煤炭礦區地質測繪及測繪新技術的應用分析

許 風 亮

(山西省煤炭地質物探測繪院,山西 晉中 030600)

0 引言

隨著我國社會的快速發展，對煤炭資源的需求也越來越大，在這種背景下，加大煤炭資源的開發也越來越迫切。在煤炭開發過程中，由于開采環境比較惡劣，很容易發生安全事故，對此，做好煤炭礦區地質測繪工作至關重要。在煤炭資源開采過程中，由于煤炭資源埋藏較深，地質條件較差，使得開采過程中面臨著較大的安全事故，如瓦斯爆炸、粉塵事故等。而通過先進的地質測繪技術，可以對煤炭礦區的地質環境進行全面的勘測，進而為煤炭資源的開采提供科學的參考，降低煤炭開采過程中安全事故的發生，提高煤炭開采效益。

1 煤炭礦區地質測繪的重要性分析

煤炭作為我國經濟發展的能源支柱，在國民經濟發展中發揮著重要的作用。現行社會形勢下，對煤炭資源的需求越來越大，在這種情況下，煤炭的開采逐漸向深度開采發展。在煤炭資源的開采過程中，對礦區進行有效的測繪是煤炭開采中的關鍵，因為我國煤炭資源大多蘊藏在地底下，由于地形地貌多樣、復雜，使得煤炭開采過程中存在較大的安全威脅，而通過科學的地質測繪，可以有效地避免安全事故的發生，為煤炭開采提供安全保障。

1.1 煤炭礦區地質測繪是煤礦安全生產的基礎

由于我國大多數煤炭資源蘊藏在地底下，地質結構十分復雜，使得煤炭開采過程中存在許多不確定性因素，容易引發安全事故，而要想了解煤炭礦區的地質結構，認清煤炭礦區的地質條件，有賴于地質測繪工作。所謂地質測繪就是進行地質調查和礦產勘查，并將調查和勘查的結果制作成圖紙。通過地質測繪，可以將煤炭礦區的地質條件清晰、全面地呈現出來，方便煤礦企業結合實際情況制定科學的開采策略，進而降低煤炭開采過程中的安全事故。

1.2 地質測繪為煤炭安全生產提供了有力的技術支持

由于煤炭資源賦存條件不同，煤層的埋藏深度、巖性、厚度和地質構造也會不同，會給煤炭開采造成較大影響。

1)根據《煤礦測量規程》以及《煤礦地質規程》相關要求[1]，煤炭礦區設計所需要的地質說明書應提前兩年通知地質部門，然后由地質部門做相關考察和分析，并根據分析結果，對原有的材料進行補充、修改和說明，進而為設計部門提供可靠的地質預測預報資料。

2)地質測繪部門要對設計、施工等部門提供的相關資料進行全面的核實，確保相關資料準確、真實，對于與實際情況有出入的要進行調查，并作出重新解釋，以便煤炭生產能夠正常進行。

3)施工階段。在回采工作面之前，根據已有的測繪資料進行綜合分析，提出回采工作面聯系推進的斷層及褶皺形態等。在回采過程中，根據工作面的地質變化規律，分析工作面有無影響回采的各種地質隱患，如果有，應提出相應的補救措施。同時針對隱患，應采用物探、鉆探等方法查明這些隱患的具體位置，了解其特征[2]。另外，在回采過程中，要根據地質資料預測工作面及掘進巷道內巖層、煤層厚度以及地質結構的變化，進而為相關安全防護提供參考。

4)在對煤炭開采區域做出科學預測的同時，要建立巖移觀測站，對每一個變化量進行分析，研究地表下沉情況，并根據觀測站監測到的數據提出相應的治理辦法。

2 煤炭礦區地質測繪中測繪新技術的應用

煤炭礦區的地質測繪是一項專業且系統的工作，要想提高地質測繪結果的科學性，有賴于先進的測繪技術。現階段，我國煤礦開采開始向深度開采發展，開采環境更加惡劣和復雜，原有的地質測繪技術在精度方面已經不適用，迫切需要研發新的測繪技術。當下，GPS測繪技術、GIS測繪技術、全站儀測繪技術、RTK技術等在煤炭礦區地質測繪中得到了較好的應用，為煤炭礦區的安全生產提供了技術保障。

2.1 GPS測繪技術的應用

GPS即全球定位系統，主要用于布置煤礦區域的測量控制系統。GPS系統的基本原理就是測量出已知位置的衛星到用戶接收機之間的距離，然后綜合多顆衛星的數據，確定接收機的具體位置。借助GPS測繪技術，不僅可以探測到煤礦區域內的地質地貌，同時還能對礦區內的礦道、煤礦周邊環境進行監測，進而為煤礦的安全開展提供保障。在地質測繪中，工作人員可以在煤炭礦區布置GPS技術，嚴密監測煤礦沉陷區，觀察沒有帳篷煤礦區域的地貌穩定性和牢固性[3]。同時，借助GPS技術，可以幫助煤礦開采人員采取正確的開采方式，保證開采安全。

2.2 GIS測繪技術的應用

GIS即地理信息系統，該技術可以采集和描述煤礦及周邊的地理信息數據，進而為煤礦開采提供科學的參考。由于煤炭資源所處的地理環境比較復雜，在礦區地形圖的繪制中，測繪工作人員可以借助GIS技術將礦區的整體地形地貌呈現出來。同時，該技術可以對所獲得的數據進行科學分析，將煤炭礦區的地形地貌精準地描述出來。在地質測繪中，借助GIS技術，可以完成煤礦測量數據的管理，大大地提高了數據處理效率[4]。另外，借助GIS技術，可以對煤礦作業環境進行動態監控，全方位地觀察礦井內部結構，進而為煤礦的安全生產提供保障。

2.3 全站儀測繪技術的應用

全站儀是集光、機、電為一體的高技術測量儀器，在煤炭礦區的地質測繪中發揮著重大作用。借助全站儀，可以測量水平角、垂直角、高差、三維坐標等。在全站儀測繪中，工作人員應先固定全站儀，將全站儀儀器放于架頭上，并做好對中工作，然后瞄準測量無進行讀數，最后工作人員將全站儀測到的數據記錄下來，并錄入到計算機系統，將相關數據進行處理，并進行圖形繪制。全站儀在煤炭地質測繪中有著明顯的優勢，它集精確化、智能化和數字化于一體，能夠對礦區地質結構和地形地貌進行有效的監測[5]。同時，結合計算機數據處理技術，可建成煤炭礦區的三維數據采集、處理、傳輸等數據處理系統，進而為煤炭安全開采提供精準化的數據參考。

2.4 RTK技術的應用

RTK是一種新的衛星定位測量方式，它采用了載波相位動態實時差分方法，它的出現為煤礦地質測繪提供了技術支持，大大的提高了作業效率。以往的靜態、快速靜態、動態測量都需要事后進行計算才能獲得厘米級的精度，而RTK能夠在野外實時得到厘米級的精度。在煤炭礦區的地質測繪中，工作人員只需背著儀器在要測的地埋碎部點呆上幾秒鐘，并同時輸入特征編碼，就可以指導點位精度[6]。值得注意的是，在測量工作開始前，工作人員應先對各種儀器進行掃描，如果發現RTK信號不強時，則需要放置一臺室內接收器，以此來促進測繪工作的順利進行。

3 結語

煤炭礦區地質測繪是一項長遠的工作，做好煤炭礦區地質測繪工作，可以為煤炭安全開采提供科學參考，為作業人員的人身安全提供保障，為煤炭企業帶來更好的經濟效益。在煤炭礦區地質測繪中，應用新的測繪技術，不僅可以提高收集、處理和應用數據信息的效率，同時也減少了地質測繪工作中資源消耗，節省煤炭開采成本。伴隨著社會的進步與發展，深入煤炭地質測繪技術的研究，提高地質測繪技術的先進性，有利于煤炭資源的科學開采，進而推動我國社會經濟的更好發展。