采矿权勘测定界的测量方法

李海峰

(安徽省地质测绘技术院，安徽 合肥 230022)

根据《矿产资源开采登记管理办法》、《国土资源部关于健全完善矿产勘查开采监督管理和执法监察长效机制的通知》要求，安徽省自然资源厅要求对全省行政区域内的省两级发证的采矿权进行勘测定界工作，加强对矿产资源开采的监督检查，从源头上杜绝采矿权发证时可能出现的采矿权“漂移，证照不一致，矿界范围重叠交叉,占用保护红线”等问题的出现[1]。

1 露天开采矿山的勘测定界方法

采矿权勘测定界主要是对划定矿区范围、新立、变更登记等所涉及的采矿权范围进行实地勘测定界，确定矿权范围是否在港口、机场、国防工程设施圈定地区以内；是否在重要工业区、大型水利工程设施、城镇市政工程设施附近一定距离以内；是否在铁路、重要公路两侧一定距离以内；是否在重要河流、堤坝两侧一定距离以内；是否在国家划定的自然保护区、重要风景区、国家重点保护的不能移动的历史文物和名胜古迹所在地；是否在国家规定不得开采矿产资源的其他地区。采矿权勘测定界需要对矿权及周边进行实地测量并绘制地形地质图，以此为依据确定矿权的合理设置。

1.1 控制测量

1.1.1 坐标系统的选择

平面系统采用2000国家大地坐标系；高程系统采用1985国家高程基准。

1.1.2 控制网的布设

矿山基本控制网是矿山一切测量工作的基础，分为平面控制网和高程控制网。根据需要，选择地面三、四等三角网、边角网、测边网或导线网、一级小三角网、一级小测边网或一级导线网。高程控制一般采用地面三、四等水准网(点)，小型露天矿山也可采用等外水准作为高程控制[2]。

安徽省于2009年开展了全省矿业权核查控制测量项目，为了充分利用其成果，优先考虑采用GPS网点作为露天矿山的基本控制点。布设矿山基本控制网时，必须满足以下要求：

(1)根据申请采矿权范围内及周边的地形矿状，均匀分布控制点，为设置露天工作控制创造条件。

(2)选点时须保证点位的视野开阔，便于安置接受设备和操作，远离大功率无线电发射源，避开大面积水域。

(3)设点时应考虑控制点的长期保存，一般应选择在基础稳定处。

(4)大部分平面控制点应测定高程。

1.1.3 控制网测量

平面控制网可以采用GNSS静态测量方法观测。在基本控制网的基础上，建立平面控制点，利用全站仪采用导线法或极坐标法进行平面控制点测量。

高程控制分为Ⅰ、Ⅱ两级，根据矿区地形，采用三角高程测量或水准测量方法布设。利用三角高程测量方法测量Ⅰ级高程控制点时，应利用三、四等水准点作为起始、闭合点组成三角高程网，测量Ⅱ级高程点时，可以在高一级高程控制点的基础上组成三角高程路线或者采用独立交会法完成高程测定[3]。利用水准测量Ⅰ、Ⅱ级高程控制点时，以高程控制网(点)为基础，敷设闭合、附合、结点路线或支线，水准测量的观测数据应进行平差计算。

1.2 碎步测量

碎步测量主要是测量矿区范围内及周边重要地形、地物(露天开采矿山应考虑矿权周边300 m安全爆破范围)，绘制采矿权勘测定界图。常用的方法有基于AHCORS的网络RTK结合全站仪观测和无人机航空摄影测量等。

1.2.1 基于AHCORS的网络RTK结合全站仪观测

CORS是利用全球导航卫星系统、计算机、数据通信和互联网络等技术，在一个城市、一个地区或一个国家根据需求按一定距离建立长年连续运行的若干个固定GNSS参考站组成的网络系统。RTK载波相位差分技术是实时处理两个测量站载波相位观测的差分方法，将基准站采集的载波相位发送给用户接收机，进行求差解算坐标。

目前，安徽省已经完成了AHCORS全覆盖，基于安徽AHCORS的网络RTK可以直接观测得到2000国家大地坐标系直角坐标，其观测得到的高程为大地高，可以依据项目申请安徽省地理信息中心提供相关高程异常数据，转换得到正常高数据；或者通过控制点进行点位校正。部分矿山因地处偏僻，网络信号不稳定，可以利用控制点位架设单基站，经点位校正后进行碎部点观测。RTK因受对空通视环境的影响，部分碎部点难以采集时，需结合全站仪完成碎部点观测。全站仪的免棱镜功能在矿山测量中发挥了重要作用。基于AHCORS的网络RTK结合全站仪观测成为采矿权勘测定界中测绘的常用方法之一。

1.2.2 无人机航空摄影测量

无人机航空摄影测量是近年来发展较快的一种测量方法，它具有快速航测反应能力，时效性和性价比突出，监控区域受限制小，地表数据快速获取和建模能力等优点，成为了矿山测量主要方法之一。无人机航空摄影测量需要根据测区的范围、地形条件和摄影要求，选择航摄时间，确定飞行平台、航摄仪和航摄比例尺，划定航摄分区，计算航摄参数，进行航摄前的技术设计；无人机航空摄影测量的精度依赖于野外相控点的精度和密度。野外像控点布设前需考察矿区地形，合理布设。控制测量时，可考虑同步进行野外相控点的制作和测量，相控点的观测应尽力提高精度。

露天矿山的采矿权勘测定界主要是运用常规方法进行控制测量，即利用无人机航空摄影测量，结合RTK和全站仪采集矿区范围内及周边的地形地物，绘制采矿权勘测定界图，结合相关政策法律依据，编写勘测定界结论成果。

2 地下开采矿山的勘测定界方法

与露天开采矿山相比，地下开采矿山的采矿权勘测定界更为复杂，难度更大。地下开采矿山的勘测定界需结合井上井下对照图，其中井上部分可通过露天开采矿山的测量方法观测，井下部分的测量受特殊环境的限制，其观测方法与露天部分有所不同[4]。

2.1 控制测量

2.1.1 坐标系统

平面系统采用2000国家大地坐标系；高程系统采用1985国家高程基准。

2.1.2 平面控制测量

平面控制测量分为井上控制测量和井下控制测量，井上控制测量和本文中1.1的方法相同。井下控制测量时，为了建立一个井下与地面统一的坐标系统，可通过斜井和竖井完成。斜井联系测量是利用井口的近井点，采用支导线的方法将控制点坐标传递到井下巷道的控制导线上；竖井联系测量是利用联系三角形法，将地面控制点的坐标传递到井下巷道的控制导线上。井下导线的布设，按照"高级控制低级"的原则进行。井下平面控制分为基本控制和采区控制两类，这两类都应敷设成闭合导线、附合导线或复测支导线，导线的主要技术指标应满足《煤矿测量规程》的相关规定。基本控制导线按照测角精度分为±7″和±15″两级，一般从井底车场的起始边开始，沿矿井主要巷道敷设，通常每隔1.5～2.0 km加测陀螺定向边，以满足检核和方位平差条件。采空区主要收集矿山地测数据，一般不必实地测量，因此采空区一般不设控制导线。

(1)井下导线的角度测量。井下测点多设于巷道顶板上，全站仪(防爆型)要在测点下对中。在倾角较大的急倾斜巷道中测角时，望远镜视线可能被水平度盘遮挡，应选择镜筒短的目镜棱镜、弯管目镜或偏心望远镜的全站仪。井下导线测量多采用测回法，同时观测水平角和竖直角，观测的数据必须满足《煤矿测量规程》规定。

(2)井下导线的边长测量。井下导线边长测量时应测定气象元素，每条边的测回数不得少于两个，采用单向观测或往返观测时，一个测回内4个读数之间较差<10 mm；单程测回间较差<15 mm；往返观测同一边长时，化算为水平距离后的互差不得大于边长的1/6000。

在完成井下导线观测后应及时进行内业计算，首先计算角度闭合差，在闭合差小于限差的情况下进行分配，用改正后的角度计算坐标增量闭合差，在小于限差的情况下对X、Y方向的坐标增量fx、fy分别平差，得到平差后的坐标增量，计算出导线点坐标。

2.1.3 高程控制测量

高程控制测量分为井上高程测量和井下高程测量。井上高程测量和露天矿山控制测量方法相同。井下高程测量经过平硐、斜井或立井将地面高程传递到井下，平硐可以选用一般井下几何水准测量完成；斜井可以选择一般三角高程测量完成；立井可以选择长钢尺、长钢丝或光电测距仪导入高程。井下高程控制网采用水准测量方法或三角高程测量方法布设。在主要水平运输巷道中，采用水准仪和普通水准尺进行水准测量；在其他巷道中，根据巷道坡度的大小，采用水准测量或三角高程测量。从井底车场的高程起算点开始，沿井底车场和主要巷道逐段向前布设，每隔300～500 m设置一组高程点。由于井下光线较差，水准观测时需要使用矿灯照明水准尺，当水准点位于巷道顶板上时，要倒立水准尺，以尺底零端顶住测点，记录观测手簿时要注明测点位于顶板上。井下三角高程测量一般与全站仪导线测量同时进行，方法与地面上三角高程测量相同。

井下高程导线解算后需进行平差计算，井下高程测量有闭合、附合及支导线等几种类型，单个闭合或附合的水准路线只有一个条件方程式，当等精度观测时，将高程闭合差反号平均分配到各测站高差上。复测水准支线平差时，取两次测得高差的平均值作为最终结果，井下水准网可用等权代替法或多边形法平差。

2.2 碎步测量

碎步测量分为井上碎步测量和井下碎步测量，井上碎步测量方法同本文中1.2内容相同，主要观测采矿权区域及周边地形地物及各个井口、硐口和回风口的位置。井下碎步测量主要观测开采水平的井底车场、运输大巷、主要石门、主要上下山、总回风巷和采区内主要巷道等内容。井下碎部点测量主要使用防爆型全站仪完成，在进行导线转角测量中，观测时以奇数测回和偶数测回分别观测导线前进方向的左角和右角，在左角和右角均不超限的情况下，取两个角度的平均值作为观测结果。

根据控制测量和碎步测量观测的数据，绘制井上井下对照图，为采矿权勘测定界提供基础依据。

3 结论

矿山测量是采矿权勘测定界的重要技术手段，其测绘成果为采矿权勘测定界提供了科学依据。随着科学技术的不断发展，测量仪器越来越先进，测量方法也在不断改进，露天开采矿山的采矿权勘测定界效率得到了极大的提升，但井下开采矿山的采矿权勘测定界采用的测量方法相对单一，我们仍需努力争取早日补齐井下测量的短板，高效优质地完成采矿权勘测定界工作。