矿山测量技术在采矿中的作用及发展

胡南

郑州工业技师学院 河南 郑州 450000

在煤矿开采之前，需要进行大量的测量工作。通过对矿区的调查结果，选择了合适的矿区和井位。矿山测量的精度与矿山测量技术的发展密不可分。随着信息技术的发展，越来越多的先进测量技术应用于煤矿测量中。与其他情况相比，矿山测量具有不同的特点。本文论述了矿山测量技术的特点，并浅析其在采矿中发挥的作用以及未来发展前景。

1 矿山测量新发展

矿山测量学学科的发展与但前社会的发展速度以及科技更新速度有着紧密的联系，同时也反映了不同时代发展的特点和内涵。而在如今的互联网时代下，信息技术得到了长足的发展和不断的实施，测量学科也随之有了很大的变化。地理信息系统（GIS）、数字测量技术和全球定位系统（GPS）的创新与更新换代推动了测量领域的进步。全球定位系统（GPS）技术广泛在矿山变形监测中的地面控制测量扥到了全方位的运用。

最近的几年的发展，遥感技术在矿区的生态环境方面已经成为了关键的使用方法。中荷合作的“中国北方煤田自嫩环境监测”，是在矿业领域内第一次首次通过遥感技术，对我国华北地区煤矿的布局情况和危害程度进行了全面、系统的控制。同时也想出来有关煤田火区的遥感探测手段与方案。这在煤炭防火方案、建筑设计、消防工程监测等方面的均有所体现。“矿产资源开发远程监测”项目对试验区矿产资源开发，从而产生的环境问题开展了深入的分析与探索，并顺利解决获得成功。我国矿产资源开发利用统计报告系统已经逐渐退出时代舞台，新的一代逐步被遥感动态监测所代替。地理信息系统（GIS）通过相关专业人员的理论研究中，在旷野方面也得到了广泛的运用，其运用的范围面涉及宽泛，包括测量信息系统的开发、工作状态监测、调度指挥系统等方面。特别是进入新时代后，时代科技迅猛发展，同时也促使信息技术得到了长足进步。因此，其应用范围也在不断扩大。它本身不仅是跨学科的交叉渗透，而且是一种有效的延伸[1]。

2 矿山测量技术

矿山测量是一个多学科的应用领域，包括地质学、测量技术、采矿等研究领域。它能有效地测量地下矿体的动态和围岩的静态特性，从而更准确地描述测量区域的整体的具体状况，在矿业的建设方面得到更好的管理与指挥。虽然在具体的工作中有一些不同，但在整个工作过程中都有很强的共性。

2.1 卫星定位测量技术

全球定位系统（GPS）是通过“卫星”方式传送地面数据，再由测量的人员通过反馈信息和数据并结合工程实际情况得出测量结果。但在实际应用中，发现该技术存在一些不足，主要是在矿山工程“井下测量”中。井下勘测对卫星定位有一定的影响，地质构造和地貌的变化更为复杂。GPS定位技术的优势在于对建筑物表面进行精确定位和测量，但在井下工程测量中存在一定的局限性。因此，GPS定位技术可以应用于井下开采引起的地面沉陷研究。近年来，以减少地面沉陷对农田、水利、建筑等方面的影响为目的，以绿色理念为动力，对矿区地面沉陷进行了越来越多的研究。

2.2 GIS地理信息系统技术

基于GPS卫星定位的GIS技术，以我国地形为核心，利用地质构造和地形变化分析模型，通过对GPS节点数据的分析，进行统一测量。地理信息系统（GIS）技术在矿山工程测量中具有代表性。矿山工程测量往往涉及地质构造的变化、地形的复杂等。在传统的测量方法中，存在许多无法提取的信息数据等。因此，利用地理信息系统技术进行地理调查，可以更科学合理地解决这一问题。在矿山工程测量应用中，GIS在我国的测量精度有待提高。但地理信息系统在地质调查和地形变化方面仍具有明显的优势。例如，只有通过地质钻孔技术才能了解地下巷道开挖过程中的地质构造。开挖过程中围岩的破坏也会影响地质构造的判断。深基坑开挖时，开挖荷载大，易造成人员伤亡，安全系数低。因此，GIS技术可以将复杂地下地质调查与传统钻井技术相结合，提高工作效率和精度。

2.3 数字测量技术

数字化测量技术是目前比较常见的测量技术，它的出现能够对以往手工测量的缺点和不足进行完善，使测量的结果更加精确。从总体性能来看，数字测量技术具有较高的可靠性。第一，数字测量技术可以准确地测量采矿工程中的井下工程建设项目。第二，数字测量技术还可以对工程测量的信息进行对比，从而得出更为精准的数据结果，减少测量误差。除此之外，数字测量技术还可以减少人力物力的投入力度，节约成本。因此，加强数字化测量技术在工程测量领域的应用，提高地下地质构造测量的精度具有重要意义[2]。

3 矿山测量技术的发展特点

3.1 户外工作

大多数测量技术都用于采矿。由于恶劣的室外环境和不定的因素影响，在具体的活动实施中可能会发生一些意外的影响，这些难以预料的因素可以说是进行室外测量工作的一大趋势。一旦矿井的地质位置比较隐蔽，就很难找到。由于各种因素的影响，给测量带来了很大的困难，在一定程度上降低了测量精度。此外，大多数矿上测量调查是在户外或偏远山区进行的，必须考虑到环境因素，以确保准确的采矿作业。同时，要提高测量专业技能，保证测量的准确性。

3.2 集体参与

由于采矿工程规模大，不能一人完成，需要更多的人参与，才能做好测量工作。但是，如果计量人员过多，很难做好人事管理工作。此外，所有测量人员的专业技能都应标准化。每个人都应该参与其中，为自己的力量做出贡献。从而有效地分析了测量数据和信息，保证了各测量信息的准确性。

4 现代矿山测量技术的应用

4.1 地理信息系统技术的应用

在测量方面，有关人员利用GPS-RTK技术对控制点进行实时监测，及时了解煤矿井下情况。GPS在客观环境下才会存在快速静态定位，其工作原理就是将 GPS接收机安插在各个用户站上，在绝对静止的状态下让接收机对数据进行采集和观测，从而对用户站的三维立体坐标进行实时调整，直到出现的误差在允许范围内，才算成功完成任务。如果接收机在流动的状态下对用户站的三维立体坐标进行定位，接收机接受卫星信号的频率就要设置成间断工作模式。

利用GPS技术可以获得更准确的地籍测量数据，不仅可以满足有关部门的要求，而且可以保证测量人员顺利完成任务。GPS技术的迅速发展也给测绘事业带来了无限的发展。GPS技术的基本测量精度已达到一级控制网的精度水平。除了房地产测量外，它还促进了测量控制的快速发展。为了实现RTK，必须保证建立基准站的准确性。当建立参考站时，注意天空中没有遮蔽物，位置是开放的，没有无线电信号的干扰。转换参数以确保数据的准确性。做好数据传输和环境控制，确保测量精度。数字化测量和维护测量是两种工作方式，在工作流程中没有区别。根据国土资源局提供的GPS控制测量结果，提出了一种基于GPS密钥网络的非监督加密网络，以满足加密标准。

RTK技术将被用于测量地球边界点的每一寸，这可以实现精确厘米的所有物体在相关的位置。GPS直接接收GPS数据并对其进行处理，可以提供精确的地籍图。在GPS卫星信号接收不好的地区，必须通过全站仪、测距仪、雷达等专业测量仪器的分析或图解法进行更详细的测量。经纬仪等RTK技术还可以通过动态检测来测量土地利用程度。简单的平板辅助测量仪是动态检测领域最传统的方法。例如，可以使用距离交会法和指数坐标法来检测钢尺，也可以使用测量板来补充面积变化较大的区域。这种方法不仅速度慢，而且效率低。利用RTK技术进行动态监测，不仅可以提高监测的速度和精度，而且可以实现对土地的实时动态监测。

GPS参考点的持续工作需要卫星导航和定位技术的支持，即使用一个或多个固定的GPS参考站来监测一个给定的N年周期。根据需要，通过计算机、数据通信设备和因特网技术，为每个参考站形成网络和数据库，然后参考站向数据库提供数据采集。数据，然后通过网络参考站软件进行处理，再将GPS采集的各种数据和各种RTK校正数据自动组合成网络系统。发送给不同的用户。传统的大地控制网将被RTK技术所取代，可用于各种GPS测量。当用户进行野外作业时，GPS接收机可以解决所有问题，并能实时、快速地进行定位、定位。背景导航定位精度为米、分米、厘米或毫米。全天候、全自动、实时导航定位具有独特的优势。本实用新型可覆盖各个区域的导航、调度、自动识别和综合监控功能，并可在短时间内提供天气预报、变形监测等高精度服务。通过对参考定位技术的研究和应用，可以有效地解决RTK有效测距、结果精度、远程数据通信等问题。

4.2 遥感技术的应用分析

在传统观念的影响下，许多技术人员在煤矿测量过程中也采用了一系列以往的采矿方法，如人工下井等。随着生态环境的恶化，泥石流、地震等自然灾害频繁发生，极大地阻碍了矿山勘探工作的发展，增加了矿山探矿难度与挑战。因此，有关技术人员必须将遥感技术应用于矿山测量中，主要从以下几个方面着手：

首先，在矿山勘探的早期阶段，有关人员需要对矿山周围的地质环境进行探测，以确保选择合适的采矿地点，并通过遥感跟踪分析技术是保证矿山勘探质量的重要手段。其次，在利用遥感技术进行矿山调查时，需要有关人员对矿区的地质环境和地质条件进行早期分类，然后进行矿山调查另外，为了保证拟建场地不会对周围环境产生严重的不利影响，不破坏周围的植被、地貌和河流，不影响地下水，保证煤矿开采。最后，利用遥感技术对矿区周边环境地质进行探测，采集探测到的数据，形成地形图在不同的尺度上，使专业技术人员能够仔细分析地形图，确定矿区和钻孔位置，根据地形预测可能发生的各种地质灾害防灾对策。

4.3 GPS技术的应用分析

由于全球定位系统由三个部分组成，综合多学科知识，可以通过软件将相关数据直接转换成图像，然后进行有针对性的分析。利用全球定位系统（GPS）采集矿山环境信息，进行数据采集和分析，建立相关模型，直观地显示矿山环境动态变化，为矿山环境保护提供科学依据。

GPS在测量静态定位被广泛应用于海洋测量，地籍权属测量，航空测量，地球物理测量和监视各类在这些应用中，它主要用来制作各种等级的、不同用途的使用控制网络。 GPS在建立控制网时具有以下特点：1、GPS的测量精度远高于一般的常规测量，难以获得较高的定位精度利用传统的测量方法对基本矢量进行定位。2、灵活的选择部位，即不依赖终端之间的通信，不需要设置测量标志，降低了结构运行成本，大大降低了分布网络的成本。3、全天候运行。GPS可以在任何时间、任何气候条件下进行观测，大大方便了测量工作，有助于及时、有效地完成控制网规划。4、缩短服务期限。GPS监控决定了控制网的总体水平。注意每个车站的时间通常是一到两个小时。采用快速静态定位的方法。控制时间短，工程控制和数据处理是一个高度自动化的过程。

除此之外，还可以加强矿山测量技术管理。现代测量技术是矿山测量的支撑。矿山勘测前，勘测人员应进行相应的勘测设计，以便根据矿山需要制定更合理的勘测方案。此外，矿山勘测前必须做好勘测准备，及早确定勘测点。在实际的矿山测量过程中，必须控制测量点之间的距离，及时保存测量过程中的各种数据信息。只有这样，才能有效地避免矿山测量过程中的数据丢失。同时，矿山勘测不能由一个人完成，所以我们需要彼此合作。在当前，我国大多数矿山单位仍有许多高素质的测量人员的缺口。因此，在今后的发展过程中，矿山企业必须培养更多的综合性高新人才，来促进企业的发展。

5 现代测量技术发展趋势分析

近年来，现代矿山测量技术在我国矿山测量中得到了广泛应用，我国现代测量技术也比较先进，但仍有发展空间。以下分析了矿山测量技术未来的发展趋势。

5.1 矿山测量技术的应用越来越广泛

目前，测量技术在矿山中的应用还十分有限。矿山测量主要是对矿山地形、资源储量进行测量，并对矿山开采过程中的钻孔、采矿方法提出建议。在今后的发展过程中，矿山测量技术也可用于土地复垦和环境监测。矿山调查数据可以为矿山复垦提供评价指标，促进我国矿业向绿化方向发展，减少采矿对环境的破坏。

5.2 无人机技术的应用

如今，我国还有许多测量仪器需要通过人员手动进行，矿山测量自动化还需要进行进一步的发展。在未来的发展中，无人机技术在采矿测量中会得到推广运用，从而降低矿山测量的投入成本，降低测量领域的劳动消耗[3]。另外，无人机可以完成小面积测量，提高了矿山测量速度。只有这样，才能推动我国矿山测量技术向智能化、自动化方向发展。

5.3 建立调查数据库

现代测量技术通过计算机系统实现了对测量数据的分析和处理，但目前我国矿山测量数据库尚未建立。只有通过数据库的及时采集，挖掘单位各部门才能提高挖掘过程中的内部通信效率，有效地解决挖掘过程中的信息不对称问题，协助采矿单位做出正确的决策。这就要求矿山单位在今后的发展过程中，要进一步培养复合型的矿山测量人才，以顺应现代趋势，提高现代测量技术的应用效率。

如今，随着我国的经济实力不断上涨，对于设备的升级与完善提供了有利的支持，随之也对矿山的开采速度有了积极的影响。例如，使这些先进设备在矿山开采工作中得到有效运用，加快测绘工作的发展，提高测量数据和信息的准确性，准备完整的数据信息。在一定程度上，可以有效地减轻员工的工作量和问题，为员工提供更好的工作环境和优质的服务。在矿山测绘技术发展中，借助现代化的矿山测量技术，使采矿建设工作得到快速发展，加快各种数据信息的分析和收集，从而促进矿山工作的顺利完成[4]。

6 总结

综上所述，随着现代科技的快速进步，矿山的测量工作也在紧跟时代的脚步，向着现代技术化发展。在完善和发展有关的测量技术的同时，相关的测量人员也需要加深自身的专业素养与深厚的知识储备，对相关的测量设备也要有足够的了解。此外，也要正确使用采矿技术和高新技术设备，做好技术创新措施，使其不断得到改进和发展，更好地应用于采矿过程中，以适应采矿需求的多样化，提高矿业质量，促进我国经济建设和发展。