露天礦山爆破工程中數字化測繪的應用探討

李延民

（內蒙古平西白音華煤業有限公司，內蒙古 錫林郭勒 026000）

數字化測繪，主要是利用計算機和測量儀器之間的相互連接，利用硬件設備、軟件設備、各類輸入和輸出設備，對測繪系統進行管理，完成數據輸入、制圖、輸出等。利用GPS測繪工藝，促使數字化測繪發展迅速。對比于傳統測繪方式，使用數字化測繪具有自動化、精準度高等特點，可將其應用在露天礦山的爆破項目當中，獲得精準的斷面測繪圖，對爆破工藝合理設計、提高爆破流程安全性具有重要作用。

1 礦山爆破中數字化測繪流程

1.1 提供資料

測繪的主要目的是為爆破設計方及公司提供對應圖紙資料，并完成爆破礦區斷面圖、平面圖的繪制工作，確保圖上存在臺階底線、頂線等，還需要具備典型高程點，確保提供資料具有代表性。

1.2 測量炮孔

在測量炮孔的位置時，需要先對設計圖具體設計孔位加以確定，之后把礦山原有炮孔體現在圖紙當中。

1.3 測量爆區

炮孔的穿設結束之后，應該對爆破區域全面測量，保證爆破設計能夠得到有力的數據支持。具體測量內容有爆破區的平面、炮孔深度、高程差、橫斷面等內容。與此同時，在爆破區域當中，平面測量還可以展開精細劃分，如爆破坡頂線、底線、炮孔位置及間距。對于爆破的高程差展開測量，需要獲得爆破臺階位置特殊點，以此為基礎，對爆破區域平均高度值展開測量。待炮孔創設結束之后，測量炮孔實際深度，并進行驗收。需要注意的是，如果炮孔當中有積水，還需對積水深度進行測量，結合結果制定抽水方案[1]。

1.4 驗收測量

在評價爆破質量階段，可在爆破完成之后，對爆破區域展開質量驗收。結合國家爆破技術運用標準，測繪出爆堆碎部點，將爆堆坡面實際形狀真實反映出來，對相關數據進行分析和處理，建立爆堆DTM，進而完成斷面圖制作，獲得爆堆體積，結合巖根或者巖墻的外露面積，對大塊巖石含有率進行統計，按照統計結果，對爆破項目質量進行評估。

2 在露天礦山爆破工程中數字化測繪的實踐應用

2.1 項目概況

某露天礦山，在其臺階爆破項目當中，利用數字化測繪，對礦山爆破區域進行測繪，并完成質量評估，對數字測繪在該工程當中的實踐運用進行分析。該礦山第1 402～1 414 的臺階中部位置，存在采空區。因此，爆破過程需要對采空區進行科學處理，以達到良好效果。主要任務為保證爆破評估科學合理，高效完成采空區的處理任務。結合采空區相關資料，測繪人員可知曉采空區域大致情況。采空區整體高8.5 m，體積為35 504 m3，面積為4 170 m2，頂板和底板標高分別為1 393.5 m 和1 385 m。

2.2 測繪平面圖

測繪人員使用GPS RTK 完成爆破區相關數據的采集，采集數據展開系列處理，向計算機輸入，結合采空區相關信息，可繪制出爆破區域的平面圖，為爆破過程穿孔設計提供基礎數據和資料支持。完成上述工作后，放樣設計孔位到實地，等到穿孔設計結束之后，對采孔口位置坐標進行采集，明確鉆孔深度，保證獲取精準的爆破參數。

2.3 評估效果

對場地情況加以復核，保證穿孔的針對性，科學處理爆破區域。通過監測，對地壓活動的穩定性進行確認，結合測量技術使用規范，完成爆堆數據的全面采集，之后利用外業采集，收集爆堆碎部點，進行成圖繪制。通過離散型爆堆碎部點空間坐標，利用Taiesson 多邊形計算方法，配合高程差值法，對結構爆堆點構造出不規則的三角形網格，同時剔除違規三角形，進而完成爆堆數字模型DTM 的建立。最后利用DTM，能夠獲取爆堆立體視圖，按照立體圖形，完成剖面圖的繪制，同時，完成土石方量和等高線相關計算。上述繪圖操作結束之后，可基于采空區剖面圖，完成評估處理工作。

利用爆破前各項數據及爆堆剖面線展開數字模型對比，可發現在1 414 臺階位置爆區中部存在10 m 左右高度的塌落區，并且塌落區的兩側高度在5 m 左右。如果只將深孔爆破之后露天臺階的中排孔拉槽處特點考慮其中，難以判斷出空區是否已達到處理的預期成效。因此，需利用臺階爆破數量以及爆方體積二者對比，分析空區處理效果，精準評估。

未引入數字化測繪系統之前，此項工作常使用圖解法對土石方量進行計算。需要配合水平斷面、垂直斷面等，融合圖解法，才能完成計算，并且后期驗收時，比價環節較為煩瑣，難以對誤差進行合理控制，使評估工作效率較低，難以適應當前露天礦山的爆破項目實際需求。而利用數字化測繪，可通過DTM 進行土石方量計算。

如對該項目中1 402 參考平面進行土石方量計算，使用計算機獲取1 402～1 414 爆巖總量計算結果，使用DTM 計算方法，獲得爆巖162 903.98 m3，實方體積為162 903.98 m3；對于爆堆體積的計算，仍然利用DTM 計算法，獲得爆堆體積為172 365.84m3，松散系數為1.3，石方量為133 357.33 m3，可計算出塌落方量為29 546.65 m3。此外，考慮巖石破碎之后，體積可出現膨脹或松散，因此，在填方量的確認方面，使用29 546.6×1.3=38 410.645 m3。通過上述流程，對于爆破區域土石方量進行量化分析，發揮DTM 計算方法優勢，可高效處理1 385 采空區，并達到預期處理效果[2]。

3 在露天礦山爆破工程中數字化測繪應用中存在的問題和解決對策

3.1 存在的問題

爆破作業屬于露天礦山重要生產流程之一，可應用在邊坡維護、巖石爆破、剝采作業和礦石運輸等領域。爆破過程需要經歷五道工序：打眼→裝藥→堵塞→連線→起爆。由于露天礦山當中，爆破作業的強度較高，因此安全問題較為突出。爆破工程與作業人員安全以及企業安全有直接關聯，需要合理使用、科學貯藏爆炸物，運用各種安全技術，才能提高作業安全性。同時，爆破作業還會受到機械設備、資源投入、技術運用和人員管理等因素影響。傳統上爆破工作安全管理和預警措施較為落后，爆破作業環境安全性較差，極易發生爆炸風險，為爆破項目帶來巨大安全隱患。長期下去，不利于爆破工程發展，因此，需要發揮數字化測繪應用價值，對爆破工作流程合理設計，加強各方面的安全管理，提高作業過程的安全性。

3.2 解決對策

3.2.1 合理選擇爆破位置

部分露天礦山在爆破選址方面，常選擇礦區附近采石場或者村莊，未能控制爆破產生飛石的安全距離，因此，極易導致飛石事故，對于爆破區域人員生命安全造成威脅。因此，爆破選址應該科學合理，結合爆破力度，計算出飛石和爆破區域的安全距離，保證安全距離設定科學合理，防止爆破產生飛石，保證爆破作業過程中作業人員和周圍人員的安全。

3.2.2 科學設計爆破流程

部分露天礦區在爆破工程開展過程中，由于作業人員安全意識薄弱，或者采石場想要節約成本，未能認識到爆破設計的重要性，在爆破作業期間憑借以往經驗，可能選擇相關參數時，科學性不足，在評價過程，設置低抗線值較高，最終導致爆破工作完成質量不理想，容易導致滾石危險。因此，需要提高作業人員和礦山管理者的安全意識，在爆破設計環節，充分發揮數字化測繪的技術優勢，采集礦區相關數據，以此為依據，完成爆破流程設計，選擇科學精準的爆破參數，提高抵抗線值評估的合理性，保證爆破設計科學合理，防止爆破過程出現滾石安全風險，提高爆破項目質量[3]。

3.2.3 制定完善的器材管理制度

開展露天礦山的爆破項目時，由于爆破器材管理不規范的問題，也會導致爆破安全風險。對于器材管理缺乏完善的制度，比如部分采石場對于雷管、炸藥等危險物品，沒有設立單獨倉庫進行保管，可能導致礦區人員面臨較大安全風險。對此，需要結合爆破器材性質和存放地點需求，合理分類、分別管理，完善管理制度，保證對爆破器材科學管理，消除此類因素導致的安全問題。

3.2.4 提高人員技術水平

在露天礦區，參與爆破項目的部分人員技術水平有限，同時部分工作人員文化水平較低，在參與爆破項目前未經過安全培訓。爆破人員的技術水平方面也有待提升，導致爆破工藝運用合理性不足，甚至部分采石場中技術人員還存在無證上崗現象。針對上述問題，需要加強相關人員的培訓力度。針對爆破技術人員，需要重點培訓其數字化測繪的應用流程，結合爆破區域的實際情況，對現場爆破設計、技術運用加以優化，提高技術人員的測繪水平和爆破技術水平，使他們通過相關考核，持證上崗。針對爆破區域普通工作人員，需要重點培訓及爆破技術運用過程的安全事項，提高其安全意識，在爆破工作過程，利用安全技術，提高作業安全。

4 結束語

在露天礦山的爆破項目當中，充分利用數字化測繪，能夠準確分析爆破區域具體情況，提高工程各項技術運用的科學性，為爆破工作順利開展提供有力保障。因此，可結合露天礦山實際情況，合理應用數字化測繪，同時還需將爆破過程的安全問題考慮其中，明確主要安全問題，制訂解決之策，依托數字化測繪，使爆破工作更加高效和安全。