实现矿山大面积监测非常有益。
2.2.3 GIS技术
GIS技术即地理信息系统技术,主要是以地理空间作为基础,并按照地理模型分析防范,提供多种空间以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、数据处理以及输出使用形成数字化的技术体系,可以满足矿山生产对于数据资料的基本需要。
2.3 数字化绘图技术
对于矿山生产而言,地表以及地下的地质条件或者是矿山开采通道这些内容都是客观的,但是会随着矿山生产的推进出现一系列的变化,例如矿山生产过程中矿质变化以及采层厚度等内容。因此将矿山地表以及地下情况反映到图纸上,为矿山生产提供准确的资料也是矿山测量工作的重要内容。这就对于图纸的时效性以及准确性提出了较高的要求。在矿山测量绘图上采用数字化的软件绘图,不仅可以实现智能化、信息化绘图,同时可以借助于计算机的管理分析,能够准确的对矿山实际情况进行准确的掌握。
3.数字化测量技术在矿山测量中的具体应用研究
3.1对矿山的地形以及采掘剥离现状进行测量分析
通过数字化测量技术可以一次性完成对于矿山的测量,尤其是对于矿山地形虽不得测量,并且能够得到准确的三位地形坐标。同时数字化的测量技术还能够生成三维可视化的图像,为矿山采掘区、剥离区的测量提供准确的三位坐标数据。
3.2为矿山工程作业中钻孔、征地以及边界划分进行定位
通过采用数字化的测量技术,能够实现对矿山某一区域进行定位测量与规划,尤其是对矿山的开采、施工测量中进行具置的定位和边界的确定,不仅可以远距离测量,而且不受气候影响。
3.3为矿山安全生产提供测量数据
通过数字化测量系统,能够形成矿山开采管理数据库系统,并可以减少数据传递与处理环节,测量精度、速度得到了大幅度的提高。
4.结束语
全面推动数字测量技术在矿山生产中应用基于数字测量技术测量的高效性和精确性,矿山生产应大力推广数字测量技术。从而矿山以自动化、信息化和智能化带动整个矿山产业的发展。通过科学的发展数字测量技术,促进整个矿山行业的优化升级。推动数字测量技术有助于矿业企业的新兴路线实施。有助于引进高技术的测量人才和先进的测量设备,促进矿山产业的发展。
参考文献:
关键词:数字矿山 矿山测量 数字化制图 地理信息系统 地球空间信息科学
1、"数字矿山"的定义
"数字矿山"是以矿山系统为原型,以地理坐标为参考系,以矿山测量技术、信息科学、人工智能和计算机科学为理论基础,以计算机技术和通信技术为主要支撑,建立起的一系列不同层次的原型、系统、模型的集成。具有海量数据和多种数据的融合以及空间化、数字化、网络化、智能化和可视化的技术系统。它是信息化、数字化的虚拟矿山,是用信息化与数字化的方法来研究和构建的矿山。通过它可以了解整个矿山系统所涉及的信息过程,特别是矿山系统多体之间信息的联系和相互作用的规律。
数字矿山是一个复杂的多学科技术交叉形成的综合性数字化矿山生产管理系统,它涵盖了矿山建设、安全生产、管理经营等内容。数字化矿山不是GIS概念的简单延伸,而是一个包含多者特征的崭新的概念。
数字矿山及其战略意义在于,它采用现代信息技术、数据库技术、三维可视化技术、传感器网络技术和过程智能化控制技术等,在矿山企业生产活动的三维尺度范围内,对矿山生产、经营与管理的各个环节与生产要素实现网络化、数字化、模型化、可视化、集成化和科学化管理,根据实际的应用要求,建立矿山规划设计、矿山安全生产管理、矿山应急救援指挥、矿山经营管理、矿山办公自动化等应用系统。从而做出有利于生产要素组合优化的决策,达到企业资源合理配置,求得最大的经济效益。特别是在矿山安全生产过程中的实时信息监测、收集、分析、预警、决策等方面发挥重大作用。
2、"数字矿山"的特征及组成
数字矿山的特征和基本组成基于DM的定义, DM的基本组成可大致为以下几大部分:(1)以测量(包括数字摄影测量、GPS、大地测量及井下常规测量)、地球物理探测、遥感技术为综合手段来建立精确、全面的矿山综合信息数据采集与更新系统;(2)3D地学建模即对测量、钻孔、物探、传感等数据集于一体进行真3D地学模拟和动态数据维护,对地层环境、矿山实体、采矿活动、采矿影响等进行真实的、实时的3D可视化再现、模拟与分析。(3)建立一个宽带、高速和双向的通讯网络平台,确保数据在矿山企业内外的高速传输,以利于矿山产品、经营等社会化信息在网上的快速传递、实时运作;(4)调度系统指MGIS,负责提供拓扑建立与维护、空间查询与分析、制图与输出等GIS基本功能,并进行数据访问控制、开放接口和生产调度与指挥管理等;(5)功能系统负责提供各类专业问题模拟与分析功能;(6)核心系统负责统一管理数据和模型,进行决策分析与支持等;(7)用户二次开发平台。根据用户的切实需要而提供的,可进行二次开发的平台,以更好的满足用户需要,实现用户所需功能。
可以看出,数字矿山的核心是数据。在此基础上再建立相关模型仓库,管理各类为矿业工程、生产、安全、经营、管理、决策等服务的各类专业应用模型,如开采沉陷计算、开采沉陷预计、顶板垮落计算、围岩运动模型、储量计算、通风网络解算、瓦斯聚集模型、涌水计算等。因此,在数字矿山建设中,矿山测量的重要工作和作用就是建立和健全地理空间基础信息系统及地理空间应用系统。做好基础数据的采集、组织、管理和利用将会给其他设备和生产信息的加载与集成提供统一的地理空间位置平台。
3、数字矿山的现状与未来
近年来,我国矿山行业的信息化建设虽然有了较大发展,但总体状况仍然很不容乐观。发达国家早在80年代就开始进行数字矿山建设,并在近30年取得了优异的成果,而我国在此领域,与发达国家的差距越来越大,资源的统筹开发与综合利用不足,更没有形成信息资源充足、系统性能稳定的矿山信息基础设施。这方面主要存在以下几个问题:矿山信息化总体水平较低;大部分企业只注重硬件投资,忽视了软件的开发、管理与应用;对现代信息化认识不足;信息资源管理不够完善。
4、矿山测量的任务
矿山测量因具有一定的的特殊性和多学科交叉性,它的发展和进步与三个方面密切相关:一是采矿技术和矿业工程的发展及要求;二是测绘科学技术与仪器设备的发展;三是其它学科的发展与影响。矿山测量工作者担负着矿山地面和地下三维空间的测量、定位与制图,矿体几何,储量管理及开采监督,开采沉陷观测及开采损害防护等任务。近十多年来,资源、环境、灾害和人口问题成为人类社会发展的四个重大问题。矿山测量工作者在矿区和工矿城市环境的动态综合监测,环境评价,及矿区环境信息管理,矿区开采信息管理系统,开采沉陷区综合治理等方面做了大量的工作,起到了重要作用。目前,以3S为主导的空间信息技术将逐渐应用于矿山测量及矿山建设与生产中,对现代化采矿工业起到优质高效服务和辅助决策的作用。
5、主要研究内容与目标
在数字矿山建设中,就矿山测量而言,除常规的矿井建设、生产中的测量任务之外,应特别重视以下的研究:自动化矿山信息采集系统;矿山开采环境动态信息系统;矿山开采环境实时监测与治理系统;矿山开采环境信息系统的误差分析系统,以确定系统精度和可靠性的估算模型;分析属性数据精度和空间信息精度相互影响的规律;建立矿山开采环境系统的精度和可靠性评价系统。
矿山测量的工程化随着矿山生产的发展和科学技术的进步,矿山测量向工程型转化是矿山测量事业发展的必然。除了现代高新测绘仪器在矿山生产中的研究应用外,将由单一纯工程服务型向工程服务决策型转化,矿山测量工作者的素质不应局限于单一专业,而应该向一专多能及工程型扩展。矿区经济的持续发展,必然要求周边交通运输、工农业及相关领域的可持续发展,矿区采动带来的对厂房、高速公路、楼群等影响,采矿工程、矿山测量、岩土工程之间的相结合,以解决这类新型边缘问题势在必行。
矿业可持续发展过程必然是矿山测量工程化发展过程,也是多学科穿插重新组合形成新门类学科的过程。矿山测量工作者也将在矿山边坡工程、矿山地压控制,开采沉陷及采矿地表建设、岩石动力学,以及越来越多的方面发挥较重要的决策职能。
我国矿山生产作业流程的动态性与复杂性,DM的建设必将是一个复杂的、长期的系统工程。应积极推广当代信息化技术在我国数字矿山建设中的应用,充分利用GIS平台,加快基于GIS技术的数字矿山建设,化解矿山开采过程中的高风险、高危害因素,落实我国的资源开发政策,力保使我国资源开发进入一个可持续发展的良性循环,从而提高我国矿山在国际上的竞争力。
参考文献:
[1]汤国安,杨昕.ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程[M].科学出版社,2009年6月.
[2]钟登华,郑家祥,刘海波,张伟波.可视化仿真技术及其应用[M].中国水利水电出版社,2002年3月.
[3]顾海霞,万玮.虚拟现实技术在矿业领域应用现状综述.电脑知识与技术·学术交流.2008年第33期.