礦山測量在金屬礦山安全生產中的應用研究

高永峰

（西藏華泰龍礦業開發有限公司，西藏 拉薩 850212）

1 礦山測量在安全生產中的基本作用

1.1 明確掘進方向

在金屬礦山開采中，通過礦山的測量能有效明確礦山掘進的方向，為后期工作正常進行奠定基礎。此外，通過礦山測量可以提高礦山開采工作的安全高效性，能夠及時將礦山內的有毒有害易燃易爆氣體排出去。

1.2 降低安全事故發生概率

礦山測量技術在金屬礦山開采中的應用，可以通過直接、可靠的數據來為生產的安全奠定堅實基礎。而且對于金屬礦山的測量包含了采礦區和礦井周圍，對于所有通道及其交叉口、開采區域等進行全面實時測量，這種全方位的測量方式能實現對地下礦山數據的全面準確有效的采集和應用，并通過金屬礦山測量動態數據共享及時全面地直接獲得礦區危險系數數據，及時分析井下開采可能會遇到的安全問題，因為這些安全問題都可以通過特定的軟件顯示出來，所以能更清楚地探究危險因素并針對性的解決。作為金屬礦山開發前不可缺少的工作之一，必須使用先進有效的測量技術進行測量，確定潛在危險區的警戒線，這些數據資料可以為制定預防安全事故發生相關方案提供準確可靠的依據，能降低安全事故發生的概率。鑒于金屬礦山開采環境更為復雜，在進行測量時要求測量得到的數據必須包含礦井和中途站之間準確的相對位置，能夠有效避免突然發生金屬礦山開采中斷、沉重巖石與附近其他巷道安全事故等問題。對于金屬礦山的采礦測量目的，其實質與采礦安全管理的目標一致，都需要通過井下和井上的精確測量來為后期礦山的科學規劃與開礦設計提供準確依據，對于危險區域資料信息的收集來避免因采礦活動帶來的表面退化、地表結構或水體、鐵路以及其他設施的破壞問題。

1.3 保障巷道施工順利進行

在礦山巷道最開始施工前應做好施工測量工作并做好詳細準確的記錄，才能為相關人員提供可靠、科學合理的參考依據。礦山勘探測量的主要目的是為減少巷道施工的危險，為工作人員提供有利的作業環境，使施工能更好更快地完成，能保證有害氣體被及時排出，保證金屬礦山通風順利，避免出現有害氣體泄露、易燃氣體爆炸等事故。此外，保證測量數據的準確性，可以為巷道的科學施工提供指導，避免出現巷道漂移的問題，減少金屬礦山的人力資金支出。此外，在巷道施工測量后，可為巷道開口位置的準確確定、對腰線科學合理的定位確定、對中線合理科學的定位提供保障。

1.4 科學預留支持支撐保護礦石支柱

因為礦山開采必定會對礦山的穩定性產生一定影響，比如改變巖體受力狀態，使礦山整體結構的承載能力下降。此外，礦山開采活動還會引起采礦區工作面下沉、采礦區巷道下沉等問題，直接影響了地面建筑的穩定性，比如出現地面建筑開裂、破損等。因此，在進行地表巖層測量時必須按照要求科學設置觀測點，注意檢查巖層和地表的變化，另外需要時刻關注地表巖層位移的情況。在實際測量中，對于相鄰的開采區必須合理確定邊界礦柱，并做好全面認真的檢查，最后繪制標準和準確的圖紙中，對相鄰兩個巷道的位置進行礦柱的準確預留，可避免出現礦柱穿過兩個相鄰巷道的事故。在圈定保護范圍后應提供準確且標準合理的測量數據，才能為后期礦區的安全開采提供保障，另外也提高了地面建筑物的安全穩定性。

1.5 有效避免透水事故的發生

在礦山開采安全管理中，防水工作非常重要，尤其對于地下金屬礦開采而言，開采環境非常復雜，在實際開采中很容易出現穿透溶洞、含水層的問題，會對后期礦山的安全開采產生十分嚴重的影響。因此，對于前期工程測量而言，必須要通過先進的現代化的測量技術提前了解到地下的實際地質情況，將信息及時傳送給開采人員，方便開采人員全面及時地掌握基礎信息，為制定精細的平面圖、采取科學合理的防水措施提供依據。同時，要求測量人員和地質工作人員保持有效聯系，及時掌握地下地質情況和礦山開采情況，從而順利完成礦山開采工作。

1.6 有效防止透巷事故的發生

在礦山開采中，隨著深度的不斷加大，采礦區、巷道和礦井空區工作面會逐漸貫通，從而增大了安全隱患。在采用現代化測量技術以后，可準確獲取能反應井下空間位置的信息，清楚反應礦山開采實際情況，可以有效減少瓦斯爆炸等事故的出現，避免出現透水事故。此外，能避免采空區和開采區被快速貫通，能為井下提升系統的設置、通風系統的設置等提供全面準確的參考數據，一旦出現任何安全問題可采取一系列及時有效的措施和及時組織救援工作。

1.7 有效預防礦山冒頂事故的發生

金屬礦山開采中，現代化礦山工程測量技術的應用可準確檢測礦山頂板下沉量、下沉的速度等，且都是實時性的檢測工作。在檢測后若出現明顯的頂板下沉問題就必須及時采取有效合理的防范措施。在實際礦山開采中，如果安全管理措施采取不及時，沒有及時檢測到工程質量方面的問題，就會出現礦山冒頂的事故。所以定期測量才能準確判斷冒頂事故的發生概率，實現對礦山開采更加安全、高效的管理。

2 現代化礦山測量技術在金屬礦安全生產中的應用

2.1 RTK技術的應用

RTK測量技術在金屬礦山安全生產中的應用，具有可全面分析地質地形對開采影響，包括對獨特線形、點型和巖石等成分特征分析，甚至可以對地層產生年后順序等時代特征、地層之間和構造之間、地層與構造之間空間關系的研究分析。利用該技術時要重點關注礦山測量轉型問題并需要不斷的完善，采用RTK技術為基礎實現對礦山地質測量體系的完善，對于獲取全面準確的開采信息，保證開采作業時的安全可靠具有十分重要的作用。

2.2 全站儀的應用

全站儀是當前應用最為廣泛的測量工具，將其應用到金屬礦山生產中，可利用其操作方便、適應性強、測量結果準確的優勢，可自動化控制測角、測距和水平距離，另外還可進行實時顯示、存儲和傳輸數據信息的功能。不但可以提高礦山測量的工作效率，而且也保證了結果的準確有效性。綜合了經緯儀與測距離的優勢，能將測量結果以數字化形式通過計算機傳遞給工作人員，有利于工作人員及時了解開采現場情況并做出合理布局或采取相應的預防措施。隨著礦山測量朝著智能化、數字化的方向發展，該技術還能被用來進行地表檢測、礦區工程實施和生產建設等工作，大大提高了工作效率，為生產作業的順利開展奠定良好的基礎。

2.3 3S技術的應用

3S技術包括全球定位系統（GPS）、遙感技術（RS）、地理信息系統（GIS）。其中GPS是結合了現代通訊技術的特征，將該技術應用到金屬礦測量中可幫助測量工作人員根據工程設計需要布置測控點，避免環節太多而浪費成本，省去部分人孔控制審核和過渡點處反復測量的作業，節省了時間，同時還能在一定程度上提升礦山測量的精確度，降低后期金屬礦開采的難度，方便后期礦山開采管理，為后期工作提供安全生產環境。其次，利用遙感技術實現動態化檢測可提高對礦山資源維護的水平，尤其在一些比較偏僻的地區，能降低維護難度，因為遙感技術不用受到時空束縛，可全天候24h動態作業。此外，利用信息科學理論和系統工程理論實現對地理信息數據的綜合分析與管理，并能提供最終的決策結果。將這三種技術結合起來應用到礦山工程測量中，可充分發揮三者的優勢，實現資源共享，不僅推動了測繪測量領域智能化、自動化的發展，而且也使數據采集和分析處理更加高效精確。

2.4 三維激光掃描技術的應用

三維激光掃描技術能復制實時景況，能將高密度點云數據進行體積運算，可在不接觸被測量物體的基礎上實現遠距離的測量，測量數據點密集、精確度較高，且成本也低，便于管理，能有效解決礦山復雜地區測量困難的問題，尤其適合用在露天礦山測量中，能通過大量可視化的數據直觀顯示被檢測物體圖像，而不用人員實地去考察就能清楚全面地了解礦山開采現狀，采集到的數據可實現對礦區實際情況的全面反映。在露天銅金屬礦山測量中，該技術具有高效和安全的優勢，能實現對整個礦區情況的監控，保證測量得到的數據的可靠性。

2.5 懸掛羅盤的應用

懸掛羅盤的測量方式在金屬礦測量的應用中，可利用其測量方便、不受空間限制、攜帶方便且不會出現連續性測量誤差等優勢，將其作為露天礦山測量輔助工具，對于坡度較大的天井、低矮的巷道和工程臨時性放樣時，都能借助該方式進行現場測量。在實際測量應用中要注意加強對周圍環境的監測管理，這是為避免周圍有含鐵物質對懸掛羅盤產生干擾和影響。然后利用導線控制點測量最初的磁方位角，并將收集到的數據信息快速通過計算機轉化為平面坐標數據，解決了傳統模式測量下的數據誤差較大的問題，使測量精度得到大大提升。

3 未來礦山測量技術發展趨勢

隨著社會的進步以及科學技術的發展，在未來會越來越重視礦業部門的發展，構建金屬礦山開采和礦山測量之間的關系，一方面會提高對測量工作的重視程度，加快培養更加專業優秀的測量團隊，對測量技術提出更高要求。另一方面隨著礦山測量朝著數字化的方向發展，也為進一步為金屬礦山測量的準確、全面有效奠定基礎，從而為礦山科學、安全高效地開采提供保障。將礦山安全生產管理與礦山測量結合起來，加強對測量儀器的研究和大力開發，不僅可增加儀器設備的使用功能，還能增強便攜式的測量工具，最大程度發揮測量工具的作用，使測量儀器設備的使用步驟得到簡化，這樣測量人員也能更快地掌握測量工具，減少測量誤差，提高測量儀器的使用率和測量工作的效率。從礦山角度來看，第一，對礦山測量技術的深入研究，將在保持該學科特色和豐富內涵的基礎上，礦山測量被納入到測繪科學中，不斷尋求突破開辟新的研究領域，目前已經有測量學科的研究人員探索建立了礦山生態學新學科。完善的測量技術規程和生產規范更加有利于礦山測量技術人才的培養，在未來更加注重對多學科交叉的復合型和專業型人才的培養，強化技術人員適應測繪高新技術發展的需要，提升開發和應用應變的能力。第二，隨著數字攝影測量和遙感技術方面的發展，遙感數字攝影這些高新技術被應用到了礦山測量中，將現代礦山工程測量和高新技術結合，可形成更為先進的測量技術，有利于完善測量技術體系。

4 結語

綜上所述，金屬礦山開采過程中，為保證礦山開采的安全，必須提前使用先進的測量技術進行工程測量，獲得準確可靠的地質信息才能為礦山開采安全生產方案制定提供依據。有效的礦山測量不僅可以獲得全面準確的地質巖層相關信息，而且因為實時動態的檢測可及時發現安全隱患并采取針對性的措施解決。隨著對金屬礦山資源安全生產問題的重視，對礦山的測量也提出了更高的要求。在未來，在礦山開采安全管理方面，應進一步加強和礦山開采測量的聯系，通過測量體系的不斷持續化的改進以及各種現代化先進的科學的測量技術的應用，為金屬礦山的安全生產奠定可靠基礎。