现代测绘技术在矿山开采沉陷中的应用

涂 勇，万 昕

（1.南昌市土地测绘工程公司，江西 南昌 330000；2.南昌市不动产登记中心，江西 南昌 330012）

随着激光技术及电子技术日趋成熟，出现大量以陀螺仪、全站仪及测距仪为典型代表的光电结合型测绘仪器，对传统测绘方式产生极其深远的影响。同时空间对地观测技术不断发展初步形成技术体系，例如：全球定位系统及卫星遥感技术，以及以系统科学及计算机技术为核心的地理信息系统的出现，促使测绘技术逐步向智能化及自动化方向转变。矿山测量作为矿产开发过程的基础技术性环节，贯穿于矿山开采过程始终，而现代化测绘技术出现促使测量仪器更为小巧智能，利用现代化测绘技术能保证矿山开采工作的安全性。鉴于此，本文针对矿山开采沉陷应用现代测绘技术的研究具有重要现实意义。

1 矿山开采沉陷的定量评估指标

待矿区开采工作开展至一定阶段时，出现自岩体移动至破坏波及地表等现象，促使受开采作业影响的地表发生不同程度的沉陷情况，造成采空区域上方形成普遍大于采空区域的沉陷区域。由于沉陷区域改变原有的地表形态，促使水平位置及地表标高出现异常变化，而常用定量评估指标多为水平变形、曲率、倾斜、水平移动及下沉等[1]。同时，地表移动观测工作较为复杂，涉及裂缝测量、距离、高程及平面坐标等方面内容，而开展测量作业能获取坐标方位角α、空间移动向量、测点平面移动向量、测点垂直面移动向量、测点水平移动点间水平变形、测点下沉速度及测点下沉等。

同时，测量作业能得到观测点垂直面内移动向量图、观测点水平移动与水平变形曲线图、观测点垂直下沉曲线图、观测线地质断面图及观测区域地形图等[2]。由此可见，定量评估指标分析地表移动规律以地表沉陷预计理论为基础，是以保证测量数据准确性为前提条件。从测量工作角度来看，主要通过灵活运用测量技术取得地标点沉陷数据绘制出相关定量指标曲线，便于快速找出沉陷预测规律，充分发挥自身指导矿山开采作业的作用。总而言之，矿山测量作为矿产开发过程的基础技术性环节，贯穿于矿山开采过程始终，而现代化测绘技术出现促使测量仪器更为小巧智能，利用现代化测绘技术能保证矿山开采工作的安全性。

2 矿山开采沉陷应用现代测绘技术的要点

受矿山开采强度不断提高的影响，促使地表松动破坏地表原有地貌引发大面积沉陷问题，客观上要求相关部门着手地表移动预测研究工作，而矿山开采沉陷所引发的地表移动及岩层移动现象的原因较为复杂，涉及地形条件、开采条件、水文条件及地质条件等因素，促使沉陷预测无法脱离现代化测绘技术支持，以开采现场建设观测站点进行实地观测为最佳方法。因此在实际测量沉陷区域平面高程的过程中，相关技术人员必须做好被测区域及其附近区域地形图资料及控制测量成果的收集工作，全面了解地质情况、风俗习惯、地质气象、物资供应、交通运输、社会治安及行政划分等方面信息。

同时，时刻携带所收集的控制站点图及被测区域地形图等资料进行现场勘查，结合矿山测量相应的规程规范，以满足控制网精度及工程设计意图要求为前提条件，制定科学合理的布网方案，侧重于突出被测区域地形地物特点确保网具备较强的图形结构，尽可能挑选地基稳定、利于长期保存、交通便捷及视线良好的位置完成选点埋石作业。此外，结合矿区地面建立控制点，以满足矿区测量要求为前提条件向沉陷区域引出观测站观测点，便于测定观测线交点或某个控制点平面坐标高程。待观测站与地面控制网连测后，观测站各个观测点分别进行开采前最初2次全面观测。

为了便于详细研究总体移动盆地，技术人员可设置网状观测站点确保不遗漏某个区域。

例如：以地表移动观测站为例可分别设置倾斜观测线及走向观测线且二者呈垂直相交状态，一旦回采工作面走向长度超过1.4Ho＋50m（Ho=平均开采深度）时可设置2条倾斜观测线且保持距离超过50米距开切眼或超过停采线0.7小时。同时，地表移动观测站点布设时秉持观测线设置于地表移动盆地主断面、设站区域于观测区间不受邻近开采影响、观测线长度超过地表移动盆地范围、观测线保持一定测点密度及观测站控制点处于移动盆地范围之外埋设牢固等原则。

图1 地表形变监测流程图

一般说来，地表移动观测站以明确各个观测线长度及位置为主要设计目标，普遍于工作面回采前或回采工作面已回采尚未波及观测线时，必须将图纸设计观测站标定于实地范围内，充分利用矿区内等级控制点，结合设计边长及设计角度，使用全站仪提前标定走向观测线与观测线间交点及观测线控制点，依序标定其他各个测点位置。同时，待观测站各个测点埋设好且固结尚未采动前，技术人员必须将矿区控制网与观测站某控制点相互连接进行测量，得出观测站控制点平面坐标及高程，便于确定观测站点与工作面间相互位置关系。此外，尽可能独自连接测量2次，确保平面连接测量点位误差不得超过7毫米且高程连接测量不得低于三等水准精度要求。

3 结语

通过本文探究，认识到矿山开采沉陷以如何准确预估开采沉陷参数为关键性环节，客观上要求相关技术人员灵活应用智能化测量仪器及先进测绘技术进行矿区控制网布设，逐一建设地表移动观测站点，为实时获取开采沉陷参数提供强有力的技术支持。同时，通过建设地表移动观测站点等方法实现定期观测，综合考虑工作面采煤方法及总体布置等相关细节，找出开采区域地表与岩层移动的计算方法得出相关参数，便于得出地表洞规律，充分发挥现代化测绘技术不可替代的作用，为我国矿产开采技术进步奠定夯实基础。

[1]李华龙.矿山开采沉陷中测绘技术的运用分析[J].内蒙古煤炭经济,2017(10):25.

[2]柏雯娟.用三维激光扫描技术监测矿山开采沉陷[J].金属矿山,2017(01):132-135.