淺談GPS在煤炭礦井測量中的應(yīng)用

楊 智 王 創(chuàng)

(陜煤集團神南產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司)

淺談GPS在煤炭礦井測量中的應(yīng)用

楊 智 王 創(chuàng)

(陜煤集團神南產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司)

伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，煤炭礦井測量工程取得了一定的成績，并涌現(xiàn)出了許多現(xiàn)代測量技術(shù)，其中 GPS的應(yīng)用最多，應(yīng)用范圍最廣，它的應(yīng)用不僅顯著提升了測量效率，還大大增加了測量結(jié)果的精準(zhǔn)度。筆者將結(jié)合自身經(jīng)驗，圍繞GPS，探討其在煤炭礦井測量中的實際應(yīng)用，希望能為煤炭生產(chǎn)工作提供參考。

GPS；煤炭礦井測量；應(yīng)用

前言：測量作為煤炭生產(chǎn)中的基本內(nèi)容，它直接關(guān)乎著最終的開采結(jié)果，還能為礦山規(guī)劃等多項工作提供重要參考。伴隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的崛起和進(jìn)步，礦井測量技術(shù)水平日益提升，從傳統(tǒng)測量方法逐漸過渡到技術(shù)測量，其中應(yīng)用最多的便是GPS。因此，本文對于GPS的探討對于煤炭測量具有重要的現(xiàn)實意義。

一、GPS技術(shù)概述

伴隨著社會的進(jìn)步，GPS技術(shù)日益成熟，功能更加多樣，并被廣泛地應(yīng)用在日常生產(chǎn)生活中，它為日常生產(chǎn)生活帶來了較大的便利。測量作為煤礦生產(chǎn)中的基礎(chǔ)，測量結(jié)果直接關(guān)乎著煤礦生產(chǎn)情況，而GPS的應(yīng)用，大大提高了測量結(jié)果的準(zhǔn)確性[1]。

GPS通過布設(shè)空間網(wǎng)，大大降低了布局設(shè)線的難度系數(shù)，單純依靠某幾個接收機便能完成全面、三維測量，縮減了在標(biāo)桿建立方面的經(jīng)費投入，節(jié)省了一定的生產(chǎn)成本，它與傳統(tǒng)技術(shù)相比具有不可比擬的優(yōu)勢。GPS主要包含地面監(jiān)測、控制系統(tǒng)與空間衛(wèi)生群這兩部分，在實際應(yīng)用過程中，還應(yīng)額外增設(shè)地面接收設(shè)備。

二、GPS在礦井測量中的具體應(yīng)用

礦井測量是一項基礎(chǔ)工作，它在煤礦生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，在原有的礦井測量工作中主要使用平面控制測量這種傳統(tǒng)方法，其測繪周期通常較長。隨著社會的不斷進(jìn)步，這種測量方法的不適應(yīng)性愈發(fā)明顯，且受外界環(huán)境的影響程度越來越大，同時，該測量方法只能應(yīng)用在通視條件下。而GPS的推廣和應(yīng)用，有效彌補可這一弊端，它作為一種現(xiàn)代測量技術(shù)，得到了工程人員的高度認(rèn)可，并被大面積應(yīng)用在礦井測量工作中。現(xiàn)階段，GPS在礦井測量工作中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在空間位置固定的兩點的測量中。

（一）信息網(wǎng)布設(shè)

為確保地表數(shù)據(jù)與礦井?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)一協(xié)調(diào)，應(yīng)設(shè)立兩個針對性的控制網(wǎng)，其中在地表上面，應(yīng)依據(jù)國家規(guī)定的GPS標(biāo)準(zhǔn)開展設(shè)定工作；在礦井中應(yīng)借助靜態(tài)GPS完成設(shè)定工作。這兩個相互獨立的測量系統(tǒng)在特定條件下會進(jìn)行融合，以此來保證測量數(shù)據(jù)連續(xù)、一致[2]。

（二）選址

應(yīng)用GPS測量煤炭礦井時，一般要求應(yīng)具有立體型模型，它主要由多個測試點共同組成。在測試點內(nèi)部確保信息流通順暢，規(guī)避干擾現(xiàn)象的出現(xiàn)，盡量選擇地理位置相對高的地方，以便更好地接收信號，同時，還應(yīng)拉大和大功率設(shè)備之間的距離，以免出現(xiàn)干擾現(xiàn)象。另外，在煤礦下方還應(yīng)合理布置測試點，其中通光良好、巖層穩(wěn)定的位置便是最佳選擇。相反，若測試點選擇不合理，經(jīng)由長時間挖掘工作后，地質(zhì)結(jié)構(gòu)將會出現(xiàn)變化，最終降低最終的接收效果。

（三）結(jié)果觀測與記錄

待觀測到測量數(shù)據(jù)后，應(yīng)認(rèn)真記錄，全面檢查。圍繞測試數(shù)據(jù)實施平差處理操作，構(gòu)建三維立體坐標(biāo)，同時，轉(zhuǎn)換測量坐標(biāo)，使其變成廣泛應(yīng)用的坐標(biāo)，構(gòu)建模型。在記錄測量結(jié)果時，主要使用自動記錄和手寫。待完成階段性任務(wù)后，綜合比較，明確出入點，及時修正，確保數(shù)據(jù)真實、可靠。在這一過程中禁止出現(xiàn)補寫或者虛報的現(xiàn)象，這是因為所記錄的結(jié)果直接關(guān)乎著工程整體質(zhì)量，并決定著作業(yè)人員的人身安全。

三、測量問題與對策

（一）問題

目前，雖然GPS取得了一定的成績，且應(yīng)用水平較高，但是，因其隸屬于先進(jìn)產(chǎn)品，對使用環(huán)境和條件等具有嚴(yán)格要求，存在使用限制。

1.因每一個 GPS數(shù)據(jù)測量站均具有獨立性，在著手測量前期應(yīng)進(jìn)行規(guī)范的調(diào)試操作，認(rèn)真檢查設(shè)備是否連接良好，細(xì)心核對具體參數(shù)是否出現(xiàn)變動，該過程通常會消耗較多的時間，從某種層面上而言，會大大制約生產(chǎn)進(jìn)度，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下；

2.因礦井測量并不是一個完整、連續(xù)的工作，它具有一定的階段性，所測數(shù)據(jù)在介質(zhì)作用下會出現(xiàn)損耗，嚴(yán)重情況可能會干擾測試結(jié)果；

3.因 GPS是一種現(xiàn)代測量技術(shù)，精密度較高，所以，對使用環(huán)境也提出了嚴(yán)格的要求，在空氣濕度較大、雜質(zhì)較多等艱苦自然環(huán)境中，會受到嚴(yán)重影響，進(jìn)而降低設(shè)備的使用效果，減小測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，出現(xiàn)較大誤差；

4.隨著GPS測量的不斷推進(jìn)，可能出現(xiàn)接收機無法有效轉(zhuǎn)換衛(wèi)星數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，強行要求接收機恢復(fù)初始化，此時需要再一次丈量測量區(qū)域中的所有測試點，著不僅浪費了較多的時間，還大大降低工作效率[3]。

（二）對策

因GPS測量主要借助接收器和衛(wèi)星完成數(shù)據(jù)實時交換操作，由此可知，在數(shù)據(jù)的具體傳輸過程中，無論哪一方出現(xiàn)問題，均將影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。為確保測量結(jié)果準(zhǔn)確、可靠，在礦井測量工作中應(yīng)用GPS時，應(yīng)著重做好以下幾點工作：

1.在測量前期，認(rèn)真校對、全面檢查測量儀器，參照現(xiàn)行的煤礦測量規(guī)范開展及時的保養(yǎng)、校對等各項工序。在實際測量工作中，部分測量人員為節(jié)省測量時間，忽略儀器檢驗工作，進(jìn)而無法確保測量儀器均處在正常工作狀態(tài)下，最終無法保障工作質(zhì)量；

2.在礦井測量工作中不可避免地會出現(xiàn)測量誤差，無論何種原因產(chǎn)生這一問題，均會影響測量結(jié)果，有時會對作業(yè)人員的生命構(gòu)成嚴(yán)重威脅。為降低測量誤差，其中最重要的一點是慎重挑選測量站，實施同步測量，盡可能降低測量結(jié)果的損耗。同時，還應(yīng)定期核對測量點，確保煤礦生產(chǎn)區(qū)域趨于穩(wěn)定，以免因數(shù)據(jù)修改而耽誤工作進(jìn)度；

3.礦井測量中 GPS的應(yīng)用，這是從傳統(tǒng)測量手段向智能化、數(shù)字化測量的過渡的具體體現(xiàn)，它代表著社會的進(jìn)步。然而，在該項技術(shù)的發(fā)展過程中仍然存在一些制約因素。我們都知道誤差是無法規(guī)避的，他雖然不能完全消除，但是我們應(yīng)盡量減小誤差的影響程度，確保測量結(jié)果準(zhǔn)確、可靠，進(jìn)而將其有效應(yīng)用在煤礦生產(chǎn)中，在合理開采煤礦資源的同時，保證生命、財產(chǎn)安全。

結(jié)語：煤炭礦井測量是一項艱苦、繁瑣的工作，因工作環(huán)境十分特殊，在這種不通視條件下，GPS比較適用。在具體的煤炭礦井測量工作中，首先應(yīng)合理選擇測量方法，然后編制科學(xué)的測量方案、規(guī)范布設(shè)網(wǎng)絡(luò)體系，最后準(zhǔn)確計算觀測數(shù)據(jù)，只有這樣，才能確保測量結(jié)果準(zhǔn)確、可靠，進(jìn)而順利完成煤礦生產(chǎn)工作。

[1]陳才菁.GPS配合高等級水準(zhǔn)測量技術(shù)在龍固礦井地面控制測量網(wǎng)中的應(yīng)用[J].山東煤炭科技,2011,(1):1,3.

[2]豆仁剛,杭玉付.多模式RTK技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用[C].//2013年度淮南礦業(yè)集團煤炭學(xué)會學(xué)術(shù)交流會論文集.2013:35-36.

[3]張廣生.淺析GPS在礦井測量中的應(yīng)用[J].技術(shù)與市場,2014,21(12):167,169.

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1007-6344（2015）09-0191-01