礦山開采監測中的測繪技術與方法

閆東

（新疆亞克斯資源開發股份有限有限公司 哈密 839000）

我國是能源消耗大國，而礦產是我國能源的主要來源，只有不斷保證礦產資源開采的合理性和安全性，才能促進其更好的為社會發展所服務。為了實現這個目標，在礦產開采過程中，必須形成一套完整、系統的礦山開采監測與測繪的技術和方法，才能促進礦產資源開發和利用的效率不斷提高，以及有效降低礦產資源開采浪費率和開采過程中的危險、災害事故發生率。

1 礦山開采監測內容和常用的測繪技術

1.1 礦山開采監測內容

礦山開采涉及的方面較多，如礦產、山體、地質和水土等，因此，在實際開采過程中需監測較多的內容?？偟膩碚f，主要集中監測兩個方面的內容：

(1)監測礦山開采安全，安全監測是礦山開采中的核心問題，做好礦山的安全監測就必須采用相應的傳感器實時監測有害干擾因素，對礦區的礦產資源施行有效的安全管理機制以及合理評估和監測礦山內部的塌陷地區、空區[1]。只有從技術和制度兩個方面著手，才能促進礦產資源開采過程的安全性得到保障。

(2)地質環境監測，礦區地質環境易受到礦山開采的影響，例如，大肆開采礦山易破壞礦區生態系統平衡或導致礦區出現山體滑坡、地下水下降、地表沉陷和泥石流等災害，因此，為降低礦山開采對周圍地質環境造成的不利或有害影響，需動態化監測礦山及其開采過程，并利用預防和防治結合的方式將礦山開采對環境造成的不利影響降到最低。

1.2 常用的礦山開采監測測繪技術

目前，在礦山開采監測過程中，常用的測繪技術有遙感測繪技術、GPS定位技術、激光探測技術等。

(1)遙感測繪技術是目前較為成熟和應用最為普遍的測繪技術，該項技術主要是在計算機上進行計算和實現遙感測繪目標，利用遙感測繪技術能夠幫助監測人員對無法觸及到的礦山內部區域情況進行監測，通過監測數據有助于其更好的研判礦山內部地質條件和礦產儲量分布以及分析各類災害事故的預警工作。

(2)GPS定位技術是一種利用三點定位原理對地球上的物體實現三維空間內的定位技術，在礦山開采領域應用該種測繪定位技術能夠幫助監測人員繪制礦山的數字化地圖，而通過數字化地圖則能動態化監測礦山開采的過程。

(3)激光探測技術是一種新型的測繪定位技術，通過采用高穿透性的激光定位和探測礦產礦山內部空區，有助于監測人員準確定位礦山內部空區區域位置和評估其大小，然后再提出安全性的保障措施和得出合理的開采建議，進而促進礦山開采的可靠性不斷提升[2]。

2 礦山開采監測的重要作用

2.1 有效保證礦山開采的安全

在實際的礦山開采過程中存在較多的安全隱患，因此，做好礦山開采的監測不僅能有效促進區域采礦空間利用率提高，同時還能保證礦山開采生產的安全。此外，構建現代化的測繪操作平臺還有助于做好礦山開采項目的安全化改造工作，而在改造過程中需考量到操作、技術、體制和調度等多方面的要求，這些要求能夠促進礦區的安全建設切實可行。隨著現代數字技術應用和普及的趨勢，選擇數字化采礦工程測繪技術是時代發展的必然要求[3]。

2.2 對礦山資源開發具有良好的指導作用

對礦山開采進行有效監測不僅能為礦山工程項目改良提供正確的指導方向，同時還有利于從科學發展觀角度合理規劃工程，使工程監測指導方向切實可行，而這些內容均是促進采礦測繪項目得到最優化發展的必經途徑?？偟膩碚f，監測礦山開采過程就是為了對礦山資源進行更好的利用以及促進采礦資源一體化調度得以充分實現，為此，在采礦服務中需不斷推廣和普及信息化開采監測模式，才能促進采礦服務效益的最大化得到全面實現和保證采礦行業安全、穩定的可持續發展。

3 礦山開采監測中測繪技術和方法的具體應用

借助現代化的測繪技術動態監測礦山山體、地質環境等各類災害事故，并做好相關的預警處理，不僅能有效提高測量監測的準確性，同時還能促進礦山開采和測量監測過程得以簡化。在實際的礦山開采監測中，測繪技術主要有以下幾方面的應用。

3.1 地裂縫監測

地裂縫監測是一項人力、物力耗費巨大的監測內容，進行該項工作監測時需結合相關的地標沉降指標進行分析。因此，在實際測繪過程中通常是利用傳統測量法、遙感測繪技術、GPS測量技術相結合的方式進行監測。首先，每隔一定周期采用傳統測量方法對大地的垂直與水平位移進行觀察和記錄，然后再利用GPS測量技術使固定參照物的三維空間定位、速度和位移得以實現，最后對被監測區域的地標分層沉降采用遙感測繪技術進行標定，才能有助于監測人員對地裂縫的走勢與發展進行綜合分析，進而實現實時、動態的測繪與監測地裂縫[4]。

3.2 滑坡監測

在礦山開采中最常出現的災害事故是滑坡，而利用現代測繪技術則能對礦山滑坡實行有效的監測。常用的滑坡監測方法有GPS測量法和大地測量法。其中，大地測量法是利用全站式電子速測儀、光電測量儀器和高精度測距、測角的光學儀器測量大地的絕對位移，進而實現對滑坡災害的自動預警和幫助監測人員分析是否有滑坡災害產生。該種測量方法須借助于大地作為絕對參照物，且其精準度較低，因此在實際監測過程中應用并不廣泛。而隨著現代化數字監測技術的不斷發展，GPS測量法得到了有效的應用和普及，采用GPS定位儀器不僅能對滑坡位移和滑坡速度進行精準測量，同時還能促進滑坡全天候動態監測得以實現。

3.3 塌陷區空區監測

近年來，我國礦山開采力度不斷增大，從而導致不少礦山山體內部出現塌陷區和空區，而一旦山體發生塌陷便會造成嚴重的安全事故，為此精準監測和測繪礦山開采中的塌陷區和空區十分必要。目前，對山體內部塌陷區空區的監測主要應用遙感測繪技術和激光探測技術實現，利用激光探測技術能夠三維掃描礦山山體，并建立三維模型和相關數據庫，通過這些監測條件有助于相關人員及時做好礦區的災害的防治和補救措施[5]。

3.4 水土流失監測

在實際的礦山開采過程中，會破壞礦區周圍的環境或造成周圍水土流失，為了促進礦山開采對周圍環境造成的影響降低，需實時監測其周圍的水土流失情況[6]。目前常用的監測方法有地面監測法和遙感監測法，地面監測法適用的水土流失監測范圍較小，其主要是在監測區域內設置不同的參照物和監測地塊，然后再通過定期測量測繪相關的參照物，如植被率、沙石面積、溝渠截面等，再形成數據報表，生成的報表即可作為區域內水土流失監測的基礎性數據。遙感監測法則是利用航空、衛星等遙感技術，構建三維數據庫和將地面的水源、沙石、植被掃描成電子地圖，通過這些數據和圖形能夠實時的監測地表水土流失情況，并且其適用的監測面積較大[7]。

4 結語

礦山資源開發給我國社會經濟帶來的促進作用顯而易見，但任何事物均具有兩面性，其在促進我國經濟、技術快速發展的同時，也對周圍地質環境造成了重要的影響和導致不少礦產資源頻臨枯竭的狀態，為保證礦產資源的合理開采和利用，就必須借助于遙感測繪技術、GPS定位技術、激光探測技術現代的測繪技術和傳統測量法、GPS測量法、大地測量法、地面監測法和遙感監測法等手段對礦山開采過程進行合理監測，重點監測地裂縫、滑坡、塌陷區空區以及礦山周圍的水土流失等，才能保證礦山開采的效率和安全性不斷提高，促進礦山資源實現可持續發展。

[1]徐曉萍.測繪技術在礦山開采監測的應用研究[J].世界有色金屬,2017,(20)：50-51.

[2]李浩.基于三維GIS的濟南市礦山地質環境航測調查管理系統設計與實現[J].山東國土資源,2017,33(12)：60-64.

[3]唐凱.基于單機站CORS的礦區開采沉陷監測研究[J].測繪與空間地理信息,2017,40(11)：162-164.

[4]劉曉艷.測繪技術在礦山地質環境遙感動態監測中的應用[J].中國資源綜合利用,2017,35(10)：90-92.

[5]劉明書.礦山開采監測中的測繪技術與方法研究[J].能源與環境,2017,(04).

[6]丁志憲.礦山開采監測中測繪技術的應用方法分析[J].中國新技術新產品,2017,(02).

[7]梁振興.礦山開采監測中的測繪技術與方法研究[J].科技風,2012,(22)