工程測量技術(shù)在金屬礦山井下開采中的應(yīng)用分析

曾貴庭

（江西鐵山垅鎢業(yè)有限公司，江西 贛州 342307）

對于工程測量工作來說，主要是指對金屬礦山運營、生產(chǎn)、勘探以及設(shè)計過程中的一系列測量工作。隨著應(yīng)用于礦山方面的測量技術(shù)不斷與時俱進(jìn)并不斷獲得發(fā)展，對該技術(shù)也提出了高要求，并得到有效推廣。在對金屬礦山進(jìn)行相關(guān)開采以及勘探過程中不斷運用現(xiàn)代化測繪技術(shù)，使得工作人員在對礦山資源、地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及空間情況進(jìn)行有效測繪時可以提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，也使得測量技術(shù)效率得到有效提高，使得礦區(qū)環(huán)境得到有效保護(hù)的同時工作人員安全也得到保護(hù)。工程測量技術(shù)可以為工作人員實時提供礦區(qū)各個部分空間的相關(guān)數(shù)據(jù)，并且也為工作人員提供準(zhǔn)確的圖像資料，為工作人員開采金屬礦山工作提供了有力保障。對于應(yīng)用于礦山開采過程中的機電設(shè)備要進(jìn)行準(zhǔn)確的安裝以及維護(hù)，并且工作人員開采金屬礦井提供相關(guān)數(shù)據(jù)支持，對工作人員解決相關(guān)問題提供有效數(shù)據(jù)，便于工作人員及時解決問題。

1 礦山工程測量技術(shù)的特點以及應(yīng)用

通過對工程測量技術(shù)進(jìn)行不斷的創(chuàng)新與研發(fā)，使得工程測量技術(shù)逐漸向數(shù)字化方向進(jìn)行轉(zhuǎn)化。與此同時，一系列新型工程測量技術(shù)被廣泛應(yīng)用于采礦中，攝影測量技術(shù)、GPS技術(shù)、數(shù)字化測圖技術(shù)以及實時動態(tài)測量技術(shù)等多種技術(shù)都是新興技術(shù)，此外，也為自動化測量提供了全新的發(fā)展方向，為工作人員測量提供了有效保證。在對金屬礦山展開開采作業(yè)時需要使用測量技術(shù)對其實際情況進(jìn)行有效測量。隨著新時代不斷發(fā)展，工程測量技術(shù)逐漸向信息化方向進(jìn)行轉(zhuǎn)變，隨著各種信息化技術(shù)并用于開采礦井，使得工作人員有效獲取地理空間資源信息，對內(nèi)部情況及時了解。與此同時，也方便工作人員及時發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，便于工作人員快速想出解決方案解決問題。信息化工程測量技術(shù)可以提高測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性以及有效性，通過對所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動化處理有助于提高工作質(zhì)量以及水平；廣泛應(yīng)用信息化工程測量技術(shù)，有助于提高金屬礦山開采工作水平以及實際效率[1]。

2 采礦工程井下測量工作的意義

2.1 為開采設(shè)計方案提供根據(jù)

工作人員在開展采礦之前需要對礦區(qū)地質(zhì)進(jìn)行勘探，對礦區(qū)地區(qū)的環(huán)境以及礦藏實際情況進(jìn)行了解，對有效實施設(shè)計方案有促進(jìn)作用。在對井下實際情況進(jìn)行測量時主要對礦藏的條件、質(zhì)量以及儲量等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行有效測定。與此同時，礦區(qū)內(nèi)金屬的儲量對開采范圍有著重要影響，通過儲存量來確定開采范圍，同時對礦區(qū)的生產(chǎn)能力以及經(jīng)濟(jì)效益也有一定影響。金屬的質(zhì)量對銷售也有一定影響，質(zhì)量情況對企業(yè)獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益有積極影響。此外，礦區(qū)的存在條件需要工作人員給予重視，其影響采礦的工作效率，因此，工作人員需要對礦區(qū)的外部情況進(jìn)行了解，對礦區(qū)的內(nèi)部環(huán)境構(gòu)造以及層次等多方面內(nèi)容進(jìn)行有效勘探，有助于工作人員找到合適的開采角度以及開采方法。

2.2 根據(jù)規(guī)劃進(jìn)行井下開采工程

要想保證礦區(qū)金屬生產(chǎn)過程中根據(jù)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行開采，對于礦井下開采工程需要使用先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行有效測量，對井下剖面圖以及平面圖進(jìn)行及時有效的填充來提高圖形準(zhǔn)確性，也方便工作人員將開采規(guī)劃進(jìn)行及時修改，將礦井開采的年計劃、月計劃以及季度計劃等相關(guān)目標(biāo)進(jìn)行有效調(diào)整，對礦井開采以及生產(chǎn)能力的提高有促進(jìn)作用。此外，企業(yè)在開采金屬過程中不能只重視金屬的生產(chǎn)量，對于礦井中的施工環(huán)境不給予重視，沒有根據(jù)相關(guān)規(guī)劃對礦區(qū)金屬進(jìn)行開采，這使得礦區(qū)內(nèi)工作人員的人身安全受到一定威脅，會使得企業(yè)的管理以及經(jīng)營方面出現(xiàn)相關(guān)問題。嚴(yán)重時會使得采礦進(jìn)度受到影響或者停止采礦，這不利于工作人員順利進(jìn)行開采以及進(jìn)行安全、有效的生產(chǎn)。與此同時，還需要對采空區(qū)進(jìn)行及時填充和井下開采進(jìn)行實時測量，對順利、有效地開展開采工作有促進(jìn)作用，也有助于提高開采金屬的質(zhì)量，并且也可以保證開采的安全性[2]。

3 工程測量技術(shù)在開采中的具體應(yīng)用

3.1 工程測量技術(shù)在開采中的建模

在對礦體進(jìn)行開采過程中需要對開采工作進(jìn)行明確，通常是進(jìn)行露天開采以及地下開采等兩種形式。隨著我國科技得到快速發(fā)展，通過使用自動作業(yè)以及機械輔助的形式展開開采礦區(qū)工作，將開采的自動化程度進(jìn)行大幅度提高，在測量過程中保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度以及精準(zhǔn)度對開采工作有重要作用以及現(xiàn)實意義。在對礦區(qū)實際情況進(jìn)行具體建立模型時，需要對礦山的地質(zhì)、礦體的情況以及礦石的分布情況等多種因素進(jìn)行有效思考，通過運用測量技術(shù)獲取礦區(qū)的實際信息以及具體數(shù)據(jù)，同時也需要使用有效計算方法進(jìn)行實時計算，并且要制定科學(xué)、合理的開采方案，對金屬礦區(qū)采礦過程中提供有效保障，保證人員的生命安全以及高效生產(chǎn)，以下圖片是部分礦區(qū)的三維地質(zhì)模型。

將某一個開采礦山作為案例，當(dāng)?shù)V山的出礦路、進(jìn)路以及拉底的巷道等多個部分沒有得到及時填充，最終形成一個采空區(qū)。將整個礦區(qū)分為A區(qū)以及B區(qū)，其中A區(qū)需要通過開采廢石的形式進(jìn)行有效填充，并且該區(qū)域長約90m，縱為130m，其平均厚度為36m。其標(biāo)準(zhǔn)高度在-521m到-674m范圍內(nèi)，其中埋藏的深度有490m，對于可能出現(xiàn)的塌陷以及下沉情況并沒有發(fā)生。對于其中的B區(qū)也需要根據(jù)實際情況，使用先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行建模，并對其中的情況進(jìn)行測量以及分析，工作人員在展開工作時具有自信心以及安全性。

3.2 工程測量技術(shù)在開采中的精密探測

對于礦井A區(qū)需要進(jìn)行有效測量，根據(jù)礦山的實際情況以及相關(guān)變化進(jìn)行合理設(shè)置，對于其標(biāo)高以及斜度要符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。對于礦井中的-523m的位置就超出標(biāo)準(zhǔn)高度，將其與原本的礦區(qū)頂板控制進(jìn)行對比，其高度不斷降低。通過對指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析以及計算，金屬礦產(chǎn)的挖掘率、垮落率以及垮落面積都需要使用先進(jìn)技術(shù)展開計算。

同時，還需要建立三維模型，將其中出現(xiàn)問題之處進(jìn)行相關(guān)標(biāo)記。對于采礦區(qū)的實際情況要進(jìn)行了解，將預(yù)測中的設(shè)計邊界進(jìn)行掌握，并將其與實際的探測邊界進(jìn)行計算，明確二者之間的關(guān)系。工作人員對采空區(qū)的實際情況進(jìn)行了解，并建立完整的模型，通過工程測量技術(shù)提供相關(guān)數(shù)據(jù)可以保證模型的準(zhǔn)確性，有助于對金屬礦產(chǎn)的數(shù)量以及位置進(jìn)行有效確定，將精準(zhǔn)有效的平面圖繪制出來，將實際與設(shè)計進(jìn)行有效對比，可以了解二者之間的區(qū)別。工程測量技術(shù)可以對超挖指標(biāo)進(jìn)行計算，通過面積算法進(jìn)行計算可以得出欠挖指數(shù)[3]。

3.3 工程測量技術(shù)在開采中的應(yīng)用結(jié)論

在使用工程測量技術(shù)對礦山情況進(jìn)行測量后，通過獲得的數(shù)據(jù)可以得知，工作人員對金屬礦展開開采工作時，在會遇到一系列的問題。

在開采金屬資源時容易出現(xiàn)超挖以及欠挖等情況，面對這種情況，需要工作人員了解金屬的分布情況以及地質(zhì)情況，工作人員可以使用精密探測技術(shù)建立完整的礦山模型。通過模型找出其中的不足之處，對于采空區(qū)的頂板需要開展相關(guān)工作，將其穩(wěn)定性進(jìn)行提高，對于采空區(qū)內(nèi)部的實際空間需要進(jìn)行詳細(xì)計算，掌握采空區(qū)的實際體積，對于這一情況進(jìn)行分析并提出解決方案。與此同時，在進(jìn)行開采工作時還需要重視對安全管理制度進(jìn)行檢查，保證工作人員的人身安全。如表1。

表1 安全管理制度表

4 新型測量技術(shù)在開采中的應(yīng)用

4.1 RTK技術(shù)的應(yīng)用

對于RTK技術(shù)來說，通過載波相位動態(tài)對相關(guān)目標(biāo)進(jìn)行有效檢測。工作人員可以使用該技術(shù)對三維坐標(biāo)進(jìn)行有效測量，在使用該技術(shù)展開工作時可以保證開采數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。與此同時，RTK技術(shù)與GPS技術(shù)結(jié)合后展開工作，對礦井情況進(jìn)行有效測量，方便工作人員根據(jù)數(shù)據(jù)作出決策，高效、順利地開展采礦工作。此外，也可以應(yīng)用于工程放樣領(lǐng)域，對工作人員測量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度進(jìn)行大幅度提高。在礦山測量過程中使用RTK技術(shù)時需要進(jìn)行以下工作，第一點、進(jìn)行科學(xué)、合理的放樣工作。工作人員使用GPS—RTK技術(shù)展開工作，并且還需要制定科學(xué)、合理以及有效的觀測方案，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在控制點進(jìn)行有效放樣，并且對于控制網(wǎng)的要求要給予滿足。第二點、將放樣控制點進(jìn)行合理分布并保證數(shù)量充足。與此同時，工作人員在使用GPS—RTK技術(shù)時需要掌握點放樣以及線放樣，通過輸入相關(guān)數(shù)據(jù)可以準(zhǔn)確定位放樣的位置，對測量礦山情況的工作效率有促進(jìn)作用。此外，對于礦區(qū)上方石頭量也要進(jìn)行了解，同時也需要進(jìn)行相關(guān)計算，并且也是礦井開采前必不可少的工作，礦區(qū)內(nèi)的土石方量計算準(zhǔn)確率對經(jīng)濟(jì)效益有著直接的關(guān)系。隨著測繪技術(shù)得到有效的創(chuàng)新，使得測量工作變得更加快捷以及精準(zhǔn)，使得工作人員的工作效率得到有效提高[4]。工作人員使用GPS—RTK技術(shù)展開工作使得測量周期得到大幅度縮短，并且也將采集數(shù)據(jù)速度快的優(yōu)勢充分展現(xiàn)出來，也將預(yù)期的計算數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)彼此大致相同。工作人員使用GPS—RTK技術(shù)可以進(jìn)行高效、順利地采集數(shù)據(jù)，將采場地形圖在短時間內(nèi)進(jìn)行有效更新，將其準(zhǔn)確率不斷提高。運用這項技術(shù)可以將礦區(qū)內(nèi)的實際情況進(jìn)行及時了解，方便工作人員及時作出解決措施，確保工作人員安全、穩(wěn)定以及順利地開展生產(chǎn)。

4.2 空間信息技術(shù)的應(yīng)用

空間信息技術(shù)是應(yīng)用于金屬礦區(qū)開采的一種新型的工程測量技術(shù)，也是將RS、GIS以及GPS集合為一體的綜合性技術(shù)。

在對金屬礦山礦井展開開采過程中還需要繪制礦井地形，這也是開采過程中一項不可或缺的工作，工作人員使用RS技術(shù)進(jìn)行繪圖，可以將繪圖的速度進(jìn)行有效提升。與此同時，工作人員要想順利開展工作需要對礦區(qū)地面的沉陷面積以及沉陷程度進(jìn)行了解，將這些方面的實時數(shù)據(jù)進(jìn)行明確，對礦井開采面積以及開采規(guī)模的確定有著重要作用，要想對礦井內(nèi)整體移動進(jìn)行高效、準(zhǔn)確地監(jiān)測，可以運用GPS的功能展開工作。并且在礦區(qū)內(nèi)建立完整的控制網(wǎng)。通過運用GPS定位網(wǎng)的形式對全天候進(jìn)行實時監(jiān)測，同時也可以對礦井開采數(shù)據(jù)進(jìn)行實時記錄，開展工作時不會受到季節(jié)氣候影響，同時也具有測量速度快的特點。要想對開采區(qū)受污染面積以及污染程度進(jìn)行實時收集數(shù)據(jù)，可以運用遙感技術(shù)開展實時監(jiān)測，當(dāng)井下環(huán)境污染程度過大時遙感技術(shù)可以及時、有效地發(fā)出警告，同時對于礦井邊坡的穩(wěn)定性也可以運用遙感技術(shù)進(jìn)行實時監(jiān)測，確保金屬礦區(qū)可以安全、穩(wěn)定、順利地進(jìn)行生產(chǎn)。而GIS是將計算機技術(shù)作為輔助，對礦山中相關(guān)數(shù)據(jù)以及資料進(jìn)行實時、高效以及順利的測量。通過將礦區(qū)內(nèi)部情況以三維的形式展示出來并對內(nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，此外，GIS技術(shù)還具有管理、分析以及空間提示等多種功能。

該技術(shù)通過將全數(shù)字?jǐn)z影、掃描矢量化以及數(shù)據(jù)庫等相關(guān)技術(shù)作為基礎(chǔ)，對礦山井開采過程展開測量工作，并且也具有智能、高效、標(biāo)準(zhǔn)以及科學(xué)的特點，對礦山順利有效地開采有促進(jìn)作用[5]。

4.3 三維激光掃描技術(shù)以及全站儀的應(yīng)用

對于三維激光掃描技術(shù)來說，其具有較多的優(yōu)勢。使用該技術(shù)展開工作時，充分利用該技術(shù)所具備的功能展開工作，提高工作效率。測量技術(shù)人員使用該技術(shù)展開工作時可以從空間中獲得有效數(shù)據(jù)，通過遠(yuǎn)程形式對數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)建立完整的三維模型，并且掌握其中的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)作為建立模型的依據(jù)，對于遠(yuǎn)距離監(jiān)測礦井作業(yè)有著重要的實際意義以及作用，同時，使用三維激光掃描技術(shù)可以提高測量礦區(qū)情況的速度以及效率。此外，也可以使用全站儀開展礦井作業(yè)，通過運用將光、電、機等進(jìn)行結(jié)合，共同對礦井展開工作。在使用該儀器進(jìn)行測量時，可以通過角度、距離等多種形式進(jìn)行測量，有助于提高測量數(shù)據(jù)的有效性以及準(zhǔn)確性，也可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存、顯示以及輸出等工作，運用該儀器提高其自動化功能，也使得測量程序逐漸簡單化。與此同時，全站儀還具有安全測量儀以及經(jīng)緯儀的作用，在開展測量地形、控制地面以及礦井測量等相關(guān)工作中都得到了廣泛的應(yīng)用，該儀器也可以用于根據(jù)礦井內(nèi)部空間情況進(jìn)行構(gòu)建三維模型，對其中的實際信息進(jìn)行有效收集并將數(shù)據(jù)及時傳送，利用信息技術(shù)將全站儀不斷更新并進(jìn)行數(shù)字化測量，并且其中的數(shù)據(jù)傳輸功能的作用充分發(fā)揮出來[6,7]。

5 結(jié)語

總而言之，在對金屬礦山礦井展開開采中工作時應(yīng)用工程測量技術(shù)有著重要作用，同時也具有現(xiàn)實意義。

在對礦山進(jìn)行精準(zhǔn)測量過程中需要使用較為精密的測量技術(shù)，將礦井中的空區(qū)體積進(jìn)行有效計算，對采空區(qū)的空間位置關(guān)系進(jìn)行有效計算，對采空區(qū)模型展開任何方向以及位置的切割工作時有促進(jìn)作用，對獲得正確的空間數(shù)據(jù)有積極作用。同時還需要對礦井的貧化率進(jìn)行計算，將殘留資源進(jìn)行有效回收并制定成方案，通過運用這些方案進(jìn)行開采，對金屬礦產(chǎn)的開采率以及金屬回收率有促進(jìn)作用，使得金屬礦區(qū)獲得高效以及順利的采掘，也使得礦區(qū)獲得安全、穩(wěn)定的生產(chǎn)。