測繪新技術在礦山測量中的應用分析

朱國梁

（江西鐵山垅鎢業有限公司，江西 贛州 342307）

在互聯網及相關儀器的配合作用下，測量工藝發揮出了更大的作用，可以有效提高工作人員的工作效率與工作質量。測繪新技術加快了傳統測量工藝的改革腳步，推動測繪技術發展。礦山測量工作的專業性較強，屬于有色金屬開采領域，運用新技術可以降低測量難度，推動采礦行業發展。

1 礦山概述分析

上坪礦區是鐵山垅鎢業主要的生產礦區之一，具有以黑鎢為主的石英脈及溫熱液裂隙填充的內外接觸區域，屬于細脈帶低品位礦床。

在2002年，鐵山垅鎢業恢復正常生產過程，進入正規生產行業，擁有幾十年的開采歷史。礦區處于間斷性生產間斷性階段，各個時期的組織形式不同，在開采設計及施工組織管理方面缺乏系統性組織管理工作，開采規范性有待提高。上坪區采用巷道式生產模式，見礦采礦均采用簡單的手采手選形式，生產技術較為落后，開采效率較低，采空區內部結構十分復雜，處理效率較低。復工生產之后，采礦區內部巷道坍塌嚴重，內部雜亂無序，施工人員難以進入采空區域內部，組織生產過程較為困難。礦帶內部可能存在著斷層及發育狀況，礦區地質狀況十分特殊，采礦區活動十分明顯，對生產過程產生了較為嚴重的安全威脅。為了提高生產過程的安全性，設立了關于上坪區采礦方式的課題，以提高研究工作的系統性，豐富研究手段與研究方案。

2 上坪區課題研究內容及工程地質巖組劃分特征

2.1 主要研究內容

首先，需要確定現場調查方案，勘查井下及地表工作情況，查閱相關資料，采用走訪的方式完成調查任務，了解礦區內部地質狀況、構造狀態及開采情況，提高開采效率。

其次，需要運用相應研究手段調查礦區巖體工程地質力學特征及穩定性能，了解水文地質狀況及其特點。

再次，需要調查礦區巖石物理力學性能，調查巖石的抗拉強度及彈性模量，綜合分析其物理力學參數信息。

另外，可以根據上坪礦區地質特點選擇代表性觀測點，觀察巖體變形情況，運用全站儀、光應力計等探測地壓狀況。

最后，可以通過計算機數值模擬過程了解優化參數信息及應力變化規律，為相關研究提供重要依據，了解采礦區地壓活動特點及危害狀況，排除安全隱患，提高礦區開采的安全性。

2.2 礦區地質結構面類型、分類與特征

結構面是指巖體在地殼運動產生的構造應力作用下產生的構造遺跡，導致原本巖石層面順延某固定方向擴張、延伸，巖體厚度降低，形成兩維面地質界面。礦區結構面主要由構造結構面組成，其中又分為斷層節理與層間錯動面，而形成此類結構面的成因可大致分為四類。結構面的成因與性質不同，因此可判斷巖體受到的構造應力不同，使得地質界面具有明顯可觀測的差異。結構面的分級是根據結構面向外擴張的長、寬進行分類，長度代表結構面的延展與連貫，寬度代表結構面的擴張范圍，根據結構面的分級對本文所研究的上平礦區結構面進行分類，如表1所示。

表1 結構面原則分級表

礦區工程地質分區根據上坪礦區巖石組成、構造、結構、水文地質條件和礦產資源的分布，并分析地殼運動對礦區產生的構造應力的變化，結合工程開采區域的地質條件、開采進度等將該礦區的巖體劃分為四個巖組區：即Ⅰ區、Ⅱ區、Ⅲ區和Ⅳ區，如表2所示，各工程地質巖組區的主要特征與區別見表3。

表2 礦區工程地質巖組分區表

表3 各工程地質巖組區的主要特征與區別

3 測繪新技術應用特征及應用優勢分析

3.1 測繪新技術使用特征分析

測繪新技術體系化程度逐漸提高，能夠有效測算出礦山之間對應的距離、角度及誤差等相關因素，集中分析溫度、壓強等信息，判斷可能對測繪過程產生影響的因素，減輕測繪任務工作量。傳統測繪技術需要設置多個測繪點，運用輔助儀器完成測繪任務，使用人工操作的方式獲得測量數據。測繪新技術的靈活性較高，可以綜合使用遙感技術、定位技術等新型技術，簡化測繪操作過程，縮短測繪工作時間，擴大測繪新技術的使用范圍。

3.2 測繪新技術使用優勢分析

測繪新技術可以將計算機技術融入到實際測量過程中，減少測繪工作產生的誤差。傳統測繪技術的測量精確度較低，覆蓋范圍較小，在側臉斜坡時需要人工力量監控，分析測繪誤差，運用多次讀數的方式降低誤差水平。測繪新技術無需人工操作讀數，可以集中控制測繪工作中產生的偶然誤差，提高測繪過程的精確程度。

測繪新技術需要使用各種電子應用設備，應用功能十分強大，計算過程的連續性較強，可以自動獲取數據集中計算信息，簡化人工操作步驟。例如，在測量礦山斜坡高程時，測繪設備可以自動轉入角度計算過程中，集中控制測繪環境的氣壓、溫度等多種信息，獲得測繪數據集，自動獲取區域內部的基礎數據信息，合理計算各項數值。此外，為了降低分析過程難度，可以將數據信息繪制成二維平面圖形，運用可視化圖形方式呈現數據信息，集中呈現出礦山周圍的多角度測繪信息。技術管理部門需要根據實際情況制定出規范化的分析報告手冊，為設計部門正常工作提供更多優秀的基礎性材料。

4 測繪新技術在礦山測量過程中的應用分析

4.1 空間信息技術的應用分析

空間信息技術是GPS技術、RS技術及GIS技術的組合，可以提高礦山測量整體質量水平。空間信息技術是測繪新技術的重要代表，應用范圍十分廣闊，在國土資源調查、地籍測繪控制測量及工程測量過程中具有極高的應用價值。空間信息技術的綜合性能較強，具有多種技術的優勢，可以搜集礦山相關信息，經過處理與分析之后加以應用。其中，GPS技術可以實現全天候測量與監測礦山作業狀態的目標，使用靈活性較強，具備交通導航、環境監測與工程測量等多種功能，對于測量環境的要求不高，可以測量礦山的任意位置，定位各個測量位置，提高數據操作處理過程的精確程度。使用GIS技術可以全面分析處理礦山相關數據信息，提高數據處理效率與精確程度。綜合使用GIS技術與GPS技術可以全方位監測礦山的安全性問題，掌握礦山巖石的實際分布狀況與地質特征，動態監控礦山數據信息。RS技術搜集數據信息的覆蓋面較廣，可以提高測量數據的整體性。使用空間信息技術可以將測量數據信息有效整合起來，準確定位空間位置，提高信息處理過程的有效性與針對性，明確礦山測量的基本要求與目標。

4.2 全站儀的應用分析

全站儀是將光學技術與電學技術集為一體的新型測繪設備，在礦山測量過程中具有較高的實用價值，可以運用光學掃描u盤自動記錄相關數據信息，并將其顯示出來，簡化數據操作過程，保障數據操作的準確性與可靠性。全站儀具有較多內部測量軟件，可以簡化測量程序，提高測量工作的精確度與工作效率。

在測量之前，需要安裝監測設備，測量監測點的水平角、垂直角、高度差及距離大小，精準掌握各個測點的測量數據信息，運用數字化形式展現出測量結果，利用內部軟件分析并處理獲得的信息，借助計算機完成數據傳輸任務。全站儀的操作過程較為簡單，可以應用于復雜程度較高的環境中，整體性能相對穩定，可以針對礦山建立數據搜集與傳輸體系，提高數據處理效率，測量移動目標與空間點，提高測量精確程度。此外，全站儀在測量礦區地面及地形特點時具有較好優勢，可以測量露天或井下煤礦的多種資料與信息，為開采任務順利完成提供了可靠支撐。

4.3 慣性測量技術的應用分析

慣性測量技術可以有效勘測礦山周圍的地貌及環境也正，可操作性、獨立自主性及方便快捷性均較強，為礦山測量技術的發展做出了極大的貢獻。礦山內部結構差別較大，需要與全站儀技術及3S技術結合起來使用，提高測量效率。慣性測量技術主要應用于三軸地磁解耦與陀螺儀的加速運算過程中。外界環境可能會對測量過程產生較大影響，導致測量誤差較大，可以運用陀螺儀提高系統側護數據的穩定性與精確性，提高測繪工作質量與效率。

4.4 三維激光掃描技術的應用分析

三維激光掃描技術將各種光學技術作為重要基礎，在三維立體密度圖形上展示出實際測量目標，可以提高單點測量模式的精確度，完成非接觸式測量任務，運用三維立體圖形的方式展現出測繪區域，集中控制測繪活動區域，提高測繪效率與安全系數。三維激光掃描技術可以提高測量工作的三維立體化程度，獲得關于礦山的點云數據信息，經過后期處理過程得到DEM數據信息，提高觀測過程的直觀化程度，制定出完善的測繪數據報告。實踐表明，三維激光掃描儀可以針對礦山沉陷區域建立模型，可以針對礦山高度、角度及巖石表面延伸方式的差異選擇合適測量方案，降低礦山開采的風險，充分發揮出輔助驚嚇開采的作用。工作人還可以將各類先進的測量設備有機整合起來，綜合測量巷道的寬度、深度等信息，集中測量礦山的腰線長度，判斷變形概率，通過測量控制過程獲得數據分析報告，提高礦山開采實際效率。

4.5 懸掛羅盤的應用分析

懸掛羅盤可以完成地勢區域狹小及復雜的礦山測量工作。羅盤的體積較小，靈活性較高，操作方式簡單，測量過程不易受到空間限制，在當前礦山測量系統中具有極高的實用價值。為了提高測量精確程度，需要嚴格按照以下步驟完成操作任務。第一，需要測量并記錄礦山基本數據信息，將懸掛羅盤與計算機系統結合起來，測量礦山的傾斜角度與傾斜長度，計算方位角信息，確定礦山的高度差及坐標點信息。第二，需要統一轉變懸掛羅盤的坐標信息，用平面坐標方式表示位置信息。第三，需要深入研究計算原理，計算礦山的初始方位角，保證數據參數的統一性，降低錯誤發生概率，提高最終測量結果的精確性。

4.6 無人機技術在礦山測量中的應用分析

隨著科學技術的發展，無人機技術廣泛應用于攝影、建筑工程等多種行業。在礦山測量過程中，無人機技術發揮著重要作用。

通過將紅外線掃描技術、地磁儀測量技術等分辨率較高的設備結合起來，在遙感技術的綜合作用下可以拍攝并記錄測繪區域工作信息，將測繪資料上傳到計算機平臺中，可以簡化后續數據操作與處理過程，提高數據分析的準確性與可靠性。

無人機技術可以完成數據預處理與數據加密任務，實際應用成本較低，數據精確度及靈敏性較高，在惡劣環境測量過程中應用價值較高。

5 提高礦山測量水平的有效方案分析

為了提高礦山測量效率，需要改進相關測量方案，積極應用測繪新技術，提高礦山測量的精確程度。首先，需要做好對礦山測量工作人員的培訓工作，不斷提升其專業技術水平與綜合能力，使其能夠有效應用各類新技術，提高作業過程的規范性及有效性。其次，需要重點檢查監測點，按照測量要求完成測量任務，重復檢查測點數據信息，為后續作業過程奠定堅實基礎，提高測量結果的精確性。

6 結語

綜上所述，測繪新技術可以提高測繪結果的精確性與準確性，實現圖像數字化轉變目標，提高特殊地形環境的測量效率，減少礦山測量成本投入情況，提高礦山測量工作質量，有效降低各類安全事故發生的概率。