SDCORS技术在矿难事故救援中的应用*

孟祥利，冯爱平

(山东省第七地质矿产勘查院，山东 临沂 276006)

SDCORS技术在矿难事故救援中的应用*

孟祥利，冯爱平

(山东省第七地质矿产勘查院，山东 临沂 276006)

近年来，地下矿产资源的无序开采愈演愈烈，安全事故频发。在事故发生后，如何快速有效的开展后期救援工作十分重要。为此，文章结合平邑县玉荣石膏矿坍塌事故阐述了SDCORS技术在本次救援工作中实时快速定位钻孔的应用，为矿山事故救援工作提供参考。

地灾救援；SDCORS；钻孔定位

Abstract：In recent years，the disorderly exploitation of underground mineral resources is becoming more and more serious，that all kinds of accidents occur frequently.After the accident，how to carry out the rescue work in a fast and effective way is very important.To this end，this article is based on the collapse accident at Yurong gypsum mine in Pingyi County，and elaborates the application of SDCORS technology in real-time and rapid positioning drilling in this rescue work.This can provide a reference for the mine disaster rescue work.

Keywords：geological disasters’ rescue； SDCORS； drilling location

0 引言

随着科学技术的发展，GPS测量技术越来越成熟，已被广泛应用在大地测量、工程测量、矿山测量等测绘行业的各个领域，尤其是在平面位置测定中的应用，利用网络RTK技术建立的CORS系统已成为当前GPS技术应用的热点之一。

2015年12月25日早晨8点，临沂市平邑县玉荣石膏矿因不规范操作导致地层坍塌(简称12·25坍塌事故)，造成多人被困井下。作为测绘工作基准的矿区测量控制点，在本次事故中随着地表的坍塌，均发生了不同级别的偏移，有的点甚至遭到严重破坏。面对突如其来的灾难，如何通过定位钻孔开展钻探工作确定井下工作人员的位置，并及时了解井下巷道内水位情况，对下一步开展救援工作具有重大的指导意义。显然传统的测量方法势必影响救援工作的时效性，为此。在本次矿难事故中引用了SDCORS系统，利用该系统不需要埋设控制点，即可实时快速的满足在测绘方面的需求。

1 SDCORS简介

山东省卫星定位连续运行综合应用服务系统(ShanDong Continuously Operating Reference Station System，简称SDCORS)的建设在不同应用领域之间搭建了一个技术与服务平台，不仅向测绘用户提供统一的、动态的、连续的、高精度的时间和空间基准，还可以向社会各需求部门提供各种地理空间信息数据服务，是“数字山东”的基础设施之一，也是山东省一项重要的空间数据基础建设工程[1]。

2 确定生命孔及救生孔

在“12·25”平邑县玉荣石膏矿坍塌事故发生以后，受救援项目组的委托，山东省第七地质矿产勘查院派遣测绘人员立即赶赴现场，接受救援任务。通过了解现场情况，初步判断仅有在4号矿井附近有人迹活动的现象，但是4号矿井又因地层坍塌封死，彻底断送从井口探测人员迹象的方案。专家组立即结合国际上救援案例进行研讨，商讨结果是必须先打出生命孔，通过生命孔探索生命迹象，输送氧气、供给食品及建立联络通讯，便于及时了解井下现场情况，为下一步救生孔的钻探提供可利用的信息。因矿区持续坍塌，地质结构异常复杂，地下水位逐渐上涨，生命孔及救生孔点位布设的位置非常关键。如何确定钻孔的位置，成为本次救援工作的关键。根据现场情况，结合玉荣石膏矿井上井下对照图、采掘工程平面图及水文地质资料，首先从相应图件中解析出设计钻孔坐标，然后反算出对应的地面坐标，并通过实地测量再对解析坐标进行校正，以保证钻孔坐标准确无误。最终，在4号矿井周测确定了2号、4号生命孔及5号大口径救生孔，其中2号、4号生命孔用于输送食物、通信并引导矿工的转移工作，4号救生孔用于人员的施救。1号、3号孔因地层坍塌未施工。钻孔位置布设图，见图1。

图1 钻孔位置布设图Fig.1 Layout of drill hole location

3 利用SDCORS技术对钻孔位置进行放样

因CORS技术自身的优势，无须架设基准站，仅需利用移动站求算出当地的模型转换参数，即可进行实地钻孔位置的放样工作。通过搜集资料，在测区外围现存有5个临沂市C级GPS网点，点位保存完好，并且该网点均参加了2006年“华东、华中区域大地水准面精化项目”的统一平差，有统一平差后的成果，精度可靠。选择布尔莎模型，通过多种点位组合的方式，最终选择平邑、柏林、仲村及温水4点解算出该区域的最优7参数。将移动站移至“保太”点进行平滑校正，待点位坐标误差在1 cm以内时，校正合格后，将设计好的钻孔坐标导入仪器内，手持移动站、手簿及对中杆，对点位坐标进行放样。放样过程中，GPS手簿界面会时时显示对中杆与钻孔位置的距离及方位，从而提高放样精度。考虑到钻孔位置的精度要求，当GPS手簿界面上显示的差分龄期≤3，PDOP≤2，HRMS≤2时才进行点位的实地放样。并利用传统测量方法进行实地的反复检核，点位精度满足本次钻探救援工作的精度要求[2]。最终，历经36天艰难的抢险救援，被困220多m地下巷道的4名幸存矿工成功出井，也使得本次救援工作成为国内首个“大口径钻孔救援”成功案例。救援过程，见图2。

图2 平邑县玉荣石膏矿矿工救援过程示意图Fig.2 The process of rescuing miners under the mine at Yurong gypsum mine collapse accident in Pingyi County

4 SDCORS在矿山救援中的优势

由于抢险救援工作事态的紧急性及随时性，须根据现场实际情况随时调整施救方案。传统的测量方法需要架设基站，又要考虑点与点之间的通视情况，势必给争分夺秒的救援工作带来不便。而CORS系统具有较为完善的数据处理模型，可以有效的消除或削弱各种系统误差的影响，可以为用户提供高精度、高可靠性和实时的定位信息，满足现场情况的需求，将成为今后矿山救援项目中露天测量工作的发展趋势。

5 结束语

通过分析可以看到，CORS系统是目前很有潜力的一项技术，不论从速度、精度还是广度来看，CORS技术都有传统GPS测绘无可比拟的优势。目前中国CORS网络已在各个省市具有一定的规模，但整体上还存在着不同程度的缺陷。今后，各个省市建立好的局部CORS系统升级为国家级CORS系统以后，CORS系统将朝着规模化、实时化的方向发展[3]。

[1] 张海瑞，陈西强.CORS系统的技术特点及应用现状与展望[J].硅谷：应用科学版，2010(1)：147-148.

[2] 张海平，高士民，周长志，冯彦同，丁仕军.SDCORS系统测试与技术性能分析[J].全球定位系统，2013，38(3)：61-64.

[3] 李华，陈勇，张振宇.CORS的发展状况和建立CORS的必要性[J].信息技术，2009(5)：121-123.

ApplicationofSDCORSTechnologyinMineDisasterRescue

MENG Xiang-li，FENG Ai-ping

(ShandongProvinceSeventhExplorationInstituteofGeologyandMineralResources，LinyiShandong276006，China)

2017-06-19

P 228.4

B

1007-9394(2017)03-0033-02

孟祥利(1985～)，男，山东临沂人，工程师，注册测绘师，现主要从事矿山测量应用方面的工作。