煤礦測量中的測繪新技術探析

摘 要：在以科技創新為主要手段的科學數字化的今天，傳統的測量手段已不能滿足當前煤礦測量的要求，無論測繪技術還是測量工具都需要進行一次根本性的變革。測繪新技術的出現不僅解決了煤礦測量中的測繪難題，更在煤礦測量工具和技術的更新換代中起到了劃時代的作用，使得測量數據更加精確、及時、便捷。本文詳細介紹了煤礦測量中的測繪新技術，并結合實際介紹測繪新技術在煤礦測量中的具體應用。

關鍵詞：煤礦測量；測繪新技術；應用

引言

煤礦資源對我國的發展起到了舉足輕重的作用，而煤礦測量作為煤礦開采的重要組成部分，它在當今所起到的作用越來越受到人們的重視。在煤礦的勘測設計階段、開采階段、后期的運營維護階段，通過煤礦測量技術所得數據的分析來提供煤礦的安全信息保障，但由于傳統測量工具的精度、測量范圍、尺寸受本身加工設備的影響，往往小誤差的測量在煤礦開采中會被放大，不僅直接影響到煤礦開采的經濟效益，更大大降低了煤礦作業工人的安全系數。測繪新技術的出現不僅解決了測量精度上的難題，更加提高了工人的安全系數和煤礦開采的經濟效益，是數字時代下煤礦測量的必然發展趨勢。

1 新測繪技術在煤礦測量中的重要性

近年來，由于對煤礦測量工作的失誤，煤礦事故在各地頻頻發生。煤礦測量數據的準確性對煤礦的安全作業具有重大的意義。而新測繪技術的出現使煤礦測量技術邁向了新的高度，它不僅使煤礦測量實現了由傳統型向科學型的轉變，而且它通過應用“3S”技術、全站儀、慣性測量系統等一系列數據獲取高精密性、數據傳輸及時便捷性、數據全天候動態跟蹤性實現了對煤礦開采的科學管理，使煤礦作業更加安全、經濟效益更加明顯。

2 煤礦測量中的測繪新技術

2.1 “3S”技術

即GPS——衛星定位技術；GIS——地理信息技術；RS——遙感技術。“3S”技術融合了以上三種技術的科技優勢。作為數字化時代下的高科技產品，近年來隨著“3S”技術不斷的更新和完善，其運行的穩定性、科技的先進性、空間數據的準確及時性越來越多的被應用到煤礦測量領域。

GPS——衛星定位技術。自動化、高精度、全天候是GPS的主要技術特點。在煤礦測量當中，主要用于布置煤礦區域的測量控制系統，一方面可對煤礦區域的地理地貌、幾何分布等進行數字化的監控，還可以對礦區的土表的沉降程度根據自身的全天候、自動化技術特點進行全方位的監測，對于礦井下部礦道的彎曲程度進行動態化的監控，對于煤礦區域的周邊環境進行一定的檢測，同時還可以對礦井中的小車進行定位和調度。

GIS——地理信息技術。GIS的主要技術特點則是用圖形或者地圖的方式對煤礦以及周邊區域地理信息數據的采集和描述，同時也可以對圖形進行動態數據更新和修改。在煤礦測量中GIS技術主要用于編輯繪制煤礦的地理地貌圖形，并且通過分析動態數據對圖形中地理地貌的變化來動態調整圖形，同時也可以通過調度系統對井下作業進行監控。

RS——遙感技術。RS遙感技術主要特點是利用外層太空的遙感來對地表的光譜變化進行監控和數據采集，對煤礦區域以及周邊的地理地形環境進行具體的觀測，從而研究井下采礦作業對周圍環境的影響。通過對RS遙感技術所采集到的數據的分析和整理，提高煤礦作業區域的生態環境，有利于煤礦作業的可持續發展。

2.2 全站儀

全稱為全站型電子測速儀，全站儀通過與計算機二者結合在一起，能夠高效的建立起礦山的三維系統網絡，從而有效的進行數據的采集、分析、整理，避免了大量的人工數據輸入所帶來的誤差，使得數據的處理更加便捷、有效、精確。

2.3 ISS——慣性測量系統

區別于GPS定位系統，它能夠動態化、全天候、高效性的對不同環境、不同區域下的煤礦進行測繪。在一定程度上可以和GPS定位系統功能優勢互補。

3 測繪新技術在煤礦測量中的應用

3.1 全站儀在煤礦測量中的應用

全站儀的技術特性集經緯儀和測距儀的優點于一體。全站儀在測量過程中測量結果以數字形式呈現，其操作便捷、功能穩定、數據結果可通過數據采集記錄電子手薄采集到室內計算機系統中實現數據處理、圖形繪制等一系列一體化作業。地面控制測量、地形地貌測量等可通過全站儀的技術特點進行精確測量，同時也可應用于礦井下測量工作。在今后煤礦測量中，因其測量的精確化、智能化、數據數字化使其成為煤礦測量工具的主要發展方向。全站儀與計算機數據處理技術可建立煤礦區域的三維數據采集、處理、傳輸等煤礦測量數據處理系統。目前，在各礦區的測量工作中，以全站儀為主導的測量工具正在逐步的替代傳統的測量工作，不僅大大增加了測量的準確性，更使得測量數據的獲取更加全面，測量結果的處理更加智能化、數字化。

在當地的某煤礦測量中，利用全站儀測量數據與傳統定位數據對比，如表1所示。

表1 全站儀定位與傳統定位測量數據對比表

通過表1對比可以看出：

全站儀定位數據比傳統測量數據更高速、高效，應用范圍更廣，節約人力物力更加明顯；全站儀測量范圍更大，更加實用，逐漸會成為工程測量的首選手段；全站儀測量數據平差比傳統的測量導線網平差更加快捷，平差精度也相對較高。

3.2 GIS技術在煤礦測量中的應用

GIS技術在煤礦測量中的應用主要體現以下三個方面：一是礦山區域地理地形圖的快捷繪制。GIS通過與GPS定位技術的結合，在礦區地形圖的繪制過程中不僅可以整體的繪制礦山的地貌地圖，而且通過GPS對區域具體位置的定位與GIS地理全貌的數據分析整理，使得煤礦區域中具體的地理地貌圖形在煤礦測量中有更加清晰、更加精確的定位和描述；二是優良的煤礦測量數據管理系統。不僅使測量數據方便進行存儲、整理，更使得測量數據的查詢更加的數字化、人性化，提高了測量數據處理的工作效率；三是GIS技術應用到監控系統過程中。特別是應用到井下煤礦作業的監控系統當中，不僅可以實時的、動態的監控井下的煤礦作業，而且可以對礦井以下的地形地貌進行全方位全天候的可視化監控。這一系統的誕生和應用，創造了煤礦監控系統的新型管理模式，為煤礦的安全生產提供了強有力的保障。

3.3 GPS定位技術的升級——ISS，即慣性測量系統

慣性測量系統與GPS系統的區別在于：避免了GPS系統信號限制的局限性。慣性測量系統可在不同的自然環境、不同的地理地貌的條件下，利用慣性導航的原理，對距離、經緯度、重力感應、高程、方位角及垂線偏差等數據進行測量，主要應用到以下幾個方面：一是檢測地表的沉降和幾何形變；二是對煤礦以及周邊區域的地震預防和監測；三是對礦井下管道進行位移監測；四是彌補GPS技術缺陷，同GPS定位系統組合成高精度、全角度、全天候的定位系統，在一定程度上可以實現兩種系統的優勢互補。通過使用慣性測量系統和定位系統的結合，其導航和定位的精確度在實際的測量工作中明顯的有很大提高。

3.4 RS技術在煤礦測量中的應用

RS技術，即遙感技術。RS技術利用外層空間對礦區地表表層所發出的電磁波的監測和截取，對光譜信息進行數據的整理和分析，組合成圖像，圖像中包括對地表的植被和土壤等生態環境變化的分析，通過圖形成像來顯示礦區的開采對周圍生態環境變量的影響，從而有效合理的利用礦區的土地，達到礦區的開采對生態環境的影響最小化。

4 結束語

測繪新技術的出現是煤礦測量革新的必然結果，“3S”技術、全站儀、慣性測量系統的出現不僅代替了傳統粗放式的測量手段，更使煤礦測量的精度、效率、圖像處理得到了很大的改善，在數字化、信息化的今天，測繪新技術的發展無疑如一股浪潮一般推動了煤礦測量工作優質、高效化作業，在煤礦測量乃至整個測量史上涂上了濃墨重彩的一筆。作為數字時代的科技產物，必將迎來更加光輝燦爛的明天。

參考文獻

[1]黃谷根，肖紅華.測繪新技術在礦山測量中的應用與發展[J].礦業快報，2007（11）.

[2]王振生.探析全站儀在煤礦測量中的應用[J].科技資訊，2010（13）.

[3]魏祥平，任志強.全站儀在井下測量中的應用[J].江西煤炭科技，2008（2）.

[4]喬德廣.測繪新技術在煤礦測量中的應用[J].科協論壇，2009（8）.

[5]許光海.測繪新技術在煤礦測量中的應用[J].山東煤炭科技，2008（4）.

作者簡介：金祥波（1978-），男，漢族，大專學歷，甘肅省靖遠縣人，助理工程師，1999年參加工作在甘肅窯街煤電集團天祝煤礦工作，2006年應聘于內蒙古利民煤焦有限責任公司煤礦，主要從事煤礦地質、測量、煤質、防治水技術及管理工作。