測繪工程在礦山地質(zhì)勘測中的應(yīng)用研究

王樹明

（河北鋼鐵集團(tuán)司家營研山鐵礦有限公司，河北 唐山 063000）

礦山地質(zhì)工程研究人類活動對自然的影響以及自然對人類活動的作用。研究它們之間的相互依存關(guān)系對礦產(chǎn)資源的開采具有特殊的意義。礦山地質(zhì)填圖技術(shù)是一切研究的基石，為礦山地質(zhì)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技水平不斷提高和提高。現(xiàn)代礦山地質(zhì)填圖技術(shù)消除了傳統(tǒng)技術(shù)的弊端，效率更高，獲得的數(shù)據(jù)質(zhì)量也得到了很大的提高。

1 測繪工程在礦產(chǎn)資源開發(fā)中的作用

能源開采審批單位對礦山企業(yè)進(jìn)行審查時(shí)，必須全面了解指定區(qū)域的地質(zhì)條件，了解詳細(xì)情況后分析詳細(xì)情況，最后提出相應(yīng)的使用方案。這項(xiàng)工作要求勘查方法的準(zhǔn)確性和有效性，勘查方法的有效性對礦產(chǎn)資源的科學(xué)開發(fā)和管理起著至關(guān)重要的作用。目前，我國的地質(zhì)調(diào)查工作還不完善。高頻率的測繪技術(shù)表現(xiàn)出科學(xué)、準(zhǔn)確、高效、快速兩大優(yōu)良效果。計(jì)算出的成圖數(shù)據(jù)可以與實(shí)際面積進(jìn)行對比，可以提供井下能源儲量的綜合信息。

為了對礦產(chǎn)資源的開采情況有一個(gè)清晰的認(rèn)識，可以利用GPS定位技術(shù)或遙感技術(shù)，使有關(guān)部門充分掌握地質(zhì)資源的數(shù)據(jù)信息，對礦產(chǎn)資源進(jìn)行更加科學(xué)的開發(fā)和規(guī)劃。國家在這方面的投入也在逐步加大，檢測技術(shù)和數(shù)據(jù)管理更新的速度也在進(jìn)一步加快。

2 礦山地質(zhì)勘查工程中存在的問題分析

2.1 勘察方法不合理

在礦山地質(zhì)查詢進(jìn)程中，根據(jù)原則，應(yīng)根據(jù)礦山地質(zhì)的構(gòu)造特征，采取相應(yīng)的查詢方法。根據(jù)礦山的各種地質(zhì)構(gòu)造，選擇合適的測量方法進(jìn)行測量。

但由于技術(shù)人員對該礦地質(zhì)特征一無所知，在勘察進(jìn)程中，地質(zhì)勘察往往是根據(jù)以往經(jīng)歷隨意進(jìn)行的。在測繪進(jìn)程中，實(shí)踐距離與制造距離的比例有些誤差，地質(zhì)測繪效果不準(zhǔn)確，測繪進(jìn)程困難，由于無法準(zhǔn)確表達(dá)礦井的地質(zhì)特征，很簡單構(gòu)成后期發(fā)掘工程的安全問題。

2.2 安全意識單薄

技術(shù)人員經(jīng)過樹立礦區(qū)地上控制網(wǎng)，對礦區(qū)地形進(jìn)行測繪。但由于對測繪工程的安全性認(rèn)識單薄，技術(shù)人員以為測繪只是坐而論道，沒有實(shí)踐效果，導(dǎo)致測繪工程質(zhì)量不高，對后期發(fā)掘發(fā)生必定影響。正是由于技術(shù)人員安全意識冷漠，直接忽視了勘察項(xiàng)目的前期準(zhǔn)備作業(yè)，忽視了對礦層和地表移動沉陷的觀測和制造，也忽視了礦山地質(zhì)周邊環(huán)境的凌亂性和多樣性，注重地質(zhì)條件的設(shè)置勘察工程的通風(fēng)體系，導(dǎo)致勘察工程的嚴(yán)峻失誤，甚至由于技術(shù)人員安全意識冷漠，構(gòu)成人員傷亡和重大損失。

2.3 測繪東西選擇不恰當(dāng)

測繪東西的選擇應(yīng)根據(jù)礦山特征合理，礦床方位的改動應(yīng)隨時(shí)改動。但由于技術(shù)人員思維慣性，習(xí)慣于按照以往的測繪經(jīng)歷進(jìn)行直接測繪，導(dǎo)致測繪東西選擇過失，畢竟導(dǎo)致測繪效果不準(zhǔn)確。例如，礦山地質(zhì)由幾個(gè)小礦山組成。根據(jù)經(jīng)歷，技術(shù)人員很簡單選擇直接測繪法。事實(shí)上，礦井連接點(diǎn)的方位發(fā)生了一些結(jié)構(gòu)性改動。技術(shù)人員忽視結(jié)構(gòu)改動，直接選用慣例的測繪東西進(jìn)行測繪，導(dǎo)致測繪東西選用不當(dāng)，測繪方式不準(zhǔn)確，更為嚴(yán)峻，甚至影響到整個(gè)礦山地質(zhì)勘查工程的安全。

3 現(xiàn)在礦山常用的地質(zhì)填圖技術(shù)

3.1 地輿信息技術(shù)

在現(xiàn)代測繪中，落后的測繪方法已逐漸改動。在傳統(tǒng)的測繪作業(yè)中，工程師需求在野外惡劣的環(huán)境中進(jìn)行測繪。后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和收拾進(jìn)程也比較長，作業(yè)量也比較大。由于方法和設(shè)備的落后，畢竟的測量成果往往存在過失，根據(jù)這些數(shù)據(jù)制造的圖紙存在較大缺點(diǎn)。隨著現(xiàn)代科技的展開，地輿信息技術(shù)可以使用到測繪中，包括遙感測繪技術(shù)。其測繪效率高、精度高，在實(shí)踐使用中大大降低了作業(yè)強(qiáng)度，提高了測繪質(zhì)量。

3.2 數(shù)字成像技術(shù)

與傳統(tǒng)測繪比較，當(dāng)前的測繪作業(yè)效率更高，精度也有了很大的前進(jìn)。其中，數(shù)字成像技術(shù)的展開和使用為測繪供給了極大的優(yōu)勢。礦山地質(zhì)填圖往往面臨著凌亂的條件。使用數(shù)字成像技術(shù)可以收集施工現(xiàn)場的各種信息，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行收拾，為后續(xù)的繪圖作業(yè)供給必要的根據(jù)。

3.3 攝影測量技術(shù)

在現(xiàn)代測繪技術(shù)中，攝影測量也是一種常用的方法。與其他技術(shù)相比，該技術(shù)原理更簡單，可以在人們工作困難的地區(qū)進(jìn)行信息采集。操作員只需操作攝影。然后，對圖像進(jìn)行分析，得到相關(guān)的映射結(jié)果，并在圖紙中進(jìn)一步補(bǔ)充。在實(shí)際測繪中，不會單獨(dú)應(yīng)用，而是通過與數(shù)字技術(shù)的配合，將其應(yīng)用于礦山測繪中，有效地保證了測繪質(zhì)量，提高了測繪水平。

4 現(xiàn)代測繪技術(shù)在礦山地質(zhì)測繪中的應(yīng)用

4.1 GPS在地質(zhì)填圖中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的礦山地質(zhì)填圖技術(shù)逐漸被淘汰，取而代之的是定位系統(tǒng)，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：定位系統(tǒng)具有操作簡單的特點(diǎn)。利用無線電波和衛(wèi)星技術(shù)，智能獲取礦井所在地面的坐標(biāo)信息；定位系統(tǒng)精度高。定位系統(tǒng)測繪技術(shù)主要是通過衛(wèi)星定位進(jìn)行地面測繪，并將測繪位置按經(jīng)緯度進(jìn)行劃分，使劃分更加細(xì)致，對礦區(qū)內(nèi)各種地形進(jìn)行更加準(zhǔn)確的定位。在使用定位系統(tǒng)的過程中，應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：科學(xué)合理地建立控制網(wǎng)。根據(jù)礦山測繪區(qū)的實(shí)際地質(zhì)條件，科學(xué)合理地劃分測繪范圍，規(guī)劃測繪規(guī)模，選擇合適的控制網(wǎng)布設(shè)方式，提高數(shù)據(jù)采集的精度，在一定程度上提高了數(shù)據(jù)采集的速度；選擇適當(dāng)?shù)挠成湮恢谩Ｔ跍y繪過程中，電磁場會影響定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)的精度。

4.2 低空無人機(jī)技術(shù)

低空無人機(jī)測繪技術(shù)具有速度快、效率高、成本低等特點(diǎn)。利用低空無人機(jī)測繪技術(shù)，可以熟練地完成野外測繪工作。它是目前應(yīng)用較多的一種測繪技術(shù)，在地質(zhì)測繪中得到了廣泛的應(yīng)用。利用低空無人機(jī)技術(shù)進(jìn)行測繪時(shí)，需要事先設(shè)置適當(dāng)?shù)谋壤撸?guī)劃無人機(jī)的飛行路線。一般來說，用于低空無人機(jī)測繪技術(shù)的測繪相機(jī)是無量測數(shù)碼相機(jī)。與其他航拍無人機(jī)相機(jī)相比，鏡頭容易出現(xiàn)異常情況。因此，低空無人機(jī)測圖技術(shù)所采用的照片會發(fā)生變形，圖片兩邊有大小中間，變形的像素約為20~40個(gè)像素，各種光線的影響會受到影響，光線無法精確相交。在測繪過程中，地理環(huán)境相對復(fù)雜。地質(zhì)填圖主要決定低層地質(zhì)條件。因此，利用低空無人值守技術(shù)進(jìn)行遙感調(diào)查，尤其是地下礦產(chǎn)資源調(diào)查，必須提前進(jìn)行。通過地質(zhì)變化勘探，為地質(zhì)填圖奠定了基礎(chǔ)。在地質(zhì)調(diào)查過程中，要充分利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，使調(diào)查更加準(zhǔn)確。與其他地質(zhì)填圖技術(shù)相比，低空無人機(jī)遙感技術(shù)具有更高的分辨率。與傳統(tǒng)的礦山測繪系統(tǒng)相比，低空無人機(jī)遙感成圖技術(shù)具有更加全面和多樣化的特點(diǎn)。為了提高礦山工程測繪工作的安全性，提高開采效率和質(zhì)量，通過無人機(jī)遙感技術(shù)的高分辨率、高精度的數(shù)據(jù)采集，對礦山內(nèi)部信息進(jìn)行采集，并對獲得的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對礦井進(jìn)行分析，保證整個(gè)地質(zhì)填圖的質(zhì)量，這是低空無人機(jī)遙感技術(shù)的最大優(yōu)勢。

4.3 三維掃描技術(shù)

三維掃描技術(shù)是指利用電能對地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的測繪、判斷和分析，并將數(shù)據(jù)信息按一定標(biāo)準(zhǔn)輸入計(jì)算機(jī)。并將計(jì)算數(shù)據(jù)與采集數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向?qū)Ρ龋噪娮有问匠尸F(xiàn)各種地質(zhì)信息。例如，在斷層帶和地質(zhì)斷裂帶進(jìn)行地質(zhì)填圖時(shí)，可以充分發(fā)揮三維掃描的價(jià)值和作用。通過對斷裂帶和地質(zhì)斷裂帶的深入掃描，可以對未來的地質(zhì)信息做出判斷，對斷裂帶的后續(xù)走向做出準(zhǔn)確預(yù)測。

三維掃描技術(shù)主要應(yīng)用于自然災(zāi)害頻繁發(fā)生的地區(qū)。利用三維掃描技術(shù)，可以準(zhǔn)確了解地形，掌握重要數(shù)據(jù)，有效地進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)預(yù)測。地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后，應(yīng)避免發(fā)生次生事故，第一時(shí)間減少地質(zhì)災(zāi)害造成的損失和負(fù)面影響。

4.4 搖感技術(shù)的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的普及，遙感技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各種地質(zhì)填圖工作中，充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，獲取更加豐富、準(zhǔn)確的地質(zhì)信息。主要是通過遙感解譯，分析地質(zhì)環(huán)境，獲取詳實(shí)準(zhǔn)確的資料，為礦山地質(zhì)填圖做出重要貢獻(xiàn)。遙感技術(shù)在地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查和地?zé)峥碧街锌梢猿浞职l(fā)揮自身的優(yōu)勢。在實(shí)際應(yīng)用過程中，應(yīng)采取科學(xué)合理的應(yīng)用措施，判斷地質(zhì)走向和地質(zhì)構(gòu)造分布。對于地質(zhì)條件復(fù)雜或測繪范圍較大的礦區(qū)，如果采用傳統(tǒng)的測繪方法，很難在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查和地形圖測繪，很可能測繪質(zhì)量低下。通過測繪信息技術(shù)和衛(wèi)星遙感技術(shù)，將不受地形、環(huán)境、氣候的限制，縮短工期，減輕工作人員的作業(yè)壓力，為工程地質(zhì)分析、地質(zhì)填圖、地質(zhì)調(diào)查提供準(zhǔn)確的測繪資料時(shí)間。如河北省某礦區(qū)在進(jìn)行礦山地質(zhì)調(diào)查過程中，前期采用傳統(tǒng)的測繪方法，不僅投入了大量的測繪儀器，而且測繪成本高、時(shí)間長。在后期地質(zhì)填圖過程中，選擇了遙感影像數(shù)據(jù)解譯技術(shù)，大大縮短了填圖周期，降低了測繪成本，提高了地質(zhì)調(diào)查精度，提高了測繪經(jīng)濟(jì)效益。遙感技術(shù)各組成部分利用自身的優(yōu)勢，采集各種地質(zhì)信息資源，保證地質(zhì)信息的準(zhǔn)確性和真實(shí)性，在宏觀和微觀兩個(gè)方面都發(fā)揮著重要作用。此外，遙感技術(shù)還可以對地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)地區(qū)進(jìn)行預(yù)防和監(jiān)測，避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，影響人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

5 礦山地質(zhì)填圖方法的發(fā)展與現(xiàn)狀

5.1 傳統(tǒng)方法正在逐步淘汰

在礦山地質(zhì)工程測繪過程中，發(fā)生了許多技術(shù)變革。進(jìn)入21世紀(jì)后，過去使用的一些方法逐漸退出了歷史舞臺。需要野外攜帶儀器的傳統(tǒng)方法已逐漸被數(shù)字方法所取代。也就是說，傳統(tǒng)的方法正在逐漸被淘汰，這既有好處，也有壞處。

舊技術(shù)的退出將促進(jìn)新技術(shù)的快速發(fā)展，而新技術(shù)的快速發(fā)展又直接受到行業(yè)需求的推動，因此新技術(shù)的發(fā)展不會滯后。從另一個(gè)角度看，老技術(shù)的消失會使人們對老一代測繪工作者失去工匠精神的感覺，這不利于這種優(yōu)秀氣質(zhì)的傳承。我們現(xiàn)代礦山地質(zhì)工程測繪工作者要在繼承先輩優(yōu)秀精神的基礎(chǔ)上，大力發(fā)展測繪新技術(shù)，為我國測繪事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

5.2 礦山地質(zhì)填圖方法將向數(shù)字化方向發(fā)展

毫無疑問，數(shù)字技術(shù)在許多方面給我們帶來了巨大的好處。在進(jìn)行現(xiàn)代地質(zhì)工程測繪的同時(shí)，數(shù)字化也做出了巨大的貢獻(xiàn)。因此，我們可以大膽預(yù)測，在未來很長一段時(shí)間內(nèi)，礦山地質(zhì)工程制圖技術(shù)將朝著數(shù)字化方向發(fā)展。或許，未來的測繪工作將由人工智能承擔(dān)。所有的數(shù)據(jù)和測量過程都不會直接出現(xiàn)在人們面前。智能系統(tǒng)測量完成后，我們會根據(jù)需要為我們繪制圖紙。我們只需要設(shè)計(jì)人工智能的程序。

只有這樣，才能看清未來礦山工程建設(shè)測量的面貌。在此之前，我們所能做的就是大力發(fā)展數(shù)字技術(shù)，努力把這項(xiàng)技術(shù)充分應(yīng)用到我們的礦山地質(zhì)工程測繪工作中去。

5.3 礦山地質(zhì)測繪方法將向智能化方向發(fā)展

智能化也是礦山地質(zhì)工程測繪可能的發(fā)展方向。其實(shí)，智能化和數(shù)字化沒有太大區(qū)別，但從客觀的角度看，智能化更符合人們的具體需要，更容易滿足我們的需要。

目前，在礦山地質(zhì)工程測繪工作過程中，我們采用了很多智能化技術(shù)。例如，系統(tǒng)將智能地檢測收集的數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)一些誤差較大的測量數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)會及時(shí)給出提示，以督促工作人員進(jìn)一步核實(shí)數(shù)據(jù)，從而保證測量工作的可靠性，為繪圖工作提供可靠的數(shù)據(jù)。在不久的將來，智能測量可以大大減少人們的工作量。

6 結(jié)語

在實(shí)際測繪中，我們會遇到復(fù)雜的自然條件，要積極更新測繪設(shè)備和技術(shù)，加大人員培訓(xùn)，做好測繪監(jiān)理工作，確保地質(zhì)測繪工作順利開展，取得高質(zhì)量的測繪成果。