淺析礦山測(cè)量技術(shù)的創(chuàng)新

劉峰

摘要：隨著測(cè)繪科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，作為測(cè)繪科學(xué)、礦業(yè)科學(xué)與其他相關(guān)學(xué)科的綜合科學(xué)技術(shù)一礦山測(cè)量，也必然面臨著新的發(fā)展機(jī)遇。通過研究礦山測(cè)量的基本理論，提出了礦山測(cè)量的理論創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用創(chuàng)新。并且以高家粱煤礦為例，分析了3S技術(shù)在高家粱煤礦的具體應(yīng)用。促進(jìn)了礦山測(cè)量工作的發(fā)展和完善。

關(guān)鍵詞：礦山測(cè)量；高家粱煤礦；3s技術(shù)

礦山測(cè)量是一門綜合性很強(qiáng)的技術(shù)科學(xué)，涉及到礦山建設(shè)和開發(fā)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，應(yīng)用于礦區(qū)管理和生產(chǎn)的每一個(gè)階段。伴隨著測(cè)繪技術(shù)的不斷創(chuàng)新和突破，礦山測(cè)量技術(shù)也出現(xiàn)了新的發(fā)展，在不斷發(fā)展的同時(shí)，也同樣面臨著一些問題。如何在現(xiàn)有的基礎(chǔ)條件之上，通過技術(shù)方面的革新，合理、科學(xué)地解決所顯現(xiàn)的問題，就要求進(jìn)行相應(yīng)的創(chuàng)新。

一、礦山測(cè)量的基本理論

礦山測(cè)量的變化、發(fā)展主要來自3方面的影響：一是礦業(yè)技術(shù)的發(fā)展；二是測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展；三是相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，例如測(cè)繪學(xué)、數(shù)學(xué)、裝備制造業(yè)、機(jī)械學(xué)等。在我國(guó)，給礦山測(cè)量的具體概念是：礦山地質(zhì)勘探、建設(shè)、設(shè)計(jì)等各環(huán)節(jié)，對(duì)礦山地面進(jìn)行測(cè)定，獲得礦山開采的空間幾何信息，而后通過對(duì)信息進(jìn)行處理，對(duì)各種地下開采的圖件進(jìn)行繪制，同時(shí)對(duì)礦產(chǎn)資源的合理開采、防護(hù)技術(shù)的理論進(jìn)行研究的一項(xiàng)重要學(xué)科。在國(guó)外，給礦山測(cè)量的具體概念是：礦山權(quán)屬的分析和研究：礦圖的測(cè)繪、礦山測(cè)量的計(jì)算；對(duì)影響地下巖層的采礦活動(dòng)進(jìn)行研究：礦床儲(chǔ)量的調(diào)查，規(guī)劃礦山的實(shí)施活動(dòng)等。

二、礦山測(cè)量技術(shù)的創(chuàng)新

通過對(duì)未來礦山測(cè)量的發(fā)展趨勢(shì)分析，認(rèn)為應(yīng)該在以下3個(gè)方面進(jìn)行突破：理論創(chuàng)新：礦山測(cè)量是一門綜合性較強(qiáng)的學(xué)科，伴隨著相關(guān)學(xué)科不斷在理念、思維、應(yīng)用和技術(shù)方面的創(chuàng)新，肯定會(huì)對(duì)礦山測(cè)量有所影響，在理論上促使礦山測(cè)量學(xué)科向前邁進(jìn)。技術(shù)創(chuàng)新：礦山測(cè)量是一門技術(shù)含量較高的科學(xué)，應(yīng)用范圍廣，貫穿于礦山生產(chǎn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)和階段。在實(shí)際的生產(chǎn)和建設(shè)過程中，總會(huì)有新的問題不斷出現(xiàn)，并且要求有與之對(duì)應(yīng)的解決方法。怎樣在現(xiàn)有的基礎(chǔ)條件之上，通過技術(shù)方面的革新，合理、科學(xué)地解決所顯現(xiàn)的問題，就必須進(jìn)行技術(shù)上的突破。應(yīng)用創(chuàng)新：礦山測(cè)量是一門不斷進(jìn)步的科學(xué)，應(yīng)用范圍總是處于實(shí)時(shí)的變化之中。如何一邊加強(qiáng)傳統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，又要開創(chuàng)有潛力的、嶄新的領(lǐng)域，這就要求在其應(yīng)用管理、模塊、系統(tǒng)上進(jìn)行突破。

三、礦山測(cè)量的技術(shù)應(yīng)用

我國(guó)在世界上是為數(shù)不多的幾個(gè)能源消耗以煤炭為主的國(guó)家。在實(shí)際消費(fèi)和生產(chǎn)中，一次用品能源消耗中煤炭大概占69.8%，并且在電力能源、化工生產(chǎn)能源和民用商品能源中煤炭消耗所占的比例分別是68%、71%和58%。因此這里以鄂爾多斯高家梁煤礦為例，重點(diǎn)討論煤礦測(cè)量的技術(shù)應(yīng)用。

高家梁煤礦坐落于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市東南方向的8千米處，整個(gè)煤礦的計(jì)劃年產(chǎn)規(guī)模大概為600萬噸。在建井期間，埋深50m～150m的運(yùn)輸大巷中部，遇到一種低強(qiáng)度軟巖，巷道掘進(jìn)與施工過程中冒頂、塌方時(shí)有發(fā)生，常規(guī)錨桿支護(hù)失效，對(duì)施工安全和進(jìn)度造成很大影響。而煤礦測(cè)量技術(shù)作為煤礦建設(shè)、施工、生產(chǎn)過程的極其關(guān)鍵的一環(huán)，和整個(gè)煤礦的經(jīng)濟(jì)、安全、效益、生產(chǎn)等緊密相連，并且貫穿整個(gè)煤礦生產(chǎn)過程。因此如何快速的、精確的利用現(xiàn)代煤礦測(cè)量技術(shù)，對(duì)于高家梁煤礦的基礎(chǔ)建設(shè)、施工安全和經(jīng)濟(jì)效益有著重大的意義。

在測(cè)繪科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的當(dāng)代，新的測(cè)繪理念為煤礦測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步提供了強(qiáng)有力的動(dòng)力，尤其是GIS、GPS和RS的應(yīng)用，使其成為了煤炭行業(yè)測(cè)量技術(shù)取得新突破的關(guān)鍵。

1、GIS在高家梁煤礦測(cè)量中的具體應(yīng)用。（1）高家梁煤礦的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)中包含了大量的地下概況數(shù)據(jù)、地質(zhì)數(shù)據(jù)、地球物理數(shù)據(jù)以及地質(zhì)化學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)信息，這些信息反應(yīng)了地下的特殊地質(zhì)體和地質(zhì)現(xiàn)象特點(diǎn)，他們彼此之間存在相互獨(dú)立又相互聯(lián)系的關(guān)系。通過使用GIS技術(shù)，建立了多源數(shù)據(jù)找礦模型。該模型使用了高家梁煤礦基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)中大量的信息源，可以對(duì)具體事物有一個(gè)本質(zhì)、全面、綜合的認(rèn)識(shí)。（2）高家梁煤礦以GIS技術(shù)為基礎(chǔ)，建立了三維煤礦地學(xué)模擬模型。該模型可以使相關(guān)專業(yè)的學(xué)者快速、準(zhǔn)確的了解高家梁煤礦地下礦體的三維分布特征，更加精確的指導(dǎo)煤礦建設(shè)、開發(fā)和生產(chǎn)工作。近來，伴隨著GIS技術(shù)在模擬方面的逐步創(chuàng)新，建立三維煤礦地學(xué)模擬模型已經(jīng)變?yōu)槊禾繙y(cè)量技術(shù)的前沿和熱點(diǎn)。

2、GPS在高家梁煤礦測(cè)量中的具體應(yīng)用。由于GPS技術(shù)具有精度高、靈活、方便、智能、時(shí)段全等優(yōu)點(diǎn)，因此在高家梁煤礦中得到廣泛的應(yīng)用。主要有兩方面：地面控制測(cè)量、碎部測(cè)量。（1）高家梁煤礦地面控制測(cè)量具體表現(xiàn)在，以煤礦建設(shè)工程的具體特征為依托，建立特定的控制網(wǎng)絡(luò)，而后對(duì)其坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，作為高家梁煤礦地下測(cè)量的基礎(chǔ)。GPS技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在：與常規(guī)的點(diǎn)位測(cè)量相比，其所測(cè)點(diǎn)位精度高、方便靈活，并且GPS技術(shù)在建立礦區(qū)控制網(wǎng)、設(shè)立控制點(diǎn)等方面都具有顯著的優(yōu)勢(shì)。（2）高家梁煤礦地面碎部測(cè)量具體表現(xiàn)在，充分利用載波實(shí)時(shí)相位差分技術(shù)，繪制煤礦的測(cè)量圖，包括對(duì)地質(zhì)勘探、地面物體位置的測(cè)定、以及對(duì)地形圖進(jìn)行測(cè)繪。與傳統(tǒng)的測(cè)繪圖相比，RTK技術(shù)具有多方面的優(yōu)勢(shì)：測(cè)繪精度可以精確到厘米級(jí)別：測(cè)繪工作方式靈活多變：測(cè)繪誤差不向下傳遞、不依次累積：測(cè)繪數(shù)據(jù)便于管理、儲(chǔ)存和應(yīng)用。

3、RS在高家梁煤礦測(cè)量中的具體應(yīng)用。伴隨著RS技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新，RS已經(jīng)成為煤礦行業(yè)重要的調(diào)查、研究、分析與測(cè)量手段。RS技術(shù)在高家梁煤礦中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在，監(jiān)測(cè)地面下陷程度、分析下陷原因、監(jiān)測(cè)煤礦對(duì)周圍環(huán)境的污染情況、制定相應(yīng)的保護(hù)措施、監(jiān)測(cè)地下水流動(dòng)狀況等。

總而言之，礦山測(cè)量技術(shù)要想有長(zhǎng)足的進(jìn)步，必須進(jìn)行相應(yīng)的理論創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用創(chuàng)新。通過利用GIS、GPS、RS等先進(jìn)的理念，并結(jié)合計(jì)算機(jī)發(fā)展的新技術(shù)，共同提升礦山測(cè)量工作的準(zhǔn)確性。尤其是對(duì)煤礦行業(yè)的發(fā)展具有重要的意義，伴隨科學(xué)技術(shù)的不斷突破，3S技術(shù)應(yīng)用更加方便靈活，可以提供更加準(zhǔn)確的煤礦測(cè)量結(jié)果，為煤礦建設(shè)、施工、生產(chǎn)和開發(fā)提供可靠的技術(shù)支持，為煤礦的良好有序發(fā)展保駕護(hù)航。