矿山工程测量方法与绘图技术研究

许克根

摘 要：我国社会主义经济建设的步伐不断在加快，随之对矿产的需求量也在加快。我國的矿山产业也在不断的进步之中，尤其是作为矿山工程中专业技术之一的矿山测量和绘图技术。为了推进矿山工程的发展，矿山专业人士也一直致力于对矿山工程测量方法及绘图技术的研究。本文将对矿山工程的测量方法及绘图技术作详细阐述。

关键词：矿山工程；测量；绘图；技术

前言：矿山工程测量为重要的矿山专业技术之一，但在测量的时候受很多因素制约，进而影响测量的精确度，比如：施工条件、测量的时候所处的环境等。对此本文介绍了几种能解决矿山测量常见问题，减少测量误差，提高其测量的精确度、工作效率，所采用的新测绘技术、测量方法。其次，矿山测量中的绘图新技术也发挥了重要的作用，不但提高测量的精确度和效率而且可以进行矿山开采辅助设计，保障矿山安全的生产。针对绘图技术讲述一些新的方法及新软件的应用。

1针对测量方法的研究

1.1测量工作的重要性

作为一项专业性较强，并且需要不止一个人来完成的测量工作，一个小的细节问题都可能导致整个测量工作的失败。其需要一个严谨的测量过程，要与设计，施工等紧密相连。是矿井开拓生产的主要组成部分，贯穿矿山工程的始终。

1.2矿山测量过程包括以下六个方面：：

（1）在矿山区建立一个可以作为矿区地形测绘，矿区各项勘察工程测量基础的测量控制网——地面控制网的建立。

（2）在建立测量控制网之后，可进行矿区地形图的测量。为工程勘察设计，地质地形图等提供所需资料——1：500～1：5000地形图的测绘。

（3）根据各级控制点，进行矿区地面与井下各种工程的施工测量和竣工验收测量；

（4）测绘和编制井上下对照图、采掘工程平面图及各种矿体几何图；

（5）进行岩层与地表移动的观测及研究——地表移动沉降观测；为留设保护矿柱和安全开采提供资料；

（6）参加采矿计划的编制，并对资源利用及生产情况进行检查和监督

矿山测量是所有矿山工程项目能够进行的基础，包括：中、腰线的给定、地面之上的土建工程测量，施工测量，井下的控制测量，竖井的联系测量及贯通测量等。

1.3测量的创新技术

矿山工程的测绘技术深受现代高新技术、仪器设备、先进的计算机技术和信息技术等的影响，其也被赋予了新的内涵。与此同时随着新型的仪器，测量方法的出台，服务对象的不断变化，对于专业测绘工程技术人员的要求来说有了很大的提高。因此专业技术人员应该不断的提升自己，在测量方法上也要不断的创新。接下来我们将探讨几种针对不同情况下应该采取的测量方法。

矿山的全站仪三角高程测量新方法代替水准测量的应用研究：

由于以前采用经纬仪进行三角高程测量，其精度不能满足重要矿山工程的需要，如以前贯通工程高程测量一般只采用水准测量。但水准测量是与平面控制测量分开进行的，且受倾角限制，而三角高程测量可与导线测量同时进行，具有灵活性和简便性，不受巷道倾角的限制。

《规程》要求三角高程测量闭合限差不得大于±100mm（L为闭合线路的长度，单位为km），生产中对高程测量要求最高的应是贯通工程，通常情况下，为满足生产需要，主要贯通中腰线偏差应小于200mm,要满足贯通的高程闭合差小于200mm, 即100mm<200 mm则L< 4km。也就是说在贯通路线长度小于4km时采用三角高程测量即能满足要求。

随着全站仪在矿山测量中广泛应用，边长、角度的观测值精度得以很大提高，加上采用全站仪三角高程测量的中间观测法和对向观测法等新方法，通过减弱大气折光影响、消除觇标高、仪器高测量误差，三角高程测量的精度已得到很大提高。经验证跟踪杆配合全站仪三角高程测量新方法可以代替传统的水准测量进行四等高程控制测量或贯通路线长度4km以上的贯通工程高程测量。

对此已有许多测绘工作者已对采用全站仪三角高程测量新方法测量的三角高程精度进行了分析研究，如张智韬 等著的《全站仪三角高程测量方法及精度分析》一文已作了分析论述，本文不再赘述。

（2）GPS定位系统测量方法

GPS导航由美国国防部陆海空三军联手研制的定位系统，由三部分组成：空间部分的卫星人，地面部分的地面控制系统，用户设置部分的接收机。GPS定位系统已经被广泛应用在世界各地，多个行业。我国先后交付了国家A级和B级高精度GPS大地控制网分别由30和800个点构成。GPS定位分静态定位、动态定位。

实时动态定位系统RTK由三个部分组成：卫星信号接收系统；数据传输系统；软件解算系统。GPS RTK系统的软件解算系统决定了实时动态测量结果的精确度和可靠性。RTK测量是工程的控制测量非常有效的新技术。

随着GPS测量技术的发展,工程测量的作业方法更是发生了历史性的变革，GPS具有操作简便、测站无须通视、观测时间短、定位精度高、可随时随地全天候作业等优点，在大地测量、工程测量、地形测量以及矿山控制测量等多方面中已得到广泛应用。

目前定远县双龙矿业有限公司正在利用GPS静态相对定位技术、GPS-RTK技术用于矿区地面形变测量，实时监测观测点的下沉和位移。按照《煤矿测量规程》的规定，平面精度按点位精度<7cm、高程精度按三等水冷测量要求实测。点位精度可达厘米级，可以满足矿区变形监测的要求。在岩层及地表移动变形规律的研究中，通过使用GPS-RTK测量新技术、新方法，大大减小了地表形变测量的工作量，提高了工作效率，发挥了重要作用。

2工程测量中的绘图技术的探讨：

矿山工程绘图技术越来越多样，在此主要简单探讨一下AutoCAD技术和数字制图技术

2.1AutoCAD技术在绘图中的应用

AutoCAD是当今应用最广泛的一个通用辅助绘制软件，其具有完全开放的结构，用户可以对其进行二次开发，以满足其特殊需要，可以广泛应用到绘制各种矿图以及数据处理中。

（1）矿山辅助设计：AutoCAD具有强大的图形编辑功能，广泛应用于矿山的基建、开采辅助设计，使矿山图纸设计变得便捷、精确、美观，且图纸完全电子化也便于长期保存、查阅。

（2）地质方面的应用：对各种地质勘探，各种资料数据的处理，对各种地质图件的绘制，还有建立矿山地质模型。可用AutoCAD自定义出各种地质岩性的填充图案。

（3）矿图标准符号库开发与应用：可以利用AutoCAD的形文件，严格按照《煤矿测量图例》，二次开发出煤矿矿图标准符号库、测量线型等。

（4）Autolisp语言编程应用：可以利用AutoCAD的内嵌的Autolisp语言，进行测量程序的编程，实现其特定的测量应用功能。如：利用Autolisp编程实现导线自动平差、导线图自动绘制、等高线自动绘制、地质剖面图自动绘制等。

2.2数字制图技术在测绘中的应用

数字制图技术为测绘技术与计算机技术还有信息技术三者结合的产物。

a:数字化成图的过程：数据的采集；对数据的处理；图形编辑；图形输出。

b:数字制图的优点包括：方便快捷；精度高；测站覆盖范围大，计算机成图可以相对减少人为误差；其劳动的强度比较小，工作效率较高；便于存储应用。

c：数字化测图充分利用计算机辅助制图软件及一些新仪器优点，如南方CASS7·0地籍地形测量成图软件可自动批量展绘高程点、等高线自动生成、软件中的点状、线状、面状地物的符号库、线型完全符合规范的地形图图示的要求、可以查询各种地物的实体编码等地籍属性，可以和全站仪进行数据通讯，为数字化测图应用广泛的软件之一。新仪器如南方NTS962全站仪等的应用。

2010年10月定远县双龙矿业有限公司测量队采用南方NTS962全站仪与CASS7·0地籍测量成图软件配合，采用内外业一体化的方法仅用不到1个月的时间,1个作业组(3个人)完成了该公司寿陈矿区2 km2的1/1000比例尺数字化测图任务。由于南方NTS962全站仪内置有测图精灵软件，加之与CASS7·0配合，经实践证明，其具有测图方便、操作简单、速度快、点位精度高、测绘图形比较直观等优点。

3 结语

面对高科技技术的不断引进，测量仪器的不断更新进步，工程测量需要专业人员不断地提升自身的业务水平，研究测绘新技术，改进测量方法，推进测绘技术进步。而测量绘图技术是工程的关健环节，因而测绘专业人士也应对其要进行深入探讨。

参考文献：

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[3]李青岳,陈永奇. 工程测量学[M]. 北京:测绘出版社，1995.

[4]张智韬 等. 全站仪三角高程测量方法及精度分析[J].西北农林科技大学学报,2008,(9)