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關鍵詞:礦山測量;礦山安全生產;采掘工程;地質現象
礦山測量工作是每個礦山建設和每個礦山在生產時期中不可缺少的一種測量工作。隨著采礦工業的不斷發展,礦山測量工作要求也越來越高,礦山測量涉及到很多方面的礦山管理。由于我國地下礦產資源十分豐富,所以礦山測量工作對促進和保證安全生產,提高經濟效益,以及合理開發利用礦產資源起著相當重要的作用。文章淺談礦山測量在礦山的生存與發展中兩個方面的作用。
1 計劃及安全生產方面
礦山測量工作被比作礦山生產建設的眼睛,為礦山安全生產及礦山管理,及時提供各種圖紙資料和各種數據,從而使計劃的編制和安全生產的指揮具有可靠的依據。測量工作跟不上,不能及時地、準確地將這個空間的變化,以及由此暴露出來的各種地質現象或者其他信息及時繪制成圖,不能及時反映出地質情況的變化,那就無法制定下階段的采掘工程計劃,從而直接影響采掘工程的計劃。而一旦礦山測量工作有失誤或者提供的資料及圖紙不及時,就會造成采礦生產的盲目性以及管理工作的混亂,從而給礦山的安全生產帶來隱患和損失。
在開采過程當中,由于地下地質條件復雜,開采難度加大,加上在開拓和采切過程中無論在時間或空間上都在不斷的變化,而且是多個分段同時生產作業。所以測量就必須嚴格按設計要求和礦山的測量規范進行施工放樣,達到設計要求,從而提高經濟效益;如果測量不及時或測量不準確,達不到設計要求,礦石損失就大,經濟效益降低,而且容易埋下安全隱患。因此,礦山測量工作在礦山的作用是很關鍵的。測量工作必須及時對上、下分段的掘進及采礦作業地點的相對位置繪制成圖,及時掌握下分段空頂或采空區和上分段作業面的相對位置,從而避免安全事故的發生。
貫通測量工作是礦山測量工作的重中之重。在礦山當中有水平巷道的貫通、傾斜巷道的貫通、豎井及暗井的貫通、上下分段的上山人行通風井貫通,等等。在貫通測量中,貫通工程質量的好壞直接影響到礦山安全生產的整個系統。礦山的主運輸巷道就是整個礦山的主動脈。當然在指導井巷掘進的測量過程中會存在誤差,最終反映在貫通的接合處,使其中線不能理想銜接,發生錯開現象,出現偏差,這就是貫通誤差。它包括縱向貫通誤差、橫向貫通誤差、高程貫通誤差三種。一般的水平巷道或傾斜巷道,其橫向方向和高程方向為重要方向。因為在巷道相向對打時,測量人員必須及時測量填圖,當相向對打距離還有最后15m貫通時,測量人員必須及時通知一方停止掘進作業,只能由一方完成貫通工程,以免造成爆破事故的發生。如果測量不規范或極限誤差超過允許誤差造成貫通處方向偏差及高程偏差,造成巷道錯開或坡度過大,或者高差過高,造成整個巷道兩邊高低過多,運輸系統無法進行,只能挑高填低。這樣不僅工程量大,而且增加工程費用,給礦山企業帶來巨大的損失,又對整個礦山的運輸系統帶來極大的安全隱患。所以在貫通測量之前,必須制定測設方案。測設方案分四個步驟:(1)控制形式;(2)測量方法;(3)選定儀器;(4)確定誤差參數。一般是取二倍誤差預計結果作為極限誤差,即:極限誤差小于允許誤差,就達到測設方案。所以貫通測量必須嚴格按照開采設計提供的各種數據和礦山的測量規范進行施測,按照礦山的開采設計進行測量,各項誤差指標必須在礦山測量規范允許范圍內,不論是哪種礦山,坑道的開掘位置、坑道形式、坑道間的相互位置及相互關系及質量的要求,都是經過預先設計的。而為了保證各種坑道按設計要求進行施工放樣,就必須進行礦山的專門測量工作,特別是主運輸巷工程質量的好環,直接影響到行人的人身安全。如不按設計要求施工放樣,造成坡度過大,這樣在運輸過程中礦車車速過快,容易跳軌,從而引發安全事故。礦山測量工作在礦山安全生產中起著舉足輕重的作用。由于地下礦山地質條件復雜,會經常遇到含水層、溶洞、斷層,因此要求礦山測量工作必須及時提供準確的井下巷道位置,繪制準確的采掘工程平面圖,及時反映掘進巷道與采場的相互關系位置,防止在開采過程中穿透原采空區、含水層、溶洞或者透入相鄰巷道從而造成安全事故。特別對相鄰巷道的測量工作更須注意。因為相鄰巷道之間的保安礦柱較薄一般為5m,如果測量不準確而穿透相鄰巷道,那么開拓及回采作業過程當中就會存在極大的安全隱患。特別是遇到頂板比較松軟的地段,由于測量原因相鄰進路相互打通造成頂板跨度大,這樣就增加巷道支護和維護的難度,而且頂板、邊邦容易脫落,容易導致安全事故的發生。
礦山測量工作的好壞,對礦山的安全生產工作和經濟效益影響都很大。測量技術不過硬,未能按設計要求的方位去施工放樣,礦置控制不好,如設計是沿脈掘進巷道而如果測量工作不及時或無法定準方位,往脈外或往礦體內掘進巷道,都會增加巷道的工程量和礦石丟失。這樣不僅增加企業的工程開支,還會損失礦石,減少經濟效益。由于在地下大量的開采過程當中會對地面的地物、地貌嚴重破壞從而形成陷落區、塌陷區,在豐水期的時候會造成陷落區積水,直接威脅到井下的安全生產。所以,必須對露天陷落區、塌陷區進行測量,并及時填圖,及時反映井下生產作業面和陷落區的相對位置,從而有效預防在地下開拓過程中采掘工作面出現積水或淤泥事故的發生,并且對露天危險區域圈定警戒線。實踐證明,在當今發生的事故當中,如果測量工作做到及時填圖,準確繪制井上井下對照圖,確定井下與地面的相對位置;這樣當礦井發生事故有人員被困井下時,通過井下采掘工程平面圖確定發生事故地點,從而確定被困人員的位置,然后通過井上井下對照圖確定地面與井下的相互關系,制定最佳的救援方案,選擇最佳的救援通道,解救出井下被困人員,能夠確保國家和人民群眾的財產安全,特別是挽救了許多人的寶貴生命。所以,礦山測量在許多礦山事故當中起到極其重要的作用。
2 礦產資源合理開發利用方面
礦山測量在礦產資源開發利用方面也是具有極其重要的作用,主要是研究和指導礦山生產的均衡發展,有效降低礦石的損失和礦石的貧化。當然礦石的損失和貧化是由多個方面原因造成的,但是與礦山測量工作的好壞也有一定的關系。主要表現在采場的炮孔位置和炮孔深度測設不準確,從而導致礦石未能被采出,或者造成大量廢石摻入。這也是礦石貧化和礦石損失的一個重要因素。礦山的測量工作也是對巖層及地表陷落的移動觀測。找出移動范圍和移動規律,從而制定出合理的保安設計,這樣既能確保礦產資源的合理開發利用,減少礦石的損失,又能有效預防安全事故的發生。
在地下礦山的開采當中,井巷工程質量的好壞直接影響到礦山的安全生產。礦山的工程質量是礦山安全的保障,而礦山測量工作的好壞直接影響到工程質量的好壞。因此,礦山測量工作是礦井施工放樣、質量檢查和工程驗收的重要依據。所以礦山測量對工程質量的保證,就直接關系到礦山的安全。總之,礦山測量工作對礦山的作用是十分重要的,也是必不可少的,它關系到礦山的生存與發展。
參考文獻
關鍵詞:測繪技術;礦山測量;巷道測量
中圖分類號:TD17文獻標識碼:A文章編號:1673-9671-(2012)042-0138-01
1礦山測量的意義和任務
礦山測量工作即在礦山建設和采礦過程中,為礦山的規劃設計、勘探建設、生產和運營管理以及礦山報廢等進行的測繪工作。主要包括:建立礦區地面控制網、礦區地形圖的測繪(1:500~1:5000的地形圖和礦圖)、礦山施工測量、地表移動沉降觀測和礦體幾何圖繪制等。其中,礦山施工測量是礦山建設和開采過程中為各種工程的施工所進行的測量工作,即地面上的土建工程測量、井下控制測量和施工測量、豎井定向測量和豎井導人高程測量、豎井貫通測量。由于礦山測量工作涉及地面和井下,不但要為礦山生產建設服務,也要為安全生產提供信息,以供領導對安全生產做出決策。礦山測量的任何疏忽或粗率都會影響生產或有可能導致嚴重事故發生。因此,礦山測量在礦山開采中的責任與作用都是很大的。所以經常把測量比作礦山生產的眼睛,巷道測點及中腰線是井下生產的導航標。
建立礦區控制測量系統:礦區控制測量網,是礦區各點測量系統的基礎,布網一般和國家控制網相聯結;如果尚不具備聯結時,可布設獨立的三角網。這些點的密度很小,遠遠不能滿足礦區測量的需要。通常進行的礦區控制測量就是在國家一、二等三角網和水準網的基礎上布設礦區三、四等三角網作為礦區的平面控制,利用靜態GPS擬合高程或三角高程作為礦區的高程控制。為了滿足礦井建設和生產的需要,建立礦井上、下統一坐標系統,還需在礦井工業廣場井筒附近布設平面控制點和高程控制點,即我們通常所說的近井點和井口水準基點。考慮到礦山測量的特殊性,近井點和高程水準基點的布設還要滿足以下要求。
1)通視條件較好、觀測人員比較好到達。2)盡可能埋設在便于觀測、保存和不受開采影響的地點。3)近井點至井口的連測導線邊數應不超過3條。4)高程水準基點應不少于兩個(近井點可作為高程水準基點)。
本文就礦山施工測量中的井下施工測量做一簡單論述,井下測量主要對象是巷道,巷道測量和地面測量工作一樣,應遵循“從高級到低級,從整體到局部”的原則。巷道施工測量的任務是按照礦井設計的規定和要求,在現場實地標定掘進巷道的幾何要素(位置、方向和坡度等),確定巷道,硐室及回采工作面的平面位置與高程,并在巷道掘進過程中及時進行檢查和校正,準確標定各種工程位置,指示巷道掘進方向。
井下測量與地面上測量比較,具有很大的局限性,井下測量的空間是各種巷道與采掘場所,由于巷道狹窄,加之各種管道、車輛乃至行人、風流等都在其中通過或活動,難免對測量工作產生干擾或阻礙。此外巷道內一般情況下照明條件差,通視困難,因此要求在井下測量時,應盡量避開行人、測量和管道,采用專門的照明設備,使之適應這樣的工作條件。
礦山測量現在負責人要對測繪儀器和工具要定期校檢,進行重要測量工作前亦必須對所使用的儀器工具進行檢校,要做好日常業務工作,及時正確的實測并收集各項原始資料,編制各點綜合資料,并不斷提高各個環節的技術質量,保證各點地測資料的精度,達到國家有關技術規程的要求。作好地測技術業務管理,建立相應的管理制度,從而使礦山開采立足于可靠的地測基礎工作之上。
2井下巷道測量
巷道掘進是一個系統工程,影響因素較多。掘進過程中應首先搞清楚巖性情況、地質條件變化情況。做好地質情況分析和預測預報。看前方有無鉆孔、斷層、破碎帶、采空區、老巷,還得分析巷道臨近區域有無老空區、老巷和積水區。做好探放水工作和煤巖層瓦斯預抽工作或者防突工作。
巷道掘進中必須抓好中腰線管理,使巷道掘進嚴格按照設計好的中腰線前進著。及時編繪反映施工現狀的平、剖面圖和竣工圖。定期對井巷掘砌工程進行驗收。測量專業隨著掘進工程的進展、及時、準確地進行實測,同時建立齊全的測量現場記錄野帳和室內計算臺帳。繪制各點礦山測量原圖,并能反映坑內外工程關系和現狀,為礦山生產和安全防范提供依據。為礦山生產提供各點測量資料和圖件,并參與礦山采掘(剝)工程設計和計劃的編審,對采掘(剝)工程施工進行測設、給點、給方位等測量技術管理。
井下測量的導線點分為永久點和臨時點兩種,在巷道測量中,由于井下工程施工面黑暗潮濕,巷道中往往積水或泥土較大,環境較差,控制點做在地面上很容易丟失,因此永久點應設在碹頂上或巷道頂(底)板的穩定巖石中,巷道分岔處必須設點,所有布設的永久點統一編號。臨時點可選設在頂板巖石中或牢固的棚梁上。隨著巷道的不斷掘進,井下導線也要及時延長。采區控制導線一般應每隔30 m-100 m延長一次,基本控制導線應每隔300 m-500 m延長一次。井下高程點應布設在巷道頂、底板或兩幫的穩定巖石中,碹體上或井下永久固定設備的基礎上,也可選用井下永久導線點作為高程點。鑒于井下測量環境較差,水汽較大,測量儀器進去后目鏡很容易變得很模糊,所以進行井下測量之前最好事先要準備好能搽拭目鏡的軟布或軟紙,以備用。
為了指示巷道在水平面內的方向,需要標定巷道的幾何中心線在水平面上投影的方向即中線方向。
中線點應成組設置,每組不得少于3個點。
標定巷道中線的步驟大致如下:
1)檢查設計圖紙。主要檢查的內容包括:巷道間的幾何關系是否符合實際情況;標注的角度和距離是否與設計圖一致等。2)確定標定中線時所必需的幾何要素。3)標定巷道的開切點和方向。4)隨著巷道的掘進及時延伸中線。5)在巷道掘進過程中,隨時檢查和校正中線的方向。
巷道一般采用獨頭掘進,洞室之間互不相通,因此不便組織校核,出現錯誤往往不能及時發現。又常把測量點設置在巷道的頂部,儀器需進行點下對中,并且有時邊長較短,隨著巷道的進展,點位誤差的累積越來越大,因此測量精度難以提高。掘進過程中的安全問題應引起高度重視,主要包括井巷通風、防塵、地壓支護、巷道防火、爆破作業安全、電氣設備安全等。掘進作業危險性較大,應按技術標準設計坑口、配備安全設施、進行有效的塵毒監測、強化安全管理、制訂嚴格的安全規章制度等措施。平巷掘進,基本為獨頭施工,掌子面空間狹小,人員、機械較多,空氣質量差,特別是鉆眼和出碴時。對此必須加強通風,保證空氣質量及能見度,減少安全隱患。人在施工中的隨意性,是最不安全因素。在保證個人施工能力及操作規范性同時,安排合理工作時間、保持施工人員的良好施工狀態,也是安全施工必備條件。凡礦山重要貫通工程,如:豎井、斜井、主運輸平巷等,以及新中段的定向,都要做好測量設計和誤差預計,選擇最佳的施測方案。根據礦山實際需要,進行空場測量,巖石移動觀測,露采邊坡觀測和地壓活動管理,為安全生產提供測量資料。
3結束語
經過本次實際的井下巷道測量工作,讓我學到了很多實實在在的知識,由于以前從事的基本上都是地面上的各種測量工作,和井下還是有所不同的,比如全站儀的對中、置平以及井下的測量方法,這些和地面上是有很大區別的。很大程度的提高了自己的技術知識和責任心,讓我知道巷道施工測量直接關系著采礦工程的質量,關系到施工人員和礦井本身的安全,因此要求我們每個礦山測量人員必須具備過硬的測繪技術,很高的責任心,認真的去處理每一次的測量數據,及時、細心的去配合施工部門進行工作,只有很好的去配合各部門,很好的發揮團結一致的集體精神,才能更好的為礦山的開采,巷道的掘進提供保障,才能保證礦山及人員的安全,才能為社會的發展做出應有的貢獻。
參考文獻
【關鍵詞】礦山測量;技術現狀;發展方向
引 言
礦山測量是關乎國家經濟發展的重要技術測量,它是利用相關電子儀器設備,對地質進行測量,以探尋經濟發展所需要的資源和能源,為礦山開采作準備工作的一種測量手段。通過對礦山測量的相關數據,技術人員可以對礦山的礦產儲量、礦石品位等做出進一步判斷,還可以對開采方式等作出合理的設計。總之礦山測量技術是進行礦山開采的基礎,在礦山開采中起指導作用。
一、我國礦山測量技術的現狀
隨著我國經濟的迅速發展,所需求的資源能源也越來越多,現有的資源無法滿足生產發展的需求,因而國家對礦產資源的開發力度也逐漸加大。在現有的測量技術下,我國礦產資源開發依然滿足不了生產需求,這其中有兩個原因,一是資源需求量太大,供不應求;二是測量技術不夠先進,造成一定程度的資源浪費。
(一)當前礦山測量主要儀器
當前我國的礦山測量技術設備中,全站儀、陀螺經緯儀等儀器設備是較為常用的礦山測量設備。這些儀器的廣泛使用,提高了測量精度和工作效率,為礦產資源的開發作了很大的貢獻。近年來,隨著測量強度的增加和地質條件的復雜化,現有的儀器設備在有些地質條件下難以發揮出正常水平,而且礦山測量很大程度上是井下測量,這對不同壓力條件下一起的穩定性和精確性有著一定考驗。
(二)計算機技術和其他技術的使用
在礦山測量技術中,相關儀器設備的使用是一方面,另一方面是電子計算機技術的廣泛使用與全球定位系統、地理信息系統和遙感技術的使用。這些技術也是礦山測量的核心技術和測量關鍵,對整個礦山測量而言,作用無可取代。全球定位系統對于礦井工作中位置確定以及開采中的方向判定有重要作用;借助遙感技術對礦山整體地貌有一個了解,通過地理信息技術綜合分析,制作出較為精準的地質剖面圖和測繪圖,配合測量儀器對礦產開采作出精確指導。電子計算機技術是將這些技術和設備通過電子計算機模擬合成,從而動態地反映出礦產開采的新進展;同時,計算機操作可以避免人為操作造成的誤差,提高工作效率,還可以實現自動化、一體化,節約勞動力。
(三)多維測量手段
針對被測量礦山中的具體地形地貌,采用多維的測量手段進行測量,以提高測量的精確性。在礦山開采中,會遇到不同地質狀況的巖層,根據礦區地質狀況,對巖層的運動方向和變形做一個合理的預測可以有效減少礦山開采中事故的發生率。因而必須選用多地點、多方式的測繪手段,運用計算機數值模擬,對出現的狀況進行分析和實驗模擬,保證測量圖繪制的準度,更好地指導礦山開采。
二、礦山測量技術發展方向
我國礦山測量技術經過了幾十年的發展,在精度、自動化、效率方面都大大提高,在當今世界領域內居于前列。我國礦山測量工作者充分運用自己的聰明才智,敢于探索,在土地復墾與礦產資源經濟等邊緣學科取得了較大成績,為我國礦山測量事業作了很大的貢獻。同時,還應清醒的認識到,我國礦山測量面臨著一些問題。對此,筆者提出以下發展方向:
(一)采用新的測量儀器設備
測量儀器是礦山測量工作的基礎,在礦山測量技術發展的同時,儀器設備也必須加以改進。針對不同的地質狀況和不同的礦產的需求,采用不同的儀器設備。如在中小型煤礦中,防爆測距儀和防爆電子手薄是相對較為實用的儀器設備,它能在礦井下有效實現自動化的數據采集。防爆型智能化全站儀是今后測量設備發展的一個方向,它能夠很好地實現測距、定位數據采集等一體化,具有方便靈活的特征。智能化系統的應用,使得這種全站儀的效率大大提高,成為今后礦山測量的主要儀器。同時,反射棱鏡系統和無線電通訊也是今后井下測量需要使用的的重要儀器設備。
(二)創新測量技術
測量技術的創新要從三方面突破,分別是理論創新、技術創新和實用創新。其中,理論創新是基礎,讓礦山測量理論伴隨著相關科學的發展而有所改變,以適應時代的轉變和實際需要。技術創新是核心,針對礦山測量中出現的一些列問題,以現有條件為基礎,在技術上尋找突破口,以全新的測量技術適應礦山生產和管理的各個環節。實用創新是關鍵,測量技術的創新目的提高礦山生產的效率,促進測量事業的進步。因而,測量技術是否具有實用性,能否經受住時間的考驗,這是技術創新的關鍵問題。只有將這三方面的問題解決好了,才能實現技術創新,促進測量事業的發展進步。
結束語
礦山測量技術歷經多年發展,為國家經濟發展和社會生活有重要貢獻,在新的時代背景下,運用新的測量儀器設備,采用新的測量技術,讓礦山測量技術繼續為人們服務。
參考文獻:
【關鍵詞】GPS技術 礦上測量 應用措施
【Abstract】GPS technology is only in recent years and in the development of social life, GPS (Global Positioning System), the Global Positioning System (GPS), first developed by the United States, and in 1994 began to be put into use of satellite navigation and Positioning System. In the context of the current, the application technology has spread to all fields of national economy, in the field of measurement of GPS technology to the advantage of all-weather, high efficiency, high precision, automation gradually applied to the measurement field, in this paper, the application of GPS technology in the mine survey analysis, to further promote the application of GPS technology in the mine measurement.
【Key Words】GPS technology;The mine measurement;The application measures
在傳統的礦山測量中,常規三角、導線測量因為其作業率低,精度不準確已經逐漸滿足不了現在礦山工作的需要。而GPS技術的出現很好的滿足了現代礦山測量的需要,就目前來講,GPS技術已經普遍的應用到礦山的測量中,本文就結合礦山的實際情況,探究GPS技術在礦山測量中的一些工作方法。
1 GPS 技術概述及特點
GPS(全球定位系統)是美國第二代衛星導航系統,它主要由三個部分組成:空間部分、地面監控部分和用戶接收。GPS的空間部分主要是由24顆GPS衛星所組成,這24個衛星一并組成了GPS的衛星星座,這24個衛星分工不同,其中21個衛星用于導航,3個為備用衛星。每個衛星能夠發出導航定位的信號。控制部分主要分布在全球不同的跟蹤站組成的監控系統,跟蹤站根據作用的不同又被分為主控站、監控站和注入站。而用戶部分主要是由接收機、數據處理軟件及相應的用戶設備所組成的,用戶部分的主要作用是接收GPS衛星所發出的信號,并利用這些信號進行導航定位。
GPS因其獨特的優勢地位在測量領域中應用于大地測量、城市測量、各類工程測量、變形測量等一些領域,并且逐步成為一種重要的常規檢測手段。并且GPS有一定的精度高、觀 測時間短、操作方便以及全天候作業等特點,這些特點也是GPS技術能夠在礦上測量的優勢之一。
2 空間信息技術在礦山測量中的應用
對空間信息技術的核心是和主體來說,主要應用的是“3S”技術。對礦山測量來說,在礦山測量中都已經應用了該技術,并且在應用的過程中也得到了良好的成效。尤其對于GPS技術來說, GPS技術在礦山測量、控制測量、工程測量、環境監測、防災減災以及交通運輸工具的導向方面發揮著重要的作用。GPS技術有著比傳統的測量技術更為優勢的特點,如:不受天氣的限制,能夠全天候的作業、并且計算精度高同時還無等級測量之分,無需考慮測點間的通視,且不存在積累的誤差。這些技術的應用都改變了傳統的測量模式,地理信息系統有關的數據進行采集、處理、管理,其發展和應用對測繪科學的發展意義重大,在空間信息技術的支撐下,現代的測繪儀器和技術層出不窮,并且對礦山測量帶來方便。作為“3S”技術中的遙感技術在礦山測量中的應用經歷了較長的發展階段,在遙感技術豐富經驗的引導下,航空遙感技術可以獲取礦區的信息資源,對礦區的環境進行檢測,為礦區的環境保護提供意見和決策的支持。通過相片的校正、目視判讀和野外的調繪工作來完成地形圖的描繪。GPS技術的出現改變了傳統的地面測繪的方式,在礦山測控中可有效的利用GPS技術進行礦區地表移動檢測。水文觀測孔的高程檢測、礦區控制網建立或復制與改造等。GPS接收機的性能價格比不斷的上升,其應用于礦山測量工作的地面部分已經成為現代礦山測量的一項重要的技術。
3 GPS RTK在礦山工程測量中的應用
RTK(實施動態測量)的定位系統是有基準站、流動站和數據鏈組成的,實施動態測量是必須建立在無線通訊技術上,該系統的原理主要是在點位精度較高的手機控制點作為基準點,并且安裝一臺接收機作為參考站,對衛星進行連續的觀測,流動站上的接收機在接收衛星信號的同時,可以通過無線電的傳輸設備接受觀測數據,流動站上的計算便可以根據相對定位的原理實時計算機顯示出流動站的三維坐標與測量精度。這樣用戶便可以根據待測點的精度指標確定觀測時間,從而減少冗余的觀測,進而提高了工作的效率。
在礦山的測量中,現在都開始采用RTK,對一般的地形地勢而言,一次的測區范圍是10多km,這就大大減少了傳統測量所需的控制點數量和測量儀器的搬站次數,僅需要一個操作步驟,便可以準確測到該點的三維坐標值。RTK技術的另外一個優勢便是其平面精度和高程進度已經達到厘米級,對出現的錯誤不會累加,并且數據安全可靠。在對鉆孔、征地邊界、境界線的工程放樣中,RTK技術能夠大大提高外業放樣的效率,個人應把提前設計好的點位坐標輸入到電子薄中,手薄便會自動的提醒你如何走到要放樣的位置,具有方便快捷的優勢,不足之處是不能現場給定角度和方向。
4 GPS技術在礦山測量中的具體的作業步驟
4.1準備工作
采用GPS對礦山進行測量時,第一個應該要做的步驟首先應該是對測區進行踏勘,接下來應該根據踏勘的特點完成工作。在準備的過程中,準備工作一般包括以下幾個方面:設置好參數,基準站的數據采樣率一般為4―5秒的時間,流動站的數據采樣率一般為1―2秒,并且對高度的截止角通常設定為10度;對已經知道的坐標及時更換參數;對實施的工程放樣來說,在實施工程放樣前,應該對每個放樣點進行坐標的設計,并且定位線路的方位角,這樣便于在野外工作時,實施準確放樣。
4.2對測區的坐標進行合適的轉化
對于坐標系的參數來說,在礦區的應用中有多種參數,這就需要對參數進行轉換。如:如果一個礦區采用的坐標系是北京54坐標系,而在對礦山的測量是在WGS―84的坐標系上進行的。因此,在進行礦區測量的過程中應該把坐標體系進行轉換,所以應該注重對測量的坐標進行轉換。
4.3合理的安置基準站
對基準站的設置來說比較靈活,可以設立在精確坐標的已知點上,而且還可以設置在未知點上。對在基準站安裝的過程中在對地理位置的選擇上有較為明確的要求,如:應該選擇地位位置較高的地方、無遮擋、電臺信號覆蓋良好的地方。此外,在對基準臺安置的選擇過程中為了防止多重路徑效應與數據鏈的丟失時,在基準站的200m范圍內最好不要出現高壓電線和無線電的發射臺。
4.4 GPS_RTK施測及放樣
在測區首級控制監控基礎之上,利用點校正的方法,并且用求解坐標的系數去轉換參數,并且在基準站的設置時還應該選擇通視性好,四周沒有任何強電磁干擾的地方。當測區可見GPS衛星數在5顆星以上,只需要5――15秒的時間 就可完成初始化而得到固定解。這樣簡單方面的操作,使得每臺移動站只需一人便可以進行測量作業,每次在開始作業之前都應該對已經控制的控制點進行檢測,在確保檢測系統正確無誤之后,方可進行作業,
實時動態 RTL數據處理則相對比較簡單,外業測量采集的實測坐標通過手簿的數據傳輸系統,直接下載到計算機內。便可對其進行圖形編輯,同時也可以通過采集、整理和分類使之形成文件之后進行打印出來,在鉆孔放樣中,RTK 同樣能實時地提供導航數據,既可以快速的找到點位,還能夠精確的提供定位的精度。如在鉆孔放點和測點,可以依據GPS的電子手簿顯示的定線導航數據同樣能夠快速上線。并且用 GPS_RTK放樣,GPS電子手簿導航畫面可以快速上點及上線,它在一定的程度上提高了工作效率,減輕了工作人員的工作強度。因此,RPK的 測量既可以實時提供點位坐標和高程,又可實時知道測量點位精度。與此同時從測量結果來看,RPK的測量精度可以達到厘米,能夠很好的滿足礦山測量的需要。
5結語
GPS技術在礦山測量中的出現和發展極大的提高了礦山測量的工作效率,并且變革了傳統的測量手段,極大的方便的了礦上的測量工作。隨著GPS技術不斷的改進與發展,將會把礦山測量帶進另外一個新的發展階段,
參考文獻:
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作者簡介:
關鍵詞:數字化;測量技術;技術應用
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.110
0 引言
我國科學技術水平不斷提高和經濟全球化的不斷深入,礦山資源的需求量越來越大,我國礦山開采作為礦山工作的重要組成部分,需要借助科技的力量不斷提升開采水平和技術,目前礦山生產對礦山測量技術的要求不斷提高,測量工作成為礦山開采中的基礎保障,因此,以計算機技術、通訊技術和生物技術等眾多現代化技術為一體的數字化測量系統成為礦山開采中的重要手段和依據,與傳統人工測量技術相比,數字化測量有更高的科技技術做支撐,不僅提高了礦山測量的準確性和測繪效率,更進一步提高了礦山安全生產的預見性,因此企業應重視數字化測量技術的重要性,認識到數字化技術的優勢,構建科學測量體系,為礦山安全高效生產提供科學指導。
1 數字化礦山測量技術的定義
數字化測量技術是集眾多現代化技術于一體的現代化技術,可以準確的勘探礦產資源的具置,還可以實現數據的數字化管理;礦山數字化測量技術通過三維技術、GPS定位技術、視頻通信技術隊礦山資源分布和開采環境進行全方面的分析總結,數字化礦山測量技術的五大系統包括采集、調度、功能、包裝與核心技術;采集數據主要通過對礦產資料數據系統、傳感系統和勘探系統對礦山基本情況進行基本的信息采集。調度負責提供拓撲建立與維護空間分析,設置數據訪問限制和生產資料分配,以保證系統的穩定運行;整合功能則是礦山數據進行綜合分析,依靠三維建模提供數據基礎。核心功能是對礦山數據進行統一管理,并作出數據分析,各個部分相互配合,相互支撐。
2 數字化礦山測量技術的優勢
(1)數字化礦山測量系統基于仿真技術將礦山的地理環境直接顯示,更加有利的進行礦山開采指導;實現測量高效化,并針對礦山動態實時進行檢測控制,達到縮短開采周期,提高礦山生產效率的目的
(2)數字化測量技術按照礦山生產的實際情況,提取測量成果中的各個要素,獲得用途廣泛的數據資料,數字化測量技術有較高的精準度,集眾多現代科技于一體的數字化測量技術既能降低礦山的測量工作量,又能保證測量工作的及時和準確性。
3 礦山測量工作中數字化技術的應用
(1)三維可視化技術的應用。數字測量技術是基于全站儀、GPS系統的相關軟件對礦山信息進行采集和整理,三維可視化技術則主要通過對采集到的信息描述較為只管,可以通過三維立體可視化技術將礦山的空間信息、地理地貌和資源位置等數據信息呈現,為礦山測量工作提供完整可靠的數據支撐,礦山測量過程中所獲取的三維數據傳輸至三維建模軟件,通過云數據處理完成拼接工作,并利用3Dmax等三維處理軟件生成礦山的三維立體動態圖像,由此形成的立體圖像可供礦山測量人員參考和使用,基于計算機通訊網絡形成的三維可視化技術為礦山測量人員提供完整可靠的數據信息,使得礦山測量人員可以不受地域和周圍環境影響,對生產區域的相關信息進行實時查詢監測,更加有效的調控礦山資源的生產。
(2)空間信息技術的應用。在礦山測量中采用空間信息較好的先進技術一般是空間信息技術,也就是3s技術,該技術包括GPS、RS和GTS技術組成,是在礦山測量中應用廣泛的技術。GPS技術由用戶、地面監控和空間三部分組成,通過衛星導航技術演變而來的測量技術,具有高精確度、測量靈活和全方位全天候測量等特點,最大的優點是在測量中通過衛星傳輸,不會有誤差的累積。
RS即遙感技術,由傳感器技術、信息傳輸和處理、目標信息測量技術等組成,對信息進行掃描、攝影、傳輸和處理后對礦山進行測量,該技術高效準確,及時完成礦山地形的測量測繪,主要可以監測大面積的礦山監測。GTS技術是地理信息系統技術,基于地理信息空間,按照地理模型,提供多種地理形態的信息數據資料,將信息次啊及、數據化處理形成的技術體系,滿足礦產對數據資料的需求
(3)測量數據資料的數字化處理技術的應用。數據資料處理的數字化指通過計算機技術進行輔助繪圖,所處理的數據資料通過文字、圖形或圖標等多種形式,為礦山安全提供測量數據,減少數據傳輸之間的處理環節,提高了測量精度,還可以對礦產測量成果進行檢驗,及時糾正出現誤差的測量結果。按照礦山測量的實際情況和實際需要,建立完善的數字處理系統,為數字化制圖提供數據服務。
(4)數字化繪圖技術的應用。在礦山測量中,礦山的地貌地形、地下地質條件等信息存在一定的變動和客觀性,測量人員需要將這些客觀抽象的信息以圖紙的形式顯現出來,需要對不同比例的地形進行測繪,,這需要測量人員掌握專業的測繪技術,但傳統的圖形測繪技術存在誤差,無法滿足現代生產的需求,為避免影響到礦山開采的發展,而數字化管理能有效調節礦山測量與生產之間的關系,以計算機三維軟件為基礎,實現快速成圖、分析,形成的圖形快速準確,為礦山下管理人員的開采提供重要的數據支撐,數字化礦圖效率高,準確度高,可以根據地形變化實時更新,并根據需要轉換數據結構,有利于構建礦圖數據庫,為建立礦山信息管理系統提供技術支持。
4 結束語
隨著信息技術不斷發展的今天,數字化測量技術已成為礦山測量的關鍵技術之一,國家經濟發展的不斷提升,我國礦產事業也得到快速發展,在多種現代化測繪技術中,選擇適合的測量技術,是提高生產效率和產量的關鍵方式,數字化測量技術被廣泛應用于礦山測量系統中,對礦山生產效率和安全開采有很重要的指導意義,為保障數字化測量技術可以更好的應用,測量人員應掌握數字化測量技術的原理和使用方法,建立完善的數字化測量體系,確保開采順利進行。
參考文獻:
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【關鍵詞】全站儀;平面控制測量;高程控制測量;貫通預計
隨著測量技術的快速提高,全站儀已普遍用于控制測量、地形測量及礦山測量中,并以其簡捷的測量手段、高速的電腦計算和精確的邊長測量,深受廣大測繪人員的歡迎。近年來,全站儀導線測量隨著其測量精度的大幅度提高和作業方式的改變,在礦山測量方面得到了廣泛應用。在具體生產過程中,采用全站儀導線測量的方法增加若干測站點,可以保證圖根控制與碎部測量同時進行。
1.全站儀的概念
全站儀是全站式電子速測儀的簡稱,它是集測角、測距、記錄、存儲、運算等多種功能于一體的新型電子類儀器,具有速度快、精度高、存儲量大、穩定性好、人為影響小等優點。近幾年來,防爆型全站儀在煤礦測量中逐步得到應用,利用全站儀可以測設復合導線、支導線或者支點,進行礦區加密圖根控制測量點。利用全站儀還可以依托現有的軟、硬件設施,外接測量儀器和輸入、輸出設備,完成對井下空間數據進行采集、輸入、編輯、成圖、出圖的一條龍作業,同時利用全站儀還可以完成井上下的聯系測量、井下導線的測設、特殊工程放樣等工作。由于全站儀測角和測距的電子化,大大簡化了工作程序,減少了測角和鋼尺的誤差,從而大幅度的提高了井下作業的精度和效率。
2.全站儀應用在井下平面控制測量
由于受井下巷道條件的限制,井下平面控制均以導線的形式沿巷道布設,而不能像地面控制網那樣有測角網、測邊網和GPS網等多種可能方案。全站儀井下平面控制測量的目的是建立井下平面測量的控制,作為測繪和標定井下巷道、硐室、回采工作面等的平面位置的基礎,也能滿足一般貫通測量的要求。
在井下巷道掘進過程中,全站儀應用在井下平面控制測量,主要采用一個測回法,分為兩個半測回,測量過程中要求兩個半測回的互差和2C值均控制在《煤礦測量規程》的要求之中,測量人員在測量過程中必須嚴格執行,并做到認真檢核。
井下基本控制導線測量是一項非常重要的測量工作,它直接影響著礦井各項貫通工程的精度以及地面建筑物和井巷工程的相對精度,必須認真執行《煤礦測量規程》的要求,同時做好人員的組織、協調工作,加強自身安全,保護好各種儀器。
3.全站儀應用在井下高程控制測量
3.1全站儀井下高程測量是測定井下各種測點高程的測量工作
其目的是為了建立一個與地面統一的高程系統,確定各種采掘巷道、硐室在豎直方向上的位置及相互關系,以解決各種采掘工程在豎直方向上的幾何問題。
3.2全站儀高程測量的具體任務大體有以下幾項:
(1)在井下主要巷道內精確測定高程點和永久導線點的高程,建立井下高程控制網。
(2)給定巷道在豎直面內的方向。
(3)確定巷道底板的高程。
(4)檢查主要巷道及其運輸線路的坡度和測繪主要運輸巷道縱剖面圖。
3.3全站儀井下高程測量的方法
全站儀井下高程測量主要采用三角高程測量的方法。三角高程測量方法主要是將全站儀安置在測點,對中整平,在前視點懸掛垂球。用望遠鏡瞄準垂球線上的標志點,測出傾角,并用激光測距法測出距離,最后量取儀器高和前視點,整個操作過程簡單方便,取代了傳統的鋼尺測距法,簡單、快捷且精度高。
全站儀附合高程路線的閉合差,可按邊長成正比分配。復測支線終點的高程,應取兩次測量的平均值。高差經改正后,可根據起算點的高程推算各導線點的高程。
3.4全站儀三角高程測量的優點
(1)用全站儀三角高程測量方法代替水準測量,方法簡單易行,測量速度快,為今后快速、準確的建立高程控制網提供了新的途徑。
(2)全站儀測量高程,可靈活選擇測站點的位置,可節約時間,降低勞動強度,比鋼尺量距更具有明顯優勢。
(3)全站儀單向高程測量,可消除一些系統誤差的影響,并在一定范圍內可代替四等水準測量。
(4)可靈活增加測回數,以提高距離和豎直角的觀測精度。
4.全站儀在井下貫通測量中的應用
為了提高貫通測量的準確性和可靠性,必須編制合理的測量方案,采取有效的測量方法,結合工程實例,分析井下控制網,進行導線測量并加測陀螺定向邊對貫通巷道精度的影響,通過對貫通測量誤差預計分析,在貫通點上,分別對兩中線間和腰線間進行極限誤差預計,保證貫通測量的精度。
全站儀在井下貫通測量中的應用,是一項非常重要的測量工作。貫通測量的任務就是保證巷道在貫通點或相遇點上,其測量誤差不超過一定的數值,能夠滿足《煤礦測量規程》和巷道施工的需要。任何測量工作都不可避免的帶有誤差,所以每次貫通工程測量前必須做貫通誤差預計,從而制定合理的測量方案,保證了井巷工程順利貫通。在生產實踐中,全站儀通過結合陀螺定向、立井定向、立井高程傳遞等測量方法,對貫通測量進行誤差分析,評定全站儀的測量精度,并應用到貫通測量誤差分析中,提高了貫通效率,節約了測量時間,提高了測量精度。
在全站儀井下貫通測量的數據處理中,主要利用AUTOCAD、EXCEL進行貫通測量誤差預計。利用AUTOCAD的強大繪圖功能可以進行煤礦各種測量圖紙的繪制,把圖上點位坐標直接導出到數據文件,可大大簡化坐標輸入工作,解決了手工輸入坐標工作量大、而且容易出錯的問題,同時EXCEL強大的表格處理、函數功能以及簡便的可視化操作為廣大用戶所青睞,按照貫通測量誤差預計的原理,與測量計算方法相結合,便貫通測量誤差計算工作變得簡單快捷,大大提高了測量人員的工作效率。
5.結語
傳統的測量控制方法已經逐步被全站儀導線測量方法所取代,在采用全站儀進行礦山導線測量時,要牢牢記住全站儀的測量計算方法和誤差分析方法,充分發揮其導線測量的優勢,這樣不僅可以提高測量效率,更能有效的將礦山測量的作用發揮到極佳。煤炭工業日新月異,煤礦已逐步實現標準化、現代化,相信隨著測量儀器的不斷更新換代,全站儀在礦山測量中的應用會促使煤礦測量這個交叉學科得到更加長足的發展,從而更好的服務于礦山,促進煤礦的可持續發展。[科]
【參考文獻】
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關鍵詞:礦山測量;CORS-RTK;應用;探討
中圖分類號:TU984 文獻標識碼:A 文章編號:
1 CORS—RTK基本原理
連續運行衛星定位綜合服務系統(CORS,ContinuouslyOperatingRefrenceService)是利用全球衛星導航定位系統GNSS,計算機、數據通信及互聯網絡技術,在一定區域內以一定間隔建立的長年連續運行的若干個固定GNSS參考站組成的網絡系統。CORS系統由參考站子系統、數據處理中心子系統、數據通信子系統和用戶應用子系統4部分組成。各子系統由數據通信子系統互聯,形成一個分布于一定區域的局域網。
CORS是在一個較大的區域內均勻的布設多參考站,構成一個參考站網,各參考站按設定的采樣率連續觀測,通過數據通信系統實時,將觀測數據傳輸給系統控制中心,系統控制中心首先對各個站的數據進行預處理和質量分析,然后對整個數據進行解算,實時估算出網內的各種系統誤差改正項(電離層、對流層、衛星軌道誤差)獲得本區域的誤差改正模型。通過無線電傳輸設備把改正數據傳給流動站,隨機根據相對定位的原理實時計算,并顯示出流動站的三維坐標和測量精度。網絡RTK技術是CORS核心技術,能夠提供高精度實時動態定位服務,與基于單基站的載波相位實時差分定位相比,可有效降低作業成本、擴大作業半徑,提高生產效率。
多基站網絡RTK技術建立的連續運行衛星定位服務綜合(CORS—RTK)系統就是利用地面布設的多個基準站組成GPS連續運行參考站(CORS),綜合利用各個基站的觀測信息,通過建立精確的誤差修正模型,通過實時發送RTCM差分改正數,修正用戶的觀測值精度,在更大范圍內實現移動用戶的高精度導航定位服務。CORS—RTK系統是GPS實時動態差分中最先進、精度最高、應用最廣泛的差分系統,它采用了載波相位動態實時差分方法,極大地提高了外業作業效率。其實時精密差分定位精度,平面10nun+2ppm:高程20mm+2ppm。完全可以滿足礦山測量要求,是GPS技術在測繪、導航等行業發展利用的方向,是從事礦山控制測量一種先進的GPS測量方法。
2 CORS—RTK在礦山測量中的優點
CORS—RTK系統徹底改變了傳統RTK測量作業方式,其主要優勢體現在:
2.1 采用連續基站,用戶可以全天候觀測。與傳統測量相比,CORS—RTK技術不受通視條件、能見度、氣候、季節等因素的影響和限制,只要滿足RTK的基本工作條件,它就能輕松地進行快速的高精度定位作業。連續運行參考站系統能夠全年365天,每天24小時連續不間斷地運行,全面取代常規大地測量控制網。
2.2 無縫兼容CORS系統。面向CORS系統的技術設計,可全面支持各種類型的GNSS測量、定位,無縫接入區域連續參考站系統(CORS),一定范圍內不需要另設基準站,一臺移動臺即可實現RTK作業,真正實現單機作業。
2.3 抗干擾能力強。GPRS/CDMA/UHF數傳技術,數據鏈通訊方式固定可靠,可以減少噪聲干擾;成熟網絡數據傳輸技術(GPRS/CDMA)和傳統IJHF數據鏈技術兼備,可自由切換數傳模式。GPRS數據傳輸技術不受作業環境和條件限制、特別適合城區、礦區等傳統電臺信號阻擋嚴重的復雜地區作業。
2.4 定位精度高,數據安全可靠,沒有誤差積累。CORS—RTK作業自動化、集成化程度高,無需人工干預便可自動實現多種測繪功能,減少人為誤差,保證了作業精度。與單個參考站RTK測量相比,CORS提供的網絡RTK測量采用多個參考站聯合解算數學模型,其測量精度和可靠性遠高于單個參考站RTK。
2.5 數據監控系統完善,可以有效地消除系統誤差和周跳,增強差分作業的可靠性。
2.6 可以大大提高測繪速度與效率,降低測繪勞動強度和成本。隨著CORS基站的建設和連續運行,就形成了一個以永久基站為控制點的網絡,在CORS服務范圍內可隨時得到即時坐標,大大減少了傳統測量所需的控制點數量,省去測量控制點的建設、保護與修復所需的時間、精力和費用,從而降低勞動強,節省了外業費用,提高了勞動效率。
2.7 操作簡便,容易使用,數據處理能力強。文件管理采用u盤式存儲技術,即插即用,直接拖拽式下載,不需要下載程序。數據輸入、存儲、處理、轉換和輸出能力強,能方便快捷地與計算機、其它測量儀器通信。
2.8 建立CORS系統后,對控制點可進行實時、有效、長期的監測,可長期提供穩定、統一的參考坐標系,從而規范基礎測繪數據。
綜上所述,的優點是:作業不受距離限制,非常適合于大規模的礦山測量等;可大幅提高工作及成果質量;不受人為因素的影響等。整個作業過程全部由微電子技術、計算機技術控制,自動記錄、自動數據預處理、自動平差計算。另外,CORS—RTK測量可以極大地降低勞動作業強度,減少工作量,提高作業效率。
3 CORS—RTK的不足及其解決辦法
CORS—RTK技術也不是萬能的,存在一定的局限性。主要表現在:
3.1 衛星信號問題。由于受氣候環境、受電離層影響,常接受不到4顆衛星,因而初始化時間長甚至不能初始化,也就無法進行測量,因此,作業前應了解測區地理環境并做星歷預報。在受信號制約的地方,得不出固定解時,只能采用常規測量方法進行。
3.2 受衛星限制問題。在高山峽谷深處及密集森林區,城市高樓密布區等地作業時,GPS衛星信號被阻擋機會較多,容易造成失鎖,這樣測量的精度和效率都受影響。同時也使一天中可作業時間受限制,可見選擇作業時段的重要性。解決這類問題的辦法一是根據各測區域情況,適時選擇作業時間;二是選用初始化能力強、所需時間短的RTK機型。
3.3 基準站問題。如果基準站的坐標精度低,則所得的控制點精度也低。因此在作業中應根據實際情況選擇高精度的已知點作為基準點。必須在測量開始前和結束后分別進行點位的校驗工作,以檢查系統是否正常工作,是否存在誤差。
3.4 坐標參數問題。坐標參數的選擇對所測成果的精度影響較大。因此,在求解坐標轉換參數時,所采用的控制點盡量要分布均勻、精度高,使用CORS—RTK作業區域位于控制點連線所封閉的幾何圖形內。
3.5 作業半徑問題。隨著基準站和流動站距離的增加,數據鏈傳輸受到障礙物如高大山體、高大建筑物和各種高頻信號源的干擾,在傳輸過程中衰減嚴重,CORS—RTK測量的精度會逐步降低。另外,當RTK作業半徑超過一定距離(每種機型在不同的環境各不相同)時,測量結果誤差超限,所以RTK的實際作業有效半徑比其標稱半徑要小,因此在外業測量中,一是不能盲目相信CORSRTK的標稱精度范圍,應注意檢查。實踐表明,基準站的控制輻射半徑約10km為宜,測量長度不宜超過15km~二是把基準站布設在測區中央的最高點上。
3.6 高程異常問題。CORS—RTK作業模式要求高程的轉換必須精確,但我國現在的高程異常在有些地區,特別是山區存在較大的誤差。這就使得將GPS大地高程轉換至海撥高程的工作變得相對困難,精度也不均勻,這些地方要求盡量在測區內分布均勻的控制點上聯測,建議用水準測量提高高程測量精度,以求得比較精確的高程轉換參數。
3.7 儀器使用問題:1)如果基準站主機和中轉站不用5芯電纜連接,則中轉站需要離基準站最好>10m的間隔,避免信號之間的相互干擾;2)中轉站應盡量放置在高處,中轉站的高度對作用距離有決定性影響,同時中轉站要避免發射塔、高壓線等強電磁干擾;3)可用5芯電纜將基準站主機和中轉站進行連接,在此方式下,主機調成GSM基準站模式,可同時通過網絡和中轉站發送差分信號,如果主機和中轉站不用5芯電纜連接,則不可同時傳送差分信號;4)RTK耗用電量較大,需要多個大容量電池、電瓶才能保證連續作業,在電力供應缺乏的偏遠作業區受到限制。5)基準站的內置發射電臺頻道,URS集成數據中轉站電臺頻道,移動站內置電臺頻道,否則無法收到差分信號。
參考文獻:
關鍵詞:礦山測量;數字化;應用
礦山的數據測量結果對于礦山相關工作的安排有著重要作用,更是礦山安全生產重要的基礎,科技的發展使得礦山在生產的過程中所用到的高科技設備、技術越來越多,而這些高新技術對于礦山測量的準確性的要求也越來越高,為了能夠進一步的提升礦山測量工程的準確性,人們采用了數字化的測量技術。
1.在礦山測量過程中數字化測量技術的優點
1.1更加直觀的表現出礦山各方面情況
現代化的測量技術通過數字化的立體模擬技術,能夠將礦山的整體數據以三維立體數據的形式反映出來,也就能夠方便工作人員從計算機上直觀的獲取到礦山的地形、地貌等諸多的地形特征。并且傳統用的測量技術大多是以質圖紙作為媒介,所以礦山的細節往往需要用文字另加注釋,而數字化的測量技術可以通過計算機的強大處理技術,當工作人員需要細節數據的時候可以直接將細節放大,無論整體還是細節數字化測量技術都能夠以直觀方式進行展現、
1.2數字化測量技術效率較高
通過數數字化測量技術的使用,能夠在相對較短的時間內完成對礦山的測量工作,并且還能夠保證良好的準確率,因為測量效率的提升使得現代化的測量技術能夠迅速、快捷的展現出礦山的各方面變化,從而促進工作人員能夠有充足的依據來指導礦山的各項工作。另外測量效率提升這一點當礦山發生地址變化、災難的時候會顯得尤為重要,是相關部門設計救災、預警方案的重要基礎。
1.3能夠實現測量多渠道利用
因為礦山測量的結果最終是以數據的形式進行記錄的,這也就方便了相關工作人員將礦山測量結果中各方面細節要素進行提取,也能夠根據各種實際需要靈活的將相應的數據轉化成為圖紙或者數據信息,最終實現礦山測量結果多渠道、多方面的利用。
1.4在降低工作量的同時保證準確性
礦山的數字化測量技術濃縮了諸多前沿的勘探、測量工作,其中的數字化空間技術、三維可視化技術、地形測繪等技術能夠大大降低了測量過程中人工的工作量,并且由于其中含有極高的自動化技術,使得測量結果的準確性也能夠得以保證。
2.在礦山測量過程中數字化測量技術的具體應用
2.1三維可視化的表現方式
在礦山的測量之中以三維可視化的方式,能夠將礦山地面以及礦山相應的地質特征,借助三維表現方式,將數據直觀、;立體、形象的表現出來,并且通過這項技術的使用也能夠進一步的方便工作人員對礦山相應的空間信息、地質特征進行分析、研究。為了充分的發揮這項技術的優勢需要從一下各個方面進行著手實施:
2.1.1礦山數據的采集
現代科技突飛猛進的發展使得測量技術也發生了翻天覆地的變化,不同于傳統的人工測量技術,現代化的測量技術能夠通過立體激光掃描技術的使用,能夠全面、準確的測量出礦山地形、地貌等各方面的信息,工作人員也就能夠更方便的獲得礦山相開采現狀、當高線以及礦山邊坡的詳細情況。
2.1.2對采集到的數據進行處理數據處理主要是在完成數據采集之后,通過去除噪點、數據拼接以及三維建模對采集數據進行的系統的處理工作。現階段對于數據處理一般采用專業的處理軟件,例如對于點云數據處理可以使用專業的點云處理軟件,完成數據過濾以及多站數據的擬合工作,通過數據處理之后,完成真實精準的礦山三維模型。
2.1.3管理平臺建設
通過建設三位系統平臺,可以使得礦山測量以及生產管理人員在不同地點以及環境下,通過計算機網絡對礦山生產區域的空間位置、設備屬性等相識的信息進行查詢預覽,并進行生產的調度管理。
2.2 空間信息技術
2.2.1 GP技術
GPS技術主要是是由用戶部分、地面監控部分以及空間部分三部分組成,作為由衛星導航技術發展衍生而來的測量技術,GPS技術與傳統的礦山測量技術相比,具有測量精度高、測量靈活性好以及全天候的特點,無需考慮測量中測量點的通視問題,也不會產生測量誤差的積累,因此在礦山測量中得到了廣泛的應用。
2.2.2 RS技術
RS技術即遙感技術,通過對信息進行掃描、攝影、傳輸以及處理,對地表地物信息進行距離控測與識別,主要是由傳感器技術、信息傳輸技術、信息處理技術以及目標信息特征分析測量技術組成。采用遙感技術進行礦山測量,不僅可以高效準確的完成對礦山地形圖的測繪,同時還可以完成礦山環境的監測,對于實現礦山大面積監測非常有益。
2.2.3 GIS技術
GIS技術即地理信息系統技術,主要是以地理空間作為基礎,并按照地理模型分析防范,提供多種空間以及動態的地理信息數據資料。地理信息系統技術應用于礦山測量主要是采用礦區地理信息系統,通過將礦山資源環境信息作為平臺,將測量數據采集、數據處理以及輸出使用形成數字化的技術體系,可以滿足礦山生產對于數據資料的基本需要。
2.3 數字化繪圖技術
對于礦山生產而言,地表以及地下的地質條件或者是礦山開采通道這些內容都是客觀的,但是會隨著礦山生產的推進出現一系列的變化,例如礦山生產過程中礦質變化以及采層厚度等內容。因此將礦山地表以及地下情況反映到圖紙上,為礦山生產提供準確的資料也是礦山測量工作的重要內容。這就對于圖紙的時效性以及準確性提出了較高的要求。在礦山測量繪圖上采用數字化的軟件繪圖,不僅可以實現智能化、信息化繪圖,同時可以借助于計算機的管理分析,能夠準確的對礦山實際情況進行準確的掌握。
3.數字化測量技術在礦山測量中的具體應用研究
3.1對礦山的地形以及采掘剝離現狀進行測量分析
通過數字化測量技術可以一次性完成對于礦山的測量,尤其是對于礦山地形雖不得測量,并且能夠得到準確的三位地形坐標。同時數字化的測量技術還能夠生成三維可視化的圖像,為礦山采掘區、剝離區的測量提供準確的三位坐標數據。
3.2為礦山工程作業中鉆孔、征地以及邊界劃分進行定位
通過采用數字化的測量技術,能夠實現對礦山某一區域進行定位測量與規劃,尤其是對礦山的開采、施工測量中進行具置的定位和邊界的確定,不僅可以遠距離測量,而且不受氣候影響。
3.3為礦山安全生產提供測量數據
通過數字化測量系統,能夠形成礦山開采管理數據庫系統,并可以減少數據傳遞與處理環節,測量精度、速度得到了大幅度的提高。
4.結束語
全面推動數字測量技術在礦山生產中應用基于數字測量技術測量的高效性和精確性,礦山生產應大力推廣數字測量技術。從而礦山以自動化、信息化和智能化帶動整個礦山產業的發展。通過科學的發展數字測量技術,促進整個礦山行業的優化升級。推動數字測量技術有助于礦業企業的新興路線實施。有助于引進高技術的測量人才和先進的測量設備,促進礦山產業的發展。
參考文獻:
關鍵詞:數字礦山 礦山測量 數字化制圖 地理信息系統 地球空間信息科學
1、"數字礦山"的定義
"數字礦山"是以礦山系統為原型,以地理坐標為參考系,以礦山測量技術、信息科學、人工智能和計算機科學為理論基礎,以計算機技術和通信技術為主要支撐,建立起的一系列不同層次的原型、系統、模型的集成。具有海量數據和多種數據的融合以及空間化、數字化、網絡化、智能化和可視化的技術系統。它是信息化、數字化的虛擬礦山,是用信息化與數字化的方法來研究和構建的礦山。通過它可以了解整個礦山系統所涉及的信息過程,特別是礦山系統多體之間信息的聯系和相互作用的規律。
數字礦山是一個復雜的多學科技術交叉形成的綜合性數字化礦山生產管理系統,它涵蓋了礦山建設、安全生產、管理經營等內容。數字化礦山不是GIS概念的簡單延伸,而是一個包含多者特征的嶄新的概念。
數字礦山及其戰略意義在于,它采用現代信息技術、數據庫技術、三維可視化技術、傳感器網絡技術和過程智能化控制技術等,在礦山企業生產活動的三維尺度范圍內,對礦山生產、經營與管理的各個環節與生產要素實現網絡化、數字化、模型化、可視化、集成化和科學化管理,根據實際的應用要求,建立礦山規劃設計、礦山安全生產管理、礦山應急救援指揮、礦山經營管理、礦山辦公自動化等應用系統。從而做出有利于生產要素組合優化的決策,達到企業資源合理配置,求得最大的經濟效益。特別是在礦山安全生產過程中的實時信息監測、收集、分析、預警、決策等方面發揮重大作用。
2、"數字礦山"的特征及組成
數字礦山的特征和基本組成基于DM的定義, DM的基本組成可大致為以下幾大部分:(1)以測量(包括數字攝影測量、GPS、大地測量及井下常規測量)、地球物理探測、遙感技術為綜合手段來建立精確、全面的礦山綜合信息數據采集與更新系統;(2)3D地學建模即對測量、鉆孔、物探、傳感等數據集于一體進行真3D地學模擬和動態數據維護,對地層環境、礦山實體、采礦活動、采礦影響等進行真實的、實時的3D可視化再現、模擬與分析。(3)建立一個寬帶、高速和雙向的通訊網絡平臺,確保數據在礦山企業內外的高速傳輸,以利于礦山產品、經營等社會化信息在網上的快速傳遞、實時運作;(4)調度系統指MGIS,負責提供拓撲建立與維護、空間查詢與分析、制圖與輸出等GIS基本功能,并進行數據訪問控制、開放接口和生產調度與指揮管理等;(5)功能系統負責提供各類專業問題模擬與分析功能;(6)核心系統負責統一管理數據和模型,進行決策分析與支持等;(7)用戶二次開發平臺。根據用戶的切實需要而提供的,可進行二次開發的平臺,以更好的滿足用戶需要,實現用戶所需功能。
可以看出,數字礦山的核心是數據。在此基礎上再建立相關模型倉庫,管理各類為礦業工程、生產、安全、經營、管理、決策等服務的各類專業應用模型,如開采沉陷計算、開采沉陷預計、頂板垮落計算、圍巖運動模型、儲量計算、通風網絡解算、瓦斯聚集模型、涌水計算等。因此,在數字礦山建設中,礦山測量的重要工作和作用就是建立和健全地理空間基礎信息系統及地理空間應用系統。做好基礎數據的采集、組織、管理和利用將會給其他設備和生產信息的加載與集成提供統一的地理空間位置平臺。
3、數字礦山的現狀與未來
近年來,我國礦山行業的信息化建設雖然有了較大發展,但總體狀況仍然很不容樂觀。發達國家早在80年代就開始進行數字礦山建設,并在近30年取得了優異的成果,而我國在此領域,與發達國家的差距越來越大,資源的統籌開發與綜合利用不足,更沒有形成信息資源充足、系統性能穩定的礦山信息基礎設施。這方面主要存在以下幾個問題:礦山信息化總體水平較低;大部分企業只注重硬件投資,忽視了軟件的開發、管理與應用;對現代信息化認識不足;信息資源管理不夠完善。
4、礦山測量的任務
礦山測量因具有一定的的特殊性和多學科交叉性,它的發展和進步與三個方面密切相關:一是采礦技術和礦業工程的發展及要求;二是測繪科學技術與儀器設備的發展;三是其它學科的發展與影響。礦山測量工作者擔負著礦山地面和地下三維空間的測量、定位與制圖,礦體幾何,儲量管理及開采監督,開采沉陷觀測及開采損害防護等任務。近十多年來,資源、環境、災害和人口問題成為人類社會發展的四個重大問題。礦山測量工作者在礦區和工礦城市環境的動態綜合監測,環境評價,及礦區環境信息管理,礦區開采信息管理系統,開采沉陷區綜合治理等方面做了大量的工作,起到了重要作用。目前,以3S為主導的空間信息技術將逐漸應用于礦山測量及礦山建設與生產中,對現代化采礦工業起到優質高效服務和輔助決策的作用。
5、主要研究內容與目標
在數字礦山建設中,就礦山測量而言,除常規的礦井建設、生產中的測量任務之外,應特別重視以下的研究:自動化礦山信息采集系統;礦山開采環境動態信息系統;礦山開采環境實時監測與治理系統;礦山開采環境信息系統的誤差分析系統,以確定系統精度和可靠性的估算模型;分析屬性數據精度和空間信息精度相互影響的規律;建立礦山開采環境系統的精度和可靠性評價系統。
礦山測量的工程化隨著礦山生產的發展和科學技術的進步,礦山測量向工程型轉化是礦山測量事業發展的必然。除了現代高新測繪儀器在礦山生產中的研究應用外,將由單一純工程服務型向工程服務決策型轉化,礦山測量工作者的素質不應局限于單一專業,而應該向一專多能及工程型擴展。礦區經濟的持續發展,必然要求周邊交通運輸、工農業及相關領域的可持續發展,礦區采動帶來的對廠房、高速公路、樓群等影響,采礦工程、礦山測量、巖土工程之間的相結合,以解決這類新型邊緣問題勢在必行。
礦業可持續發展過程必然是礦山測量工程化發展過程,也是多學科穿插重新組合形成新門類學科的過程。礦山測量工作者也將在礦山邊坡工程、礦山地壓控制,開采沉陷及采礦地表建設、巖石動力學,以及越來越多的方面發揮較重要的決策職能。
我國礦山生產作業流程的動態性與復雜性,DM的建設必將是一個復雜的、長期的系統工程。應積極推廣當代信息化技術在我國數字礦山建設中的應用,充分利用GIS平臺,加快基于GIS技術的數字礦山建設,化解礦山開采過程中的高風險、高危害因素,落實我國的資源開發政策,力保使我國資源開發進入一個可持續發展的良性循環,從而提高我國礦山在國際上的競爭力。
參考文獻:
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