煤礦地質測量精度提升措施探析

馬飛飛

（山西金地煤焦有限公司赤峪煤礦，山西 呂梁 032100）

煤礦是產于侏羅世紀時代，地球被繁茂的綠植覆蓋，產出大量的氧氣和二氧化碳，腐朽的綠植經過時間的催化形成了煤炭。最淺的露天煤礦也在距離地面100 米處，大部分的煤炭在距離地面1000 米的地方，地下地質復雜、在煤礦作業過程中，煤塵過大會直接引發爆炸等安全事故。而在社會各行各業飛速發展的時代背景下，煤礦的開采次數和開采深度逐漸頻繁，危險系數逐漸增大，這對煤礦作業的安全生產要求逐漸提高。保證煤礦作業順利進行的基礎就是煤礦地質的測量與數據收集，由于是地下作業，地質測量分析等工作受到環境條件的限制，導致經常出現誤差大、效率低等問題，這也是提升煤礦地質精準度的工作要求。[1]

1 煤礦地質測量精度提升的重要性

由于煤礦的生產是大自然經過幾千年的時間自然形成的，是短時間不可再生的稀有資源。但是由于社會的發展，成為各大企業生產和發展的必要燃料，所以對于煤礦的開采量在各企業之間逐漸形成競爭，從而忽略了煤礦開采過程中的安全問題。例如：部分煤礦開采企業的超能力生產，導致大自然的地質超負荷承載，容易發生地面塌陷的安全事故。煤礦開采企業的煤層違規開采，沒有嚴格遵守煤礦開采規定，規定要求生產采煤工作面不超過1 個，掘進工作面不超過2個的原則，為提高工作效率，并沒有遵守；未充分考慮工作面采動應力的相互影響，企業相關工作人員未考慮到上、下層及相鄰工作面對事故區域的動態應力疊加，地下工作的復雜情況很難預料，只能通過煤礦地質檢測精度來提升安全措施，保障工人們的生命安全。例如：當巷道壓力明顯增大后，未采取有效措施。煤礦區域運輸順槽距離采煤工作面特定范圍內出現底鼓、幫鼓、網兜等現象后，只是通過傳統的加強支護處理，當仍然反復出現底鼓、幫鼓、網兜等現象且此現象明顯增大時，相關企業如未通過精準的地質測量，無法清楚原因之根本，未能引起足夠的重視，就無法采取有效措施。對該區域的管理仍然沿用之前的巷修措施，違規將采掘工作面外包，部分煤礦開采企業違反國家關于預防煤礦生產的安全事故的相關規定，將礦井下采掘工作面和井巷維修作業外包給沒有相關資質的勞務公司，勞務公司再把工程分包給個人，無法通過專業知識的學習讓礦工系統地掌握煤礦地質的危險問題匯報和危險狀況的應急逃生知識。[2]

2 煤礦地質測量常用方法

目前看來，實際工作中，工作人員常會用到如下幾類地質測量技術：GPS 地質測量技術、GIS 地質測量技術及陀螺定向地質測量技術，這三種測量技術分別有著不同的優缺點，因此為提升煤礦地質測量的效率與質量，相關工作者應結合地質測量現場的實際情況，科學合理地選用相應的技術。

一般來講，GPS 地質測量法在礦山控制網中有著較高的應用率，能夠幫助工作人員縮短礦山控制網時間，且目前此種技術已經發展得較為成熟，操作該技術的工作人員也已經積累起了較為豐富的工作經驗，這有利于提升工作質量；GIS 地質測量法在煤礦地質測量中有著較高的兼容性優勢，在使用此種技術完成測量后，測量人員可將相應的信息數據上傳至計算機系統中，再操作計算機完成數據運算、分析、歸納操作，因此是一種頗具現代化特色的煤礦地質測量方法；陀螺定向地質測量法多被應用于煤礦井下測量，抗干擾能力強，同時應用范圍也較廣，能夠滿足地質測量人員多元化的工作需求，因此也有著較為可觀的應用優勢。

除此之外，隨著大數據、物聯網、人工智能等高新技術的蓬勃發展，被應用于煤礦地質測量的先進技術越發增多，目前看來此類先進技術在煤礦地質測量中也有著極為突出的應用優勢，因此在后續的工作中，相關工作者還應優化對此類技術的研究與利用，將其效益最大化發揮，切實提升地質測量的精確性。[3]

3 煤礦地質測量精度提升的措施

結合工作實踐可知，煤礦地質測量工作，包括一系列復雜的工作環節，如測量、記錄、運算、制圖、最終標定等，這些工作環節之間通常有著極為緊密的關聯性，同時各環節也都涉及一系列復雜的技術要點。為提升煤礦地質測量的精確性，相關工作者必須圍繞這些工作環節，在落實煤礦地質測量技術要點的基礎上，完善對各項工作任務的實施，促進煤礦地質測量的提質增效。

3.1 完善對管理體系的設計

科學合理且完善的管理體系能夠為煤礦地質測量工作的順利開展提供一定的保障作用，使測量數據變得更為真實、準確且可靠，因此相關單位必須提前做好制度建設等工作，將其視作開展煤礦地質測量的重要準備工作來執行。

一般來講應重點做好如下幾項工作：首先，應建立測量儀器校對制度，督促技術人員在實際工作中，細心、精準地校對設備，提升設備精確度；其次，應建立方案評估制度，督促相關工作者在實際工作中結合測量區域的實際情況制定完善的測量方案，確保煤礦測量工作有著良好的可實施性；最后，應建立完善的測量數據審核體系，督促工作人員在結束測量工作后，全面審核相應的數據信息，避免出現數據遺漏、數據誤差等一系列的問題。

3.2 煤礦地質測量設備的更新與調用

目前看來，市場中從事煤礦測量的單位受傳統經營管理理念影響較為明顯，很多單位都有著技術落后、設備版本老舊的缺陷，影響了煤礦地質測量的順利進行。近年來，隨著時代的進步與發展，煤礦地質的測量向逐漸智能化發展，智能開采技術逐漸應用到煤礦地質的數據測量與計算中，使很多老舊的測量技術越發顯得不合時宜，例如，對測量機器人系統的設置與應用，相比人工測量、計算的科學性更穩妥，誤差更小。實際工作中，測量機器人可通過構建巷道導線點、三維大地坐標中繼傳導和架線追蹤測控網絡實現采煤機、地質雷達等固定或者移動標志點的大地坐標，自動測量和標定自動生成直線度基線，減少人工測量帶來的數據誤差，實現高效煤礦地質測量的數據收集和報告分析，也實現了采煤機的定位導航，和與地質模型的自適應耦合，而推溜拉架參考的幾何基準線的動態更新，可見位于時代前沿的測量技術相較于傳統技術有著不可比擬的科技優勢，因此為提升地質測量精確性，地質測量單位必須緊隨智能化技術發展形勢，加大技術投入，多引入先進設備到煤礦地質測量一線中，同時還應針對工作人員做好培訓工作，增強其對先進技術的了解，督促其在實際工作中合理調用、校對設備，設置好相應的參數，確保各類機械設備的良好運行。

3.3 特定煤礦區域測點的選擇

由于不同煤礦區域所處地理位置不同，導致各個煤礦的地質不同，那么對于不同煤礦區域的測量點也不同。三角點和水準點也會受地下板塊運動的影響，甚至是礦井內的環境條件的影響，不同的礦井內的巖石分布不同，巖石的水波紋走向也會影響礦井內的煤炭分布以及生產量。礦區內的專業人員只有通過煤礦區域的特定測量點的選定，準確、認真、仔細地測量出地質數據并且對相關數據進行計算和分析，繪制出與實際礦井環境接近的地質圖紙，為高效的采煤打好基礎。地質圖紙是為礦井工人下井采礦做好準備工作，地下礦井的環境較為復雜，如果不進行礦井環境的預測，就無法發現潛在的礦井危險。

3.4 提升煤礦測量人員的專業素質

具有專業測量素質的人員是提升煤礦測量數據精準度的前提與基礎，煤礦地質測量人員不具備深厚的理論功底或者煤礦地區的實踐探索經驗不足，都會存在數據測量失誤的情況，甚至會直接因為人工數據測量錯誤而導致無法發現潛在的安全隱患，也就無法到達測量煤炭地質數據記錄收集的根本目的。提升煤礦測量數據的精準度不僅是發現潛在的安全隱患，更是為進入礦井的礦工提供參考數據。煤礦地質的測量需要計算出可安全采礦的范圍以及隨時存在的地塊運動趨勢，并且做出正確判斷。根據國家以往的煤礦開采經驗，傳統的煤礦測量由于地理位置和測量據點的不同，造成測量數據差異性非常大，導致不僅效率低下，誤差也非常大，但是隨著開采技術的提升，可以通過人工操作無人機的方式，輸入經緯度或者跟蹤定位的方式測量測點的開采數據，減少人工徒步測量帶來的不便和人工操作的失誤，并且減少培訓時間的浪費，提升工作效率，減少誤差。當然隨著科學技術的發展，煤礦地質工作者也應當根據當代煤礦開采軌跡和存在的問題進行分析與學習，不能停留在對于過去煤礦開采的基礎上，煤礦開采單位可針對現有的工作者定期舉行地質專業知識培訓，這也是提升煤礦測量數據精確性的有效途徑。同時還應針對相關技術人員，制定完善的激勵、獎懲機制，激發工作人員學習先進技術的積極性，督促其不斷夯實自身的知識、技能基礎，多汲取來自行業一線的先進經驗，做好相關工作。此外，煤礦地質測量單位在平時也可多組織技術人員去往其他礦中進行學習，也可從社會中聘請在本行業內具有威望的專家來到本礦中，指導技術人員的作業，全面提升技術人員的技能水平，并定期對其進行考核，最大程度上提升技術人員的專業素質，督促其嚴謹負責地完成相應的作業，避免在此后的工作中出現測量失準的問題。

3.5 煤礦地質測量原始數據的妥當保存和對比

煤礦雖然是不可再生的資源，但是千萬年前的煤礦資產不是一次就能開采完成的。每次開采煤炭之前的準備工作就是地質測量，地質測量數據的算出也不是簡簡單單的工程，因此應當妥善保存各個地區的煤礦地質監測原始數據，以防止丟失或者遺棄。煤礦地質可能會受板塊運動的影響，但是很多常年煤炭開采地區的板塊運動不劇烈，也就是不會輕易受到板塊運動的影響，所以煤礦地質的測量原始數據十分重要，經過多次地質的測量可以分析其中的運動周期，從而總結出地質的運動規律或者從中分析出地質的運動軌跡，作為煤礦開采之前準備工作的參考，避免盲目操作或者無從參考局面的發生，減少因人工經驗缺少造成的數據測量的失誤。在提升煤礦地質測量數據精準度的同時，強化監測點的變化趨勢，防止盲目相信數據而忽略實際煤礦地質的變化。這也許就會本末倒置了，因此煤礦地質的原始數據非常重要。為了更好地保存原始數據，煤礦單位的相關人員必須重視建立原始數據核查制度，將初審制度與復審制度結合在一起，督促各級工作人員，在實際工作中，做好原始數據核對工作，在完成各項測量作業后，第一時間將數據記錄下來，并及時分析過往工作中獲得的原始數據，對比二者是否出現了差異，若出現了差異，還應深入分析造成這種差異的具體原因，確保煤礦地質測量過程中，工作人員得到的各項數據都是準確、真實且可靠的。

3.6 提升繪圖的準確性

在煤礦地質測量工作中，繪圖是指導后續測量工作的航標，因此相關工作者也應重視在收集準確的測量數據的基礎上做好繪圖工作，提升繪圖精準性，避免在后續的測量工作中出現位置失誤的問題，利用直觀、形象的繪圖指導工作人員的有序作業。目前，在開展繪圖工作的過程中，技術人員應當注意做好如下兩點：在開展正式的繪圖作業前，應仔細了解礦井的實際地質情況，盡可能詳細地繪圖，將礦井的面貌真實地反映出來；在繪圖過程中，必須將待測量點真實且準確地標注出來，同時還應繪制好周邊的地標，為相關工作的順利開展提供依據，助力測量精度的穩步提升。[4]

4 結語

總而言之，煤礦地質測量的精準度離不開測量人員的專業知識的理論分析與實踐探索的大量數據收集等。同時，煤礦地質測量的分析大部分依據專業人才收集的大量數據比對，數據測量設備的選擇與校對、不同地質選用的不同測量法、測量點的選擇等因素都會影響測量數據的收集。通過分析和收集地質的數據，繪制出煤礦作業區域的地質分析圖，為煤礦安全開采和安全生產打好基礎。煤礦開采是高危行業，只有通過科學的數據收集和專業工作人員的嚴謹工作態度和經驗以及嚴格遵守國家關于煤礦開采的有關規定，才能有效避免和科學減少煤礦危險事故發生，這也是有效提升煤礦地質測量精度的最終目的。