礦山測量技術在采礦中的作用及發展

胡南

鄭州工業技師學院 河南 鄭州 450000

在煤礦開采之前，需要進行大量的測量工作。通過對礦區的調查結果，選擇了合適的礦區和井位。礦山測量的精度與礦山測量技術的發展密不可分。隨著信息技術的發展，越來越多的先進測量技術應用于煤礦測量中。與其他情況相比，礦山測量具有不同的特點。本文論述了礦山測量技術的特點，并淺析其在采礦中發揮的作用以及未來發展前景。

1 礦山測量新發展

礦山測量學學科的發展與但前社會的發展速度以及科技更新速度有著緊密的聯系，同時也反映了不同時代發展的特點和內涵。而在如今的互聯網時代下，信息技術得到了長足的發展和不斷的實施，測量學科也隨之有了很大的變化。地理信息系統（GIS）、數字測量技術和全球定位系統（GPS）的創新與更新換代推動了測量領域的進步。全球定位系統（GPS）技術廣泛在礦山變形監測中的地面控制測量扥到了全方位的運用。

最近的幾年的發展，遙感技術在礦區的生態環境方面已經成為了關鍵的使用方法。中荷合作的“中國北方煤田自嫩環境監測”，是在礦業領域內第一次首次通過遙感技術，對我國華北地區煤礦的布局情況和危害程度進行了全面、系統的控制。同時也想出來有關煤田火區的遙感探測手段與方案。這在煤炭防火方案、建筑設計、消防工程監測等方面的均有所體現。“礦產資源開發遠程監測”項目對試驗區礦產資源開發，從而產生的環境問題開展了深入的分析與探索，并順利解決獲得成功。我國礦產資源開發利用統計報告系統已經逐漸退出時代舞臺，新的一代逐步被遙感動態監測所代替。地理信息系統（GIS）通過相關專業人員的理論研究中，在曠野方面也得到了廣泛的運用，其運用的范圍面涉及寬泛，包括測量信息系統的開發、工作狀態監測、調度指揮系統等方面。特別是進入新時代后，時代科技迅猛發展，同時也促使信息技術得到了長足進步。因此，其應用范圍也在不斷擴大。它本身不僅是跨學科的交叉滲透，而且是一種有效的延伸[1]。

2 礦山測量技術

礦山測量是一個多學科的應用領域，包括地質學、測量技術、采礦等研究領域。它能有效地測量地下礦體的動態和圍巖的靜態特性，從而更準確地描述測量區域的整體的具體狀況，在礦業的建設方面得到更好的管理與指揮。雖然在具體的工作中有一些不同，但在整個工作過程中都有很強的共性。

2.1 衛星定位測量技術

全球定位系統（GPS）是通過“衛星”方式傳送地面數據，再由測量的人員通過反饋信息和數據并結合工程實際情況得出測量結果。但在實際應用中，發現該技術存在一些不足，主要是在礦山工程“井下測量”中。井下勘測對衛星定位有一定的影響，地質構造和地貌的變化更為復雜。GPS定位技術的優勢在于對建筑物表面進行精確定位和測量，但在井下工程測量中存在一定的局限性。因此，GPS定位技術可以應用于井下開采引起的地面沉陷研究。近年來，以減少地面沉陷對農田、水利、建筑等方面的影響為目的，以綠色理念為動力，對礦區地面沉陷進行了越來越多的研究。

2.2 GIS地理信息系統技術

基于GPS衛星定位的GIS技術，以我國地形為核心，利用地質構造和地形變化分析模型，通過對GPS節點數據的分析，進行統一測量。地理信息系統（GIS）技術在礦山工程測量中具有代表性。礦山工程測量往往涉及地質構造的變化、地形的復雜等。在傳統的測量方法中，存在許多無法提取的信息數據等。因此，利用地理信息系統技術進行地理調查，可以更科學合理地解決這一問題。在礦山工程測量應用中，GIS在我國的測量精度有待提高。但地理信息系統在地質調查和地形變化方面仍具有明顯的優勢。例如，只有通過地質鉆孔技術才能了解地下巷道開挖過程中的地質構造。開挖過程中圍巖的破壞也會影響地質構造的判斷。深基坑開挖時，開挖荷載大，易造成人員傷亡，安全系數低。因此，GIS技術可以將復雜地下地質調查與傳統鉆井技術相結合，提高工作效率和精度。

2.3 數字測量技術

數字化測量技術是目前比較常見的測量技術，它的出現能夠對以往手工測量的缺點和不足進行完善，使測量的結果更加精確。從總體性能來看，數字測量技術具有較高的可靠性。第一，數字測量技術可以準確地測量采礦工程中的井下工程建設項目。第二，數字測量技術還可以對工程測量的信息進行對比，從而得出更為精準的數據結果，減少測量誤差。除此之外，數字測量技術還可以減少人力物力的投入力度，節約成本。因此，加強數字化測量技術在工程測量領域的應用，提高地下地質構造測量的精度具有重要意義[2]。

3 礦山測量技術的發展特點

3.1 戶外工作

大多數測量技術都用于采礦。由于惡劣的室外環境和不定的因素影響，在具體的活動實施中可能會發生一些意外的影響，這些難以預料的因素可以說是進行室外測量工作的一大趨勢。一旦礦井的地質位置比較隱蔽，就很難找到。由于各種因素的影響，給測量帶來了很大的困難，在一定程度上降低了測量精度。此外，大多數礦上測量調查是在戶外或偏遠山區進行的，必須考慮到環境因素，以確保準確的采礦作業。同時，要提高測量專業技能，保證測量的準確性。

3.2 集體參與

由于采礦工程規模大，不能一人完成，需要更多的人參與，才能做好測量工作。但是，如果計量人員過多，很難做好人事管理工作。此外，所有測量人員的專業技能都應標準化。每個人都應該參與其中，為自己的力量做出貢獻。從而有效地分析了測量數據和信息，保證了各測量信息的準確性。

4 現代礦山測量技術的應用

4.1 地理信息系統技術的應用

在測量方面，有關人員利用GPS-RTK技術對控制點進行實時監測，及時了解煤礦井下情況。GPS在客觀環境下才會存在快速靜態定位，其工作原理就是將 GPS接收機安插在各個用戶站上，在絕對靜止的狀態下讓接收機對數據進行采集和觀測，從而對用戶站的三維立體坐標進行實時調整，直到出現的誤差在允許范圍內，才算成功完成任務。如果接收機在流動的狀態下對用戶站的三維立體坐標進行定位，接收機接受衛星信號的頻率就要設置成間斷工作模式。

利用GPS技術可以獲得更準確的地籍測量數據，不僅可以滿足有關部門的要求，而且可以保證測量人員順利完成任務。GPS技術的迅速發展也給測繪事業帶來了無限的發展。GPS技術的基本測量精度已達到一級控制網的精度水平。除了房地產測量外，它還促進了測量控制的快速發展。為了實現RTK，必須保證建立基準站的準確性。當建立參考站時，注意天空中沒有遮蔽物，位置是開放的，沒有無線電信號的干擾。轉換參數以確保數據的準確性。做好數據傳輸和環境控制，確保測量精度。數字化測量和維護測量是兩種工作方式，在工作流程中沒有區別。根據國土資源局提供的GPS控制測量結果，提出了一種基于GPS密鑰網絡的非監督加密網絡，以滿足加密標準。

RTK技術將被用于測量地球邊界點的每一寸，這可以實現精確厘米的所有物體在相關的位置。GPS直接接收GPS數據并對其進行處理，可以提供精確的地籍圖。在GPS衛星信號接收不好的地區，必須通過全站儀、測距儀、雷達等專業測量儀器的分析或圖解法進行更詳細的測量。經緯儀等RTK技術還可以通過動態檢測來測量土地利用程度。簡單的平板輔助測量儀是動態檢測領域最傳統的方法。例如，可以使用距離交會法和指數坐標法來檢測鋼尺，也可以使用測量板來補充面積變化較大的區域。這種方法不僅速度慢，而且效率低。利用RTK技術進行動態監測，不僅可以提高監測的速度和精度，而且可以實現對土地的實時動態監測。

GPS參考點的持續工作需要衛星導航和定位技術的支持，即使用一個或多個固定的GPS參考站來監測一個給定的N年周期。根據需要，通過計算機、數據通信設備和因特網技術，為每個參考站形成網絡和數據庫，然后參考站向數據庫提供數據采集。數據，然后通過網絡參考站軟件進行處理，再將GPS采集的各種數據和各種RTK校正數據自動組合成網絡系統。發送給不同的用戶。傳統的大地控制網將被RTK技術所取代，可用于各種GPS測量。當用戶進行野外作業時，GPS接收機可以解決所有問題，并能實時、快速地進行定位、定位。背景導航定位精度為米、分米、厘米或毫米。全天候、全自動、實時導航定位具有獨特的優勢。本實用新型可覆蓋各個區域的導航、調度、自動識別和綜合監控功能，并可在短時間內提供天氣預報、變形監測等高精度服務。通過對參考定位技術的研究和應用，可以有效地解決RTK有效測距、結果精度、遠程數據通信等問題。

4.2 遙感技術的應用分析

在傳統觀念的影響下，許多技術人員在煤礦測量過程中也采用了一系列以往的采礦方法，如人工下井等。隨著生態環境的惡化，泥石流、地震等自然災害頻繁發生，極大地阻礙了礦山勘探工作的發展，增加了礦山探礦難度與挑戰。因此，有關技術人員必須將遙感技術應用于礦山測量中，主要從以下幾個方面著手：

首先，在礦山勘探的早期階段，有關人員需要對礦山周圍的地質環境進行探測，以確保選擇合適的采礦地點，并通過遙感跟蹤分析技術是保證礦山勘探質量的重要手段。其次，在利用遙感技術進行礦山調查時，需要有關人員對礦區的地質環境和地質條件進行早期分類，然后進行礦山調查另外，為了保證擬建場地不會對周圍環境產生嚴重的不利影響，不破壞周圍的植被、地貌和河流，不影響地下水，保證煤礦開采。最后，利用遙感技術對礦區周邊環境地質進行探測，采集探測到的數據，形成地形圖在不同的尺度上，使專業技術人員能夠仔細分析地形圖，確定礦區和鉆孔位置，根據地形預測可能發生的各種地質災害防災對策。

4.3 GPS技術的應用分析

由于全球定位系統由三個部分組成，綜合多學科知識，可以通過軟件將相關數據直接轉換成圖像，然后進行有針對性的分析。利用全球定位系統（GPS）采集礦山環境信息，進行數據采集和分析，建立相關模型，直觀地顯示礦山環境動態變化，為礦山環境保護提供科學依據。

GPS在測量靜態定位被廣泛應用于海洋測量，地籍權屬測量，航空測量，地球物理測量和監視各類在這些應用中，它主要用來制作各種等級的、不同用途的使用控制網絡。 GPS在建立控制網時具有以下特點：1、GPS的測量精度遠高于一般的常規測量，難以獲得較高的定位精度利用傳統的測量方法對基本矢量進行定位。2、靈活的選擇部位，即不依賴終端之間的通信，不需要設置測量標志，降低了結構運行成本，大大降低了分布網絡的成本。3、全天候運行。GPS可以在任何時間、任何氣候條件下進行觀測，大大方便了測量工作，有助于及時、有效地完成控制網規劃。4、縮短服務期限。GPS監控決定了控制網的總體水平。注意每個車站的時間通常是一到兩個小時。采用快速靜態定位的方法。控制時間短，工程控制和數據處理是一個高度自動化的過程。

除此之外，還可以加強礦山測量技術管理。現代測量技術是礦山測量的支撐。礦山勘測前，勘測人員應進行相應的勘測設計，以便根據礦山需要制定更合理的勘測方案。此外，礦山勘測前必須做好勘測準備，及早確定勘測點。在實際的礦山測量過程中，必須控制測量點之間的距離，及時保存測量過程中的各種數據信息。只有這樣，才能有效地避免礦山測量過程中的數據丟失。同時，礦山勘測不能由一個人完成，所以我們需要彼此合作。在當前，我國大多數礦山單位仍有許多高素質的測量人員的缺口。因此，在今后的發展過程中，礦山企業必須培養更多的綜合性高新人才，來促進企業的發展。

5 現代測量技術發展趨勢分析

近年來，現代礦山測量技術在我國礦山測量中得到了廣泛應用，我國現代測量技術也比較先進，但仍有發展空間。以下分析了礦山測量技術未來的發展趨勢。

5.1 礦山測量技術的應用越來越廣泛

目前，測量技術在礦山中的應用還十分有限。礦山測量主要是對礦山地形、資源儲量進行測量，并對礦山開采過程中的鉆孔、采礦方法提出建議。在今后的發展過程中，礦山測量技術也可用于土地復墾和環境監測。礦山調查數據可以為礦山復墾提供評價指標，促進我國礦業向綠化方向發展，減少采礦對環境的破壞。

5.2 無人機技術的應用

如今，我國還有許多測量儀器需要通過人員手動進行，礦山測量自動化還需要進行進一步的發展。在未來的發展中，無人機技術在采礦測量中會得到推廣運用，從而降低礦山測量的投入成本，降低測量領域的勞動消耗[3]。另外，無人機可以完成小面積測量，提高了礦山測量速度。只有這樣，才能推動我國礦山測量技術向智能化、自動化方向發展。

5.3 建立調查數據庫

現代測量技術通過計算機系統實現了對測量數據的分析和處理，但目前我國礦山測量數據庫尚未建立。只有通過數據庫的及時采集，挖掘單位各部門才能提高挖掘過程中的內部通信效率，有效地解決挖掘過程中的信息不對稱問題，協助采礦單位做出正確的決策。這就要求礦山單位在今后的發展過程中，要進一步培養復合型的礦山測量人才，以順應現代趨勢，提高現代測量技術的應用效率。

如今，隨著我國的經濟實力不斷上漲，對于設備的升級與完善提供了有利的支持，隨之也對礦山的開采速度有了積極的影響。例如，使這些先進設備在礦山開采工作中得到有效運用，加快測繪工作的發展，提高測量數據和信息的準確性，準備完整的數據信息。在一定程度上，可以有效地減輕員工的工作量和問題，為員工提供更好的工作環境和優質的服務。在礦山測繪技術發展中，借助現代化的礦山測量技術，使采礦建設工作得到快速發展，加快各種數據信息的分析和收集，從而促進礦山工作的順利完成[4]。

6 總結

綜上所述，隨著現代科技的快速進步，礦山的測量工作也在緊跟時代的腳步，向著現代技術化發展。在完善和發展有關的測量技術的同時，相關的測量人員也需要加深自身的專業素養與深厚的知識儲備，對相關的測量設備也要有足夠的了解。此外，也要正確使用采礦技術和高新技術設備，做好技術創新措施，使其不斷得到改進和發展，更好地應用于采礦過程中，以適應采礦需求的多樣化，提高礦業質量，促進我國經濟建設和發展。