綜述大型露天礦山測量技術的研究與應用分析

甘江寧

（青海省能源發展（集團）有限責任公司團魚山露天煤礦，青海 西寧 816200）

1 測量技術的研究應用對大型露天礦山的意義

1.1 準確掌握礦體分布信息

大型露天礦山的開發建設是保證我國社會經濟發展資源需求的重要途徑，而為了實現對礦石資源的科學利用，就必須加強對礦山測量技術的研究應用，以準確掌握礦區的地形地貌特點、礦體分布特征以及幾何形狀等，同時通過礦山測量技術與地質勘探、地理以及環保等多領域技術的綜合應用，可以為提高資源的利用率，降低剝離夾石以及廢石的工程量等奠定良好的技術基礎。

1.2 為爆破作業提供技術參數

在大型露天礦石的生產作業中也往往需要采用爆破作業方式，其較高的安全風險，因此需要通過礦山測量技術的研究應用為爆破作業的孔位布設、爆堆推算以及巖體結構監測等提供可靠的數據依據。

1.3 為礦山生產管理提供參考依據

在大型露天礦山的生產管理工作中需要通過應用測量技術獲得礦區地質品位、礦山類型、礦床質量等數據、測放采樣點和進度線以及進行采礦量的驗收等，以便為礦山的管理決策以及生產計劃安排提供可靠的參考依據，從而保證生產質量和效率，因此必須加強對礦山測量技術的研究。

1.4 預防巖體位移變形保證作業安全

在大型露天礦山的開采過程中，由于其原始平衡狀態被擾動，巖體結構的穩定性下降，比較容易出現變形位移等情況，進而造成邊坡塌落等嚴重的安全事故，因此必須通過礦山測量技術的研究應用加強對巖體狀態的動態監測，并對其移動規律進行科學的分析，從而準確判斷巖體滑動面的形狀、位置、傾角和具體大小等，為防治措施的確定提供可靠的參考依據。

2 測量技術在大型露天礦山中的研究應用分析

2.1 礦山測量中光電測高技術的研究應用

在大型露天礦山的生產建設過程中，水準測量是觀測礦區排土場以及邊坡沉降，保證作業安全的重要環節。而為了保證測量的精度，就需要加強對礦山測量技術的研究應用。目前，高精度光電測高技術在礦山測量工作中得到了越來越廣泛的應用，有效的提高了對邊坡巖移監測測量的準確性和時效性，實現了三維一體的動態觀測。在應用光電測高技術時，應充分了解大型露天礦山的實際情況，根據其地表植被覆蓋少、裸露面積的特點，并要結合礦山所在地區的氣候環境條件，合理選擇折光系數的計算公式，準確確定大氣折光系數，以提高光電測高的準確性。同時還可以結合雙絲加長瞄準等技術方法進行垂直角的測量，以確保測量精度能夠達到礦山測量的要求。此外，在對高差進行計算時，可以通過三向三角高差等公式來提高高差計算的精密程度，用光電測高來取代傳統的等級水準測量，從而降低礦山測量成本和測量操作難度，為礦山的生產建設提供更加準確客觀的測量數據。

2.2 礦山測量中后交會測設技術的研究應用

后交會技術是大型露天礦山測量工作中常用的一種測量技術，其不僅操作較為簡單，適用范圍比較廣，且測量效率比較高。不過在露采過程中，由于開采的規模和深度都在不斷增加，比較容易對首級控制點造成破壞，且在施測時也會受到通視條件的限制，影響測量的質量。因此應加強對后交會測設技術的研究，并在現有技術基礎上通過對計算程序的改進提高測量的精度，從而為礦山生產提供可靠的測量數據。

2.3 礦山測量中全站儀技術的研究應用

在大型露天礦山的測量工作中，數字化的測量技術設備得到了越來越廣泛的應用。與傳統的測量技術相比，全站儀等數字化測量技術設備不僅具有較高的自動化水平，能夠利用其技術系統以及電子手簿或者記錄卡等完成外業測量數據的采集測量以及存儲記錄等，同時也可以自動將測量數據信息傳輸給數據處理系統，并利用專業繪圖軟件自動完成圖形的編輯繪制工作，生成數字化地形圖，從而極大的提高了礦山測繪的效率和質量。

2.4 礦山測量中攝影測量技術的研究應用

大型露天礦山在生產作業過程中必須對邊坡巖體的穩定性進行實時動態的全面監測，因此必須積極應用攝影測量等先進的礦山測量技術。攝影測量技術不僅能夠對大范圍邊坡面進行同步測量，而且能夠根據測量工作的實際需要確定觀測點位以及數量，不僅提高了觀測的效率，而且也減輕了測量人員外業觀測的工作量，且可以根據測量信息進行空間模型的構建，并建立數據庫，為巖移量的對比分析提供了可靠的數據基礎。

2.5 礦山測量中GPS RTK技術的研究應用

2.5.1 概述GPS RTK測量技術原理分析

所謂GPS RTK技術也就是實時動態測量技術，其是利用載波相位差分對測站進行動態觀測定位的測量方法。在應用GPS RTK測量技術時，應將GPS接收裝置設置與已知點上，且應在GPS系統內輸入基準站高程、坐標以及坐標轉換參數等數據信息。同時其流動站應采用1臺以上的接收裝置，以確保能夠對5顆以上衛星進行同步跟蹤觀測[1]。當衛星信號傳輸至基準站后，其可以利用電臺向流動站發送相關信息，而流動站則應對基準站以及自身獲取的衛星信號進行差分平差處理，從而獲得本站的實時坐標。此外，GPS RTK技術還可以根據預設精度指標對實測精度進行分析，并將符合預設測量精度標準的數據信息傳達給測量人員，并在GPS手簿中存儲相關數據。該測量技術由于具有較高的測量精度和效率，能夠準確獲取測點的實時數據信息，且可以有效降低測量成本，因此在大型露天礦山測量工作中得到了越來越廣泛的應用。

2.5.2 礦山測量中GPS RTK技術的應用研究

（1）可以應用GPS RTK技術測繪大比例礦區地形圖。在大型露天礦山的開發建設過程中，往往需要測繪大比例礦區地形圖，應用傳統的測量技術不僅操作難度較大，且需要消耗大量的人力以及物力成本。而GPS RTK技術的應用則可以在完成基準站以及相關參數的設置后，就能夠實現自動測量，有效降低了礦山測量的人力成本[2]。同時在實測過程中，其能夠快速高效的獲取沿線碎部點的各點高程以及坐標，只需將相關的屬性信息和特征編碼輸入后就可以完成碎部點數據庫的構建。此外，結合GPS RTK技術的軟件系統就能夠自動完成測量數據的處理分析以及地形圖的繪制工作，極大的提高了內業處理的質量和效率，具有較高的應用價值。

（2）可以應用GPS RTK技術對大型露天礦山采場的實際采剝量進行驗收測量。傳統的碎部測量技術由于需要進行導線控制點的設置，不僅工作量較大，而且也會影響驗收的質量和效率。而通過GPS RTK技術的應用對采場采剝量進行驗收時，僅需完成主機的架設和流動站的上設置，就可以自動采集采場現狀碎部點的相關數據，且對點間通視條件沒有要求，有效降低了測量難度。同時，GPS RTK技術能夠獨立觀測采集各碎部點數據，因此避免了出現誤差積累的情況，極大的提高了測量的精度。

（3）還可以應用GPS RTK技術布設采樣點。在布設采樣點時，對采樣點的定位精度以及其間距均有較高的要求，而GPS RTK技術則能夠很好的滿足采樣點布設的要求。在實際應用時應首先確定基線端點坐標值，然后以該基線為基準，利用GPS RTK技術開展放樣工作。測量人員利用GPS手簿能夠實時獲得采樣點的起終點間距以及其偏距等指標參數的動態數據信息，從而可以有效提高采樣點的布設精度和效率。

（4）可以應用GPS RTK技術測放鉆孔位置。大型露天礦山在生產作業過程中往往需要開展鉆孔作業，而GPS RTK技術的應用則能夠提高鉆孔定位的準確性。在實際應用時，應首先合理選擇已知控制點，并完成基準站和流動站的設置，然后要做好參數固定解的校正工作，這樣測量人員只要在GPS手簿中數據鉆孔的設計坐標值等參數，就可以自動完成對鉆孔孔位的定位測量工作了。

（5）還可以應用GPS RTK技術測放大型露天礦山邊坡界線。在大型露天礦山的生產作業中需要對邊坡邊界線以及里程樁等進行施工放樣，而通過GPS RTK技術的應用也可以有效提高測量的質量和效率。測量人員可以向接收裝置內設置好界線拐點坐標等參數，就可以利用其多具備的自動放樣功能進行點放樣以及線放樣了。同時由于各點坐標均單獨進行觀測測量，因此不會產生誤差積累，且其能夠根據設計標準對實測坐標進行對比分析，因此具有較高的測量精度。

3 總結

測量技術的研究與應用對于保證大型露天礦山的生產作業安全，促進礦山科學有序發展均具有十分重要的作業。因此高度重視礦山測量工作，加強對各項礦山測量技術的研究，積極引進先進的新型測量技術，并注意對礦山測量實踐經驗的總結，大膽進行技術創新和研發，全面提高我國礦山測量的技術水平，為大型露天礦山的可持續性發展奠定良好的技術基礎，從而為我國的社會經濟發展提供更加可靠的礦物資源保證。