矿山建设中的测绘技术支持探讨

闫海生

摘要：随着我国现在科学技术的不断发展，计算机应用技术已在很多领域都有了成熟的运用，在矿山建设中，利用信息技术进行测绘使获得全面、可靠、准确的信息和数据成为可能，在改善矿山生产现状优化矿山资源开发方面，提供基础性信息服务和技术支持，文章重点分析了在矿山建设的不同任务中的测绘技术支持和应用。

关键词：矿山建设；测绘技术；

中图分类号：P24 文献标识码：A

测绘技术主要是指综合了信息科学、空间科学、通讯技术、光电技术、自动化技术、地理信息系统、遥感技术、全球定位系统等为一体 ，并将地面已有特征点与界线通过测量并以子信息或图像形式来反映的一种技术。随着我国矿山建设的不断发展 ，测绘技术在矿山建设中的应用也越来越广泛 ，其不仅可以提高矿山测量的精度 ，还能有效地保证矿山建设生产的安全与高效。

一、测绘技术在矿山建设中的意义

矿山建设与开采属于一项危险性较高 ，作业难度系数较大的工程 ，因此 ，在矿山建设勘查当中 ，对矿山工程进行仔细准确地测量也是十分重要的工作。而基于对矿山建设开采的安全性、数据准确、高效率等要求进行考虑 ，采用合理的测量技术进行矿山的控制测量 ，才能保证整个矿山建设的合理性与安全性。

我国传统意义上的测量技术 ，其因为某些矿山的地质结构复杂、地形特殊等原因 ，而使得不能够准确、全面地测量出相应的数据。随着科技的不断发展 ，测绘技术也朝着更加完善与全面的方向进行发展。在矿山建设中 ，结合先进的仪器设备 ，并通过对测绘技术的充分应用 ，使矿山开采工作能够更加顺利、安全地进行 ，并且 ，通过在矿山建设中对测绘技术的应用 ，也尽最大可能地避免了矿山资源的浪费 ，并减少了矿山建设开采人员的伤亡。

二、矿山建设中测绘技术支持

针对我国目前矿山的建设进行分析可见 ，当测绘技术在应用于矿山建设中时 ，其必须要支持自动监测系统、GIS 系统、单基站 CORS 系统在矿山建设中的正常运行 ，且还要支持地下三维激光扫描技术在矿山建设中的应用。通过在矿山建设中新测绘技术的支持与应用 ，才能有效地保障矿山建设开采的高效与安全。

、单基站 CORS 系统在矿山日常测量工作中的应用

矿山的日常测量工作包括矿山现状的定期测绘、工程量的计算、钻孔位置的设计放样和终孔验收、矿区内道路的设计和修建、边坡稳定性的监测等。前期，矿山测量采用的是传统的 GPS RTK 技术1+1 模式，即一个基准站一个流动站，电台式数据传输链。随着矿山生产规模的扩大，矿山测量的任务也随之增加，原有的作业方式已经不能满足生产规模的需求。单机站 CORS 系统的建设给矿山测量带来了一场革命，基站观测墩见图 1。单基站 CORS 系统在满足生产需求的同时，它的众多优点在生产中也逐步突显出来，主要有：第一，采用固定式基准站，作业时无人看管，节省了人力资源。第二，基准站建设在矿山办公楼的楼顶，采用 24 小时不间断供电，解决了原来基准站有限电量电源的限制。第三，数据链采用网络技术，克服了电台传输的诸多弊端。第四，原有 GPS 仪器：RTK 平面精度 20mm+1ppm，RTK 高程精度 50mm+1ppm；静态平面精度 5mm+1ppm，静态高程精度 10mm+2ppm。单基站 CORS 系统：在 20 km 以内，RTK 平面精度 10mm+1ppm，RTK 高程精度20mm+1ppm；在 20 km－40 km，RTK 平面精度20mm+1ppm，RTK 高程精度 40mm+1ppm；静态平面精度≤5 mm，高程精度≤10 mm。无论是动态还是静态，精度都有一定范围的提高，同时作业范围也扩大很多。第五，以前是 1+1 模式，现在扩展到 1+n，一定数量的流动站使矿山测量工作变得高效。第六，在远距离测量或网络出现故障时，两台流动站可快速转换为1+1单基站RTK，采用移动站的内置电台进行作业。

在矿山日常测量工作中，单机站 CORS 系统从根本上提高了工作效率、改善了工作方式、提高了数据精度。但是由于移动或联通信号基站覆盖存在薄弱地区和信号的质量问题，使得 CORS 系统中 RTK 作业无法进行，成为了 CORS 系统应用的一个瓶颈。

、地下三维激光扫描技术在空区处理中的应用

南泥湖钼矿的开采始于 20 世纪 80 年代，最早采用平硐和斜井开拓方式，浅孔留矿法和房柱式采矿法进行地下开采。同时由于利益驱使，很多农民也私自进入矿区，偷偷打洞乱采乱掘，矿区内留下了大量的大小不等、形状不一的多层采空区。复杂的地下空区给矿山施工人员和设备带来了极大的安全威胁，也成为南泥湖露天矿最大的危险源。只有测得地下空区的形状和体积，才能采取有效恰当的爆破方法进行爆破处理。而测定采空区位置和体积，一直都是测量人员的难题，因为进入采空区不仅存在安全因素，而且有些不明采空区也无法进入。在探测空区方面采用过一些方法，效果不是很理想，鉴于空区资料准确性的考虑，决定采用地下三维激光扫描仪。

地下三维激光扫描仪是通过具有一定分辨率的空间点所组成的点云图来表达系统对目标物体表面的采样结果，同时使全部测量数据通过电缆线传输到地面控制单元，进而在计算机上显示成果，完成不断重复的数据采集和处理过程。测得空区的位置和体积后，进行合理爆破，消除空区对矿山安全生产的威胁。在矿山生产中，通过对空区进行三维扫描，取得第一手空区资料，进行合理爆破设计，制定空区安全防患技术方案，建立空区安全预警监测系统，解决南泥湖露天采矿与空区处理的矛盾，实现钼矿资源露天强化开采。

通过应用，地下三维激光扫描仪基本满足了南泥湖露天矿的空区处理的要求，但是，探头是整套仪器的关键，从钻孔送入空区不可避免会与孔壁发生碰撞和摩擦，探头显得比较脆弱，同时电缆也比较容易被滑落的石子卡住而无法从钻孔中取出，因此，在未来的应用中还应在这两个方面上进行革新。

、矿山建设中 GIS 系统的支持与应用

在矿山建设当中 ，由于矿产的不确定性 ，矿山进行建设与开采工作的面积、范围等也会不断地进行调整。因此 ，矿山建设中的费用、材料、设备等也会发生相应地改变 ，由此也需要对矿山建设中的征迁工作进行合理的统计与分析。而在传统的模式当中 ，矿山征迁工作的统计与分析主要是利用 EXCEL 表格与 CASS 绘图软件来进行。但是 ，采用以上方式时 ，因为大多时候均是软件辅助人工进行 ，所以也会由于人为因素造成数据偏差或错误。

基于以上多种因素的考虑 ，在矿山建设征迁工作中 ，对于GIS 系统的有效利用也逐渐的广泛了起来 ，GIS 系统具有图形直观全面、数据计算迅速、查询简单方便等优点 ，并实现了对矿山建设中征迁工作的数据管理与结果统计 ，从而有力地保障了矿山的合理建设。

、自动监测系统在尾矿库安全运行中的应用

尾矿库是金属和非金属矿山的重大危险源，一旦失事将会给下游的生命和财产安全带来严重的灾难。为加强对尾矿库安全运行情况的监测，建立了在线监测系统，见图４，利用现代电子、信息、通信及计算机技术，通过传感器，对各测点定时进行原始数据采集、过滤、计算处理，结果数据以数字、曲线、图表等形式显示，见图５，可供查询、输出、修改操作，并设置了预警功能，真正做到对尾矿库坝体表面和内部变形、浸润线、尾矿库水位、干滩、降雨量等安全运行因素实时全面有力的监控，通过对监控数据的整理研究，分析坝体的结构健康状态，及时发现不正常现象并提出警示，评估结构的可靠性，为尾矿库的管理与维护等提供数据依据。

总而言之，因为矿山建设工程的复杂性与困难度，所以在施工的过程中，必须运用到各种现代的计算机技术，现在我国的测量工作在逐步走向组织管理和技术实施的科学化、精确化，测绘技术的发展和进步也在逐步减少并最终消除许多日常重复的测量任务。在矿山建设方面，测绘技术提供了基础性信息服务和技术支持，改善了矿山生产现状，优化了矿山资源开采，促进了矿山可持续发展。

参考文献

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[2]赵小平,王坚,刘文龙. “绿色矿山”建设中的3S技术支持[J]. 金属矿山,2006,06.02

[3]张科峰. 土地管理中测绘技术应用探讨[J]. 科技致富向导,2013,03:03