數字化測量技術在礦區地質測量中的應用與發展

魏 勇

（山西宏廈第一建設有限責任公司， 山西 陽泉 045000）

引言

在科學技術高速發展的背景下，數字化礦山信息成為當下主要發展趨勢，為給機械化生產提供基礎條件，借助各種先進的信息技術設備，為礦山地質測量提供硬件、技術支撐，提高測量結果的準確性，打破傳統測量設備、條件的限制，實現高效的數字化測量，并為機械化開采奠定務實的基礎。

1 礦山數字化測量技術概述

1.1 礦區地質測量數字化的概念

在礦山勘探、生產和運營過程中，借助現代通訊設備或者計算機技術，建立完善的計算系統和數據采集，這就是礦山地質測量數字化。對于礦山生產運營而言，數字化測量既方便了礦山的管理，又大大提高了工作效率，實現了真正意義上的礦區生產經營活動數字化[1]。

1.2 數字化測量技術的優勢

數字化測量技術憑借著先進的通訊設備和計算機技術，在礦山測量中能夠實現高效的動態監測，具體表現在四個方面上：第一，以測量效率為準則，數字化測量效率遠遠高于傳統測量效率；第二，借助計算機技術制作三維可視圖形，該技術的使用可大幅度降低測量的勞動強度，還能更加直觀地反饋出礦山生產相關的基本要素信息以及礦山地質特點；第三，該技術基于物聯網技術之上，可實現對礦山生產活動進行全方位、實時動態監測，確保礦山生產的安全性；第四，利用計算機網絡通訊協議，實現全方位、無障礙通信，消除了地質結構差異帶來的影響，并適應各種更加復雜的礦山地質生產活動[2]。

1.3 在礦山測量中的應用意義

數字化測量技術在礦業工程中應用，具有非常重要的作用和價值，在礦山資源勘探中通過使用數字化測量技術，能夠將礦山地質信息以數字化形式呈現，特別是礦山資源開采和礦山地面井下作業過程中所產生的信息，使用三維可視化技術將各種動靜態信息全部展現出來。在整個過程中，需要使用各類先進技術，比如導航技術、空間技術、自動定位和計算機網絡，全面考慮各類因素，包括安全、資源、管理、經營、生產和礦山，這樣才能有效提高礦山企業的經濟效益，提高礦山企業的競爭力[3]。在礦山地質測量中運用數字化測量技術，既能改變礦山生產方式，還能為礦山行業提供發展動力，提高礦山作業水平和管理能力。

2 數字化測量技術在礦區地質測量中的應用

2.1 應用原則

2.2 在地質建模中的應用

由于數字化測量技術是基于物聯網技術之上，所以在礦山地質建模中，通過使用信息傳感設備，遵守網絡通信協議，實現聯網物品與虛擬網絡有效連接在一起，借助物聯網技術實現信息的通信和采集交換，為GIS提供信息依據。建立礦山結構監測系統主要是為了實現生產自動化，確保礦山生產環境的安全性，預防礦山災害的發生，保護各種設備的安全[4]。在礦區地質建模中運用數字化測量技術，可直觀、快速了解礦井內的實際生產情況，所以，必須要保障物聯網設備的安全性，對各個線路進行全面的檢測，防止線路損壞、物聯網設備失效。另外，物聯網技術還能實時更新三維GIS和礦圖，與實際情況保持一致，從而大大提高礦井作業效率。

2.3 在礦山結構監測中的應用

在礦山地質測量中應用數字化測量技術建立并完善GIS系統，能夠呈現出礦山地質工程的三維動態效果圖，全面掌握礦山地質結構等基本信息。GIS系統的建立與完善對礦山數字信息建模具有非常重要的作用，所以，在應用過程中，首先建立完善礦床模型，借助一些原始數據，包括物化探、地鉆和地質勘探所得到的數據，將這些數據輸入系統內，實現礦山地質測量數據數字化，為建模提供原始、真實的資料。然后使用井下采礦系統和礦山地表平面圖、剖面圖和原始數據建立對應的礦山測量數據庫，最后使用礦業軟件構造礦床模型，分別進行建模，建模依據根據礦產儲量品味。最后分析、總結各個礦體，從而為找礦預測和采礦規劃提供務實的基礎，并進行深入的礦區地質工作。

2.4 在測量定位中的應用

在礦區地質測量中使用數字化測量技術，可有效檢測礦山地形地貌，并提供準確的測量數據。地質測量結束后，將各種有效的數據輸入系統形成數據化信息，繪制三維地形可視化立體圖形，從而準確定位礦山的具體地位[5]。在開采區和剝離區應用，可以精準劃分施工區和開采區的邊界，另外，還能及時擺脫距離因素和氣候對礦區地質測量的影響因素，并實現精準的定位，從而保障礦山地質測量工作有序進行。

2.5 在機械化開采中的應用

礦區機械化開采逐漸成為煤礦主要發展趨勢，機械化開采需要科學、準確的測量，確保機械化開采順利進行。數字化測量技術在機械化開采中應用，可提升機械化開采效率，促使礦區開采更加規范化、合理化，提高煤礦企業的經濟效益，逐漸機械化開采也離不開數字化測量技術。

3 數字化技術在礦區地質測量中的展望

要想實現全面的數字化，在礦區地質測量中應用數字化測量技術，就必須引用各種有效、先進的關鍵技術并進行研發，重點研究領域是系統的開發和管理層的應用。

3.1 礦山數據采集與挖掘技術

地質本身具有動態性、不確定性、海量性和復雜性等特點，所以在礦山地質測量中，礦區地質數據同樣具有這些特點，要想確保測量結果的準確性，就必須使用更為先進的儲存技術和數據挖掘技術，提高數據信息的利用價值，發現礦區數據中隱藏的規律，實現最大化開采[6]。

3.2 礦山模型可視化技術

礦區地質測量工作主要是為后期的開采、管理提供最有價值的參考數據，提高決策者決策的科學性，所以在礦區地質測量中使用礦山模型可視化技術十分重要。礦山模型可視化技術是通過使用測量技術、物探技術和鉆孔技術模擬三維地質，產生實時、有效的真實數據，實現真實的可視化采礦活動，確保后期礦山采礦活動順利進行。

3.3 快速定位與無線傳輸技術

礦山開采主要是在地下區域工作，在測量過程中經常出現無信號問題，該問題一直是傳統礦井測量的一個難題，所以為了有效實現礦區地下定位，必須要開發出自動導航技術和新型快速定位技術，比如影像匹配技術[7]。除此之外，還能研發無線傳輸技術，因為在礦區地下通信困難，通過研發快速、準確、清晰的通信技術，克服礦井低下通信困難的問題，滿足礦井地下作業的需求。

3.4 采礦機器人技術

要想實現礦區生產自動化，就必須要打破傳統開采觀念，從觀念上改變，結合目前礦區開采基本情況和當下先進的技術與設備，設計一個具有時代意義的智能采礦機器人，并將數字化測量技術運用到采礦機器人中，發揮數字化和機器人的優勢，實現全周期、全過程數字化管理整個礦區，并真正意義上實現生產自動化、機械化和數字化，推動礦區生產規模擴大，提高采礦效率。

4 結語

在礦區地質測量中應用數字化測量技術具有非常重要的意義和價值，故當下應使用數字化測繪技術，借助各種先進的生產技術和信息技術，滿足礦區工程測量各項需求，提高礦區地質測量結果的精準度。另外，在礦區地質測量中運用數字化技術已經成為當下發展趨勢，特別是在機械化煤礦開采中，需要加大研究力度，特別是開發更為先進的數字化測量技術，解決礦山實際地質測量過程中所遇到的各種問題，改變當下工作意識和模式，提升工作人員專業技能，以期在未來數字化測量技術能夠進一步推動礦業工程向可持續方向發展。