基于 GPS的露天礦采剝驗收誤差控制

李巧蓮,劉 軍

(洛陽欒川鉬業集團股份有限公司礦山公司, 河南欒川市 471542)

基于 GPS的露天礦采剝驗收誤差控制

李巧蓮,劉 軍

(洛陽欒川鉬業集團股份有限公司礦山公司, 河南欒川市 471542)

利用 GPS測量技術進行露天礦生產采剝驗收,分析驗收過程中產生誤差的各種原因,并尋求有效的誤差控制方法,確保了驗收精度。

GPS測量;采剝驗收;誤差控制

露天礦山的采剝工程驗收工作就是要對礦山所有采剝工程進展情況進行及時、全面的測量,并繪制成圖。主要是對礦山采剝生產作業計劃的實施情況予以檢核,對施工質量進行監督和規范,是礦山生產經營考核和各項指標控制的一項基礎性技術工作,包括礦山采出礦石量、廢石量測量驗收,作業場地達標驗收,爆破穿孔驗收,作業臺階邊坡驗收,采場道路驗收等等[1]。為礦山加強技術管理、計劃管理、資源管理、損失貧化管理等提供可靠的圖件資料和工程技術參數。其中礦巖采剝驗收數據的誤差大小直接影響到公司的生產經營考核工作,是礦山企業生產經營管理的核心之一。利用先進的測量手段,有效地控制測量誤差至關重要。

洛陽欒川鉬業集團礦山公司 2005年度的采剝總量已經達到 16414 km3,根據《有色金屬礦山生產技術規程》的要求,年度總算控制誤差按 1%計算[2],將會有 164.14 km3的工程量差值,按 20元/m3的采剝綜合單價估算將會給經營考核指標造成 300余萬元的波動。面對如此大的礦山采剝生產能力,為把《規范》要求的限差控制到極限,實現資源損失最小化、公司利益最大化,測量技術人員結合相關的礦山測量技術規范和實踐經驗重點開展了以下幾方面的工作。

1 健全規章制度,嚴格驗收程序

(1)結合礦山生產的實際情況和特殊的采剝作業條件,在《有色金屬礦山生產技術規程》和《金屬礦山測量技術手冊》的指導下,重新制訂下發了《洛鉬集團礦山公司露天開采生產技術規程》,細化了相關測量章節的具體操作規范,結合現在使用的先進測量儀器,科學合理的壓縮了驗收限差范圍。

(2)制訂下發了《洛鉬集團礦山公司露采工業場地工程驗收管理規定》,并補充下發了《礦山公司中深孔驗收的若干規定》。

(3)完善內業和外業的檢核手段,實行外業測量作業時采用多人同時定區域數據采集,內業分別成圖計算的交叉驗收檢核辦法,進一步嚴格驗收程序,完善檢核機制。

2 引進先進設備,優化驗收工藝

(1)先進的測量設備是提高測量效率和精度的必要條件。傳統的測量設備如經緯儀、全站儀等,外業數據采集費人、費力、耗時、精度低。為適應露天開采測量戰線長、地形復雜、工作量大等需要,經過考察選型和應用試驗,選用先進的 GPS(RTK)礦山測量新工藝,并全面應用到礦山的測繪工作中。

(2)測量工作的內業數據處理、成圖、計算工作在傳統測量模式下由手工完成,周期長,累積誤差大。GPS的應用配以專業的南方測繪 Cass測量軟件,實現了外業數據采集、內業數據處理和成圖計算的完美結合,使工程驗收工作實現了質的飛躍。

3 分析誤差來源,尋求解決方案

即使再先進的測量設備也有其美中不足之處,對 GPS(RTK)來講,同樣存在著不可避免的各種測量誤差,誤差來源于測量工藝及設備的系統誤差和測量作業人員的人為誤差兩個方面。

3.1 測量設備系統誤差

設備系統誤差是指特定型號的 GPS(RTK)測量設備在正常工作狀態下受設備自身性能及外部工作環境的影響產生的誤差,它包括受衛星運行狀態、天空環境、數據鏈傳輸等影響產生的各種誤差[3]。系統誤差的解決辦法是要選擇質量可靠、穩定性強的GPS(RTK)測量設備,做到設備定期檢校并選擇最佳的外業數據采集時段。

3.2 測量中的人為誤差[4]

(1)GPS基站架設對中誤差。

(2)各項校正參數的設置誤差。

(3)移動站校正和測點時的天線偏移誤差。

(4)外業數據采集時特征點選取誤差。

(5)內業數據處時數據篩選誤差。

(6)成圖連線和圖形套用誤差。

(7)建模選點和計算公式選用誤差。

針對以上可能出現的各種誤差只要嚴格按照公司制訂的《GPS使用管理規定》進行規范操作,以《GPS(RTK)測量技術規范》為指導,提高測量技術人員的責任心,完全可以減少,甚至避免各項人為誤差的產生。

4 應用實例

以 1390臺階中南部空區處理爆堆推進的驗收測量為例,為科學合理編制周配礦計劃,必須及時的驗收設備推進作業量。針對所用的南方 RTK的設備性能和各項技術指標,在每一次外業測量前,都要認真查閱星歷和天氣預報,同時選取 2臺設備做好室內檢驗和外業校正[5]。在外業測量時有 2名測量技術人員根據規范要求結合各自的工作經驗選取特征點進行數據采集。

內業成圖時分別對外業采集點進行篩選連線,利用配套的 CASS成圖軟件建立 DT M模型,選取計算邊界進行計算,根據 2次同步結果進行算術平均,作為當周的驗收結果。在每月的末周驗收圖件,同時結合上月末周的驗收圖件計算出當月的工程驗收總量,與當月期間 4周的驗收數據累計值進行比差求誤差率,季度總差和當月誤差均在 0.3%以內,大大優于礦山采剝工程驗收的規范限差。

5 結 論

礦山公司露采工業場地應用 GPS(RTK)進行礦巖采剝驗收測量以來,采取行之有效的誤差控制方法,確保了月工程驗收累計、年度工程總驗收、年度驗收復核外審等各項數據不超差,效果顯著,為公司的生產經營考核提供了可靠的工程經濟指標,科學合理地反映了公司的生產經營狀態,極大地維護了公司利益,這是傳統的工程驗收工藝所無法比擬的。

[1] 金屬礦山測量手冊編委會.金屬礦山測量手冊[M].長沙:湖南科學技術出版社,1995.

[2] GB6722.有色金屬礦山生產技術規程[S].

[3] 徐紹全,張華海,等.GPS測量原理及應用[M].武漢:武漢大學出版社,2003.

[4] 魏二虎,黃勁松.GPS測量操作與數據處理[M].武漢:武漢大學出版社,2004.

[5] GB/T18314-2009.全球定位系統 (GPS)測量規范[S].

2010-05-31)

李巧蓮 (1974-),女,山西孝義人,國家注冊質量工程師,中國測繪學會會員,主要研究方向為礦山信息化測繪,Email:lmliqiaolian-135@163.com。