多波束探测技术在采矿塌陷区地质测量中的应用研究

裴潇雪

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第十一地质大队，新疆 昌吉 831100）

20世纪70年代初期阶段，多波束探测技术诞生，之后不断发展，并在20世纪早期阶段。我国从国外一些发达国家将此项技术引进过来，同时积极借鉴发达国家在应用此项技术方面的先进技术经验，进一步促进了此项技术的不断发展，并在海洋工程及矿山地质和考古领域中得到了普遍应用，对推动我国经济社会发展也做出了巨大的贡献[1]。在矿山地质测量当中多波束声呐探测技术应用日渐普遍起来，并发挥了巨大的作用。利用该项技术能够针对复杂矿山地质条件开展多角度全方位的探测工作，对促进矿山地质勘测工作水平的提升起到了重要的促进作用，还能针对矿山进行全方位无遗漏的地质测量，尤其在采矿塌陷区的应用，弥补了传统测量手段的不足，可以更加全面的掌握这些区域的地质条件，为相关工作的开展提供有价值的参考信息，达到良好的经济效益与社会效益。

1 AUV测量优点

（1）质量优势。在矿山地质勘查过程当中，利用AUV开展相应的分析与探测工作，由于需要应用较长的线缆，在具体应用时无法根据预定路线开展相应的操作，基于对这一问题的研究与分析，通过AUV多波束声纳技术的应用，进行相应的地质勘查工作，能够有效地调整测量方向，同时还可以在测量工作实际，确保整个运行轨迹，分布于预定路线当中。具体开展测量时，能够有效预防与判断一些突发情况的发生，能够大大提高测量精度，是误差在测量线路上处于几米范围之下，进而通过测量获取精准丰富的地质条件信息。

（2）效率优势。利用AUV开展测量工作中，一般而言都是应用快捷连贯式的测量方式进行测量，具体测量时，具有较快的测量速度，而且可以将导航功能相配备，在对矿山地质进行长时间深度勘查时，能够实时的了解和掌握矿山地质情况，并能合理的控制测量时导航系统，避免测量过程当中导航系统发生一些问题，引发探测过程中AUV坐标出现偏差现象，目前在应对这些问题时，主要通过声音传导系统以及长导线进行应对，矿山地质测量过程当中，通过AUV进行测量，应当将身那标志首先布设于测区范围之内，并对矿山测量警告标志进行合理设置，构建基于GPS系统的声音定位网络，对个标志间形成的距离误差进行有效解决。由于充分确定了矿山整体地理位置，应当对设备间具体位置进行计算，进而提高测量的精准性与科学性[2]。

（3）效益优势。对于矿山深度勘测而言，在进行深度勘测过程中，测点的定位主要通过基线测量方式来完成，虽然长基线中有着较高的精确度，操作时耗费时间较短。利用AUV技术能够大大提升矿山测量工作时的经济效益，控制和降低测量过程当中的人力、物力投入，效果非常明显。

2 矿山采矿塌陷区地质测量中多波束探测技术的应用

（1）实现勘测信息的同步处理。伴随矿山开采工作的日渐加深，严重破坏采矿区原有的岩石结构，对其稳定性造成很大影响产生很多采矿塌陷区，对这些采矿塌陷区进行相应测量工作，能够对这些区域的岩层特征充分了解与掌握，并有效的监测其地表移动与变形情况，所以要求较高的测量精度。特别是针对这些区域开展测量工作当中，进行测量位置定位，设定资源并对这些区域特殊地质环境进行相应测量存在一些难度，应当更好地保证测量精确度。所以联合应用AUV测量技术开展测量过程当中，常常会发生一些系统兼容问题，工作人员在具体应用过程当中，应当对这些问题给予充分的重视。在开展矿山塌陷区地质测量过程，一些浅层区域的地层地质特征数据主要在U盘中进行储存，完成这些数据收集之后，应当有效的提取这些地质数据，并开展接下来的数据处理工作，并开展接下来的数据处理工作，应当实时地进行数据定位，并进行持续性的探测。在进行时矿山深度测量过程当中，需要确保测量信息和深度相符合，不然将严重影响测量数据的精确度，对测量效率也会造成很大影响，更甚者无法处理这些数据信息并进行相应记录，通过传统的信号进行处理，并将探测过程中相关信息数据，进行同步化处理，确保测量数据的精确度，提升测量效率，保证矿山深度测量的整体质量。

（2）提高信号的抗干扰强度。利用AUV进行测量过程当中，由于配备了相应的声纳设备，不仅具有NBE设备功能，同时还有其他设备功能等，这些辅助性的功能设备主要包括USBl以及DVL高度计等。在具体开展矿山测量时，倘若声呐设备和NBE设备发生频率不相同时，那么与之相邻的设备，在测量时将会将同倍数的频率发出。在矿山深度勘测过程当中，相应的信息会受到很大干扰，影响勘察数据质量，对整个勘查工作也造成不利影响。为了避免这些情况的出现，可以利用时间轮转方式，来有效确保这些设备不会形成信号干扰，确保矿山测量数据的精确度，保证测量工作效率。

相较于其他测量设备功率大小而言，NEB设备再进行实际测量时，功率输出通常较大，其功力常常达到100万kW以上的范围，而且在具体开展测量工作时，设备自身功率发出也会出现明显上升，由于这一情况存在，会对共电系统造成一定的影响，导致供电系统出现阶段性电流不稳定的情况发生。AUV设备在应用过程当中，还相应地将无线网络系统进行配备，同时，电机以及螺旋桨等设备也在系统当中进行了相应配备。在运转这些设备时，会利用各种途径来对NBE进行干扰，所以在设计AUV时，极易发生电磁干扰情况，导致系统发生不兼容等问题，工作人员在具体应用过程当中，必须要对这些问题给予充分的重视，并采取有效的措施积极地进行应对，减少和控制这些问题的出现，更好地保证矿山测量工作的有序开展，提高测量数据的精确度，保证测量效率，对矿山塌陷区地质测量提供良好的技术基础，推动此项工作的顺利开展。

3 结语

文中结合实践，对矿山地质测量中的相关问题进行分析探讨，分析研究了多波束测量技术在矿山塌陷区测量中的应用，通过分析研究发现，伴随当前科学技术的高速发展，AUV技术也迅速的发展起来，在AUV系统相应的搭载了多波束声呐，在矿山测量当中发挥着非常重要的作用，而且应用优势也非常的突出，测量效率大幅提升，也有效的保证了测量精确度。通过在矿山测量尤其是矿山采空塌陷区地质测量当中应用多波束探测技术的实践应用，大大提高了矿山测量的工作效率和质量，运用前景广阔，而且未来随着此项技术的快速发展，与发达国家相关，测量技术之间的差距也在进一步缩，今后，矿山地质测量过程当中多波束声呐探测技术等应用将更加广阔，将会取得更加丰硕的成果。