礦山儲量動態(tài)檢測技術(shù)的應(yīng)用研究

古金明

1 礦山儲量動態(tài)檢測的目的和任務(wù)

資源儲量動態(tài)檢測的目的是為各級政府和國土資源管理部門管理礦產(chǎn)資源儲量提供依據(jù),為礦山開采進行合理總體規(guī)劃,科學(xué)開發(fā)利用當(dāng)?shù)赜邢薜V產(chǎn)資源及制定年度開采計劃,編制年度開采設(shè)計提供準(zhǔn)確可靠的資料。其主要任務(wù)是測量礦山保有礦產(chǎn)資源儲量、開采儲量、損失儲量,及儲量變化情況,編制資源儲量計算圖等圖件,調(diào)查評價礦產(chǎn)資源儲量利用中存在的問題,并提出相應(yīng)的建議,編寫礦山礦產(chǎn)資源儲量年度測量報告。

2 儲量檢測的技術(shù)方法

2.1 露天開采礦山的測量

(1)原有資料的收集和檢查。

礦山資料的收集主要包括礦區(qū)所在的地理位置和氣候條件、上一年度礦區(qū)基本生產(chǎn)情況、權(quán)屬及法人變更情況、開發(fā)利用方案、儲量核查報告、采礦證、生產(chǎn)許可證以及原有的測量資料、測量和地質(zhì)圖件如:最新采掘現(xiàn)狀圖紙、儲量計算圖紙、剖面圖、地形地質(zhì)圖等。對原有的控制點、圖根點要認真檢查,是否保存完好,用CORS或全站儀檢查其精度是否符合規(guī)范要求,檢查礦區(qū)拐點坐標(biāo)是否與采礦證坐標(biāo)保持一致,要調(diào)查清楚所使用的坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)、控制等級,采礦證坐標(biāo)使用的坐標(biāo)系統(tǒng)、分度帶號等。

(2)控制測量。

在我們進行礦山儲量檢測的實際工作中,常常發(fā)現(xiàn)原有的控制點很多都已在礦山開采過程中破壞了,因此,必須重新布設(shè)控制網(wǎng),布網(wǎng)方法我們一般是采用GPS靜態(tài)測量方法,按照《地質(zhì)礦產(chǎn)勘查測量規(guī)范》GB/T18341-2001《全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程》中D級或E級網(wǎng)的要求測量。每個礦區(qū)至少要布設(shè)三個控制點,控制點要至少有兩個能通視,點位要能覆蓋整個礦區(qū)并且以便于查找、保存、交通方便為原則,控制樁要采用能永久保留的預(yù)制混泥土樁或現(xiàn)澆混泥土,中心以鋼筋刻十字為標(biāo)志,同時現(xiàn)場做好GPS點之記。

礦區(qū)內(nèi)部的控制點采用全站儀一級圖根導(dǎo)線或RTK進行加密。點位盡量選在視野開闊,土質(zhì)堅硬、穩(wěn)固易保存的地方。

在CORS網(wǎng)覆蓋的地區(qū),可以用CORS直接測設(shè)控制點,但在作業(yè)時應(yīng)架設(shè)三角架,對中整平后,讀數(shù)三次,取平均值。

(3)實測。

用RTK檢測礦區(qū)拐點坐標(biāo),詳細測量本年度采剝工程、采空區(qū)范圍,實測地質(zhì)技術(shù)人員指定的礦體厚度;對原有礦山地形地質(zhì)圖進行修測,沒有礦山地形地質(zhì)圖的,則進行適當(dāng)?shù)难a測,礦區(qū)地形地質(zhì)填圖所用底圖應(yīng)采用同比例尺地形圖(或更大比例尺地形圖),重要地質(zhì)點(露頭點、構(gòu)造點,巖體和礦體的界線點、重砂點等)采用RTK或全站儀定位,測量精度符合《地質(zhì)礦產(chǎn)勘查測量規(guī)范》;根據(jù)地質(zhì)技術(shù)人員設(shè)計的剖面位置和方位,測繪2～3條比例尺不小于1/500地質(zhì)剖面圖。

2.2 地下開采礦山的采礦工程測量

地下開采的礦山測量首先要做好地面控制測量,其作業(yè)方法和地面開采礦山控制測量方法相同,但為了將控制點引入井下,必須在洞口附近測設(shè)2～3個控制點。若收集到原有的控制點,要認真檢查核對,精度符合要求即可使用。

(1)井上下聯(lián)系測量。

采用斜井、平垌進行地下開采的礦井,可以用復(fù)測支導(dǎo)線的方法將地面控制點的坐標(biāo)和高程引入地下巷道,而采用豎井開采的礦井要通過豎井聯(lián)系測量的方法將地面控制點引入地下巷道,包括豎井定向測量、定向連接測量和導(dǎo)入高程測量。豎井聯(lián)系測量的方法:陀螺定向法、鉆孔投點法和聯(lián)系三角形法。

①陀螺定向法。

陀螺定向法是采用光學(xué)垂準(zhǔn)儀(或重錘球)投出井上、井下在同一鉛錘線上的點位,根據(jù)井上、井下陀螺定向成果,求算投點在空間的平面夾角,使得井上、井下的導(dǎo)線連成一體,把井上導(dǎo)線坐標(biāo)、方位傳遞到井下導(dǎo)線。主要儀器:全站儀、陀螺經(jīng)緯儀、光學(xué)垂準(zhǔn)儀等。

②聯(lián)系三角形法。

聯(lián)系三角形法是一種傳統(tǒng)的豎井聯(lián)系測量方法就是在井筒內(nèi)掛兩根鋼絲,其一端固定在地面,另一端系有定向?qū)Ｓ玫拇骨蜃杂蓱覓煊诙ㄏ蛩?一般稱為垂球線,再按地面坐標(biāo)系統(tǒng)求出兩垂球線的平面坐標(biāo)及方位角,在定向水平上把垂球線與井下永久點連接起來,便能將地面的方向和坐標(biāo)導(dǎo)入井下,儀器設(shè)備主要有全站儀;10kg重錘2個;Φ0.5mm高強鋼絲80m;小絞車、導(dǎo)向滑輪及經(jīng)過比長的鋼卷尺等。

進行聯(lián)系三角形測量時,為保證精度,要重復(fù)觀測數(shù)組。每組只將兩垂線位置稍加移動,測量方法完全相同。由各組推算井下同一導(dǎo)線點之坐標(biāo)和同一導(dǎo)線邊之坐標(biāo)方位角。各組數(shù)值互差滿足限差規(guī)定時,取各組的平均值作為該次測量的最后成果。

2.3 生產(chǎn)井巷碎部測量

井下碎部測量在導(dǎo)線點上用全站儀極坐標(biāo)法測量,對測制的各測量點應(yīng)做好永久性標(biāo)記,測量重點對象是能控制開采范圍的井巷。測量巷道起始點、轉(zhuǎn)折點、交叉點、變坡點、分界點、風(fēng)門、密閉巷道位置、掘進位置、技改位置、風(fēng)井、主井、副井等,沿脈井巷要連續(xù)觀測礦層厚度,地質(zhì)技術(shù)人員對礦層的結(jié)構(gòu)、產(chǎn)狀及其變化作好記錄,記錄礦層的特征,將小柱狀圖標(biāo)注于圖上;穿脈井巷應(yīng)連續(xù)觀察記錄巖性及其變化,至見礦點時還應(yīng)對其頂板特征作詳細記錄和描述;對采準(zhǔn)切割巷、聯(lián)絡(luò)巷應(yīng)調(diào)查采區(qū)布置、長度及采空區(qū)范圍,記錄標(biāo)定保安礦柱的位置;對井巷內(nèi)發(fā)現(xiàn)的巖層產(chǎn)狀變化、隱伏斷層及破碎帶應(yīng)作詳細觀察記錄和標(biāo)定,做好地層描述,調(diào)查對采區(qū)布置及回采的影響;觀察記錄井巷內(nèi)巖性、井巷變形、井巷支護及空區(qū)充填情況;訪問收集井巷內(nèi)的涌水方式及水量大小,以及礦井瓦斯、熱害及通風(fēng)系統(tǒng)的布置情況。

2.4 數(shù)字制圖和儲量計算

將外業(yè)觀測數(shù)據(jù)通過隨機軟件輸出,所有野外資料100%自檢、互檢,檢查無誤后利用CASS7.0或MAPGIS制圖軟件修編礦區(qū)的地形地質(zhì)圖、采掘(剝)工程圖,地質(zhì)剖面圖、礦體幾何圖、井上井下對照圖、儲量計算圖等,根據(jù)礦體的實際地形以及現(xiàn)場的勘察、調(diào)查結(jié)果,依據(jù)一定的工業(yè)指標(biāo)、方法及參數(shù)計算動用和保有儲量,編制報告。

3 結(jié)語

礦山儲量動態(tài)檢測是礦山企業(yè)每年必須做的重要的基礎(chǔ)性工作,是測量技術(shù)和地質(zhì)技術(shù)在礦山科學(xué)合理開發(fā)、開采及管理中的綜合運用,大力推廣應(yīng)用新產(chǎn)品、新技術(shù)如GPSRTK、CORS技術(shù),不斷提高自動化、數(shù)字化水平是我們在礦山儲量動態(tài)檢測中的研究方向。

參考文獻

[1] 礦山儲量動態(tài)管理要求.國土資發(fā)［2008］163號.

[2] 江西省礦產(chǎn)資源儲量檢測技術(shù)指南.

[3] 張國良主編.礦山測量學(xué)[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2006.

[4] 地質(zhì)礦產(chǎn)勘查測量規(guī)范GB/T18341-2001.