测绘新技术在矿山测量中的应用分析

朱国梁

（江西铁山垅钨业有限公司，江西 赣州 342307）

在互联网及相关仪器的配合作用下，测量工艺发挥出了更大的作用，可以有效提高工作人员的工作效率与工作质量。测绘新技术加快了传统测量工艺的改革脚步，推动测绘技术发展。矿山测量工作的专业性较强，属于有色金属开采领域，运用新技术可以降低测量难度，推动采矿行业发展。

1 矿山概述分析

上坪矿区是铁山垅钨业主要的生产矿区之一，具有以黑钨为主的石英脉及温热液裂隙填充的内外接触区域，属于细脉带低品位矿床。

在2002年，铁山垅钨业恢复正常生产过程，进入正规生产行业，拥有几十年的开采历史。矿区处于间断性生产间断性阶段，各个时期的组织形式不同，在开采设计及施工组织管理方面缺乏系统性组织管理工作，开采规范性有待提高。上坪区采用巷道式生产模式，见矿采矿均采用简单的手采手选形式，生产技术较为落后，开采效率较低，采空区内部结构十分复杂，处理效率较低。复工生产之后，采矿区内部巷道坍塌严重，内部杂乱无序，施工人员难以进入采空区域内部，组织生产过程较为困难。矿带内部可能存在着断层及发育状况，矿区地质状况十分特殊，采矿区活动十分明显，对生产过程产生了较为严重的安全威胁。为了提高生产过程的安全性，设立了关于上坪区采矿方式的课题，以提高研究工作的系统性，丰富研究手段与研究方案。

2 上坪区课题研究内容及工程地质岩组划分特征

2.1 主要研究内容

首先，需要确定现场调查方案，勘查井下及地表工作情况，查阅相关资料，采用走访的方式完成调查任务，了解矿区内部地质状况、构造状态及开采情况，提高开采效率。

其次，需要运用相应研究手段调查矿区岩体工程地质力学特征及稳定性能，了解水文地质状况及其特点。

再次，需要调查矿区岩石物理力学性能，调查岩石的抗拉强度及弹性模量，综合分析其物理力学参数信息。

另外，可以根据上坪矿区地质特点选择代表性观测点，观察岩体变形情况，运用全站仪、光应力计等探测地压状况。

最后，可以通过计算机数值模拟过程了解优化参数信息及应力变化规律，为相关研究提供重要依据，了解采矿区地压活动特点及危害状况，排除安全隐患，提高矿区开采的安全性。

2.2 矿区地质结构面类型、分类与特征

结构面是指岩体在地壳运动产生的构造应力作用下产生的构造遗迹，导致原本岩石层面顺延某固定方向扩张、延伸，岩体厚度降低，形成两维面地质界面。矿区结构面主要由构造结构面组成，其中又分为断层节理与层间错动面，而形成此类结构面的成因可大致分为四类。结构面的成因与性质不同，因此可判断岩体受到的构造应力不同，使得地质界面具有明显可观测的差异。结构面的分级是根据结构面向外扩张的长、宽进行分类，长度代表结构面的延展与连贯，宽度代表结构面的扩张范围，根据结构面的分级对本文所研究的上平矿区结构面进行分类，如表1所示。

表1 结构面原则分级表

矿区工程地质分区根据上坪矿区岩石组成、构造、结构、水文地质条件和矿产资源的分布，并分析地壳运动对矿区产生的构造应力的变化，结合工程开采区域的地质条件、开采进度等将该矿区的岩体划分为四个岩组区：即Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区和Ⅳ区，如表2所示，各工程地质岩组区的主要特征与区别见表3。

表2 矿区工程地质岩组分区表

表3 各工程地质岩组区的主要特征与区别

3 测绘新技术应用特征及应用优势分析

3.1 测绘新技术使用特征分析

测绘新技术体系化程度逐渐提高，能够有效测算出矿山之间对应的距离、角度及误差等相关因素，集中分析温度、压强等信息，判断可能对测绘过程产生影响的因素，减轻测绘任务工作量。传统测绘技术需要设置多个测绘点，运用辅助仪器完成测绘任务，使用人工操作的方式获得测量数据。测绘新技术的灵活性较高，可以综合使用遥感技术、定位技术等新型技术，简化测绘操作过程，缩短测绘工作时间，扩大测绘新技术的使用范围。

3.2 测绘新技术使用优势分析

测绘新技术可以将计算机技术融入到实际测量过程中，减少测绘工作产生的误差。传统测绘技术的测量精确度较低，覆盖范围较小，在侧脸斜坡时需要人工力量监控，分析测绘误差，运用多次读数的方式降低误差水平。测绘新技术无需人工操作读数，可以集中控制测绘工作中产生的偶然误差，提高测绘过程的精确程度。

测绘新技术需要使用各种电子应用设备，应用功能十分强大，计算过程的连续性较强，可以自动获取数据集中计算信息，简化人工操作步骤。例如，在测量矿山斜坡高程时，测绘设备可以自动转入角度计算过程中，集中控制测绘环境的气压、温度等多种信息，获得测绘数据集，自动获取区域内部的基础数据信息，合理计算各项数值。此外，为了降低分析过程难度，可以将数据信息绘制成二维平面图形，运用可视化图形方式呈现数据信息，集中呈现出矿山周围的多角度测绘信息。技术管理部门需要根据实际情况制定出规范化的分析报告手册，为设计部门正常工作提供更多优秀的基础性材料。

4 测绘新技术在矿山测量过程中的应用分析

4.1 空间信息技术的应用分析

空间信息技术是GPS技术、RS技术及GIS技术的组合，可以提高矿山测量整体质量水平。空间信息技术是测绘新技术的重要代表，应用范围十分广阔，在国土资源调查、地籍测绘控制测量及工程测量过程中具有极高的应用价值。空间信息技术的综合性能较强，具有多种技术的优势，可以搜集矿山相关信息，经过处理与分析之后加以应用。其中，GPS技术可以实现全天候测量与监测矿山作业状态的目标，使用灵活性较强，具备交通导航、环境监测与工程测量等多种功能，对于测量环境的要求不高，可以测量矿山的任意位置，定位各个测量位置，提高数据操作处理过程的精确程度。使用GIS技术可以全面分析处理矿山相关数据信息，提高数据处理效率与精确程度。综合使用GIS技术与GPS技术可以全方位监测矿山的安全性问题，掌握矿山岩石的实际分布状况与地质特征，动态监控矿山数据信息。RS技术搜集数据信息的覆盖面较广，可以提高测量数据的整体性。使用空间信息技术可以将测量数据信息有效整合起来，准确定位空间位置，提高信息处理过程的有效性与针对性，明确矿山测量的基本要求与目标。

4.2 全站仪的应用分析

全站仪是将光学技术与电学技术集为一体的新型测绘设备，在矿山测量过程中具有较高的实用价值，可以运用光学扫描u盘自动记录相关数据信息，并将其显示出来，简化数据操作过程，保障数据操作的准确性与可靠性。全站仪具有较多内部测量软件，可以简化测量程序，提高测量工作的精确度与工作效率。

在测量之前，需要安装监测设备，测量监测点的水平角、垂直角、高度差及距离大小，精准掌握各个测点的测量数据信息，运用数字化形式展现出测量结果，利用内部软件分析并处理获得的信息，借助计算机完成数据传输任务。全站仪的操作过程较为简单，可以应用于复杂程度较高的环境中，整体性能相对稳定，可以针对矿山建立数据搜集与传输体系，提高数据处理效率，测量移动目标与空间点，提高测量精确程度。此外，全站仪在测量矿区地面及地形特点时具有较好优势，可以测量露天或井下煤矿的多种资料与信息，为开采任务顺利完成提供了可靠支撑。

4.3 惯性测量技术的应用分析

惯性测量技术可以有效勘测矿山周围的地貌及环境也正，可操作性、独立自主性及方便快捷性均较强，为矿山测量技术的发展做出了极大的贡献。矿山内部结构差别较大，需要与全站仪技术及3S技术结合起来使用，提高测量效率。惯性测量技术主要应用于三轴地磁解耦与陀螺仪的加速运算过程中。外界环境可能会对测量过程产生较大影响，导致测量误差较大，可以运用陀螺仪提高系统侧护数据的稳定性与精确性，提高测绘工作质量与效率。

4.4 三维激光扫描技术的应用分析

三维激光扫描技术将各种光学技术作为重要基础，在三维立体密度图形上展示出实际测量目标，可以提高单点测量模式的精确度，完成非接触式测量任务，运用三维立体图形的方式展现出测绘区域，集中控制测绘活动区域，提高测绘效率与安全系数。三维激光扫描技术可以提高测量工作的三维立体化程度，获得关于矿山的点云数据信息，经过后期处理过程得到DEM数据信息，提高观测过程的直观化程度，制定出完善的测绘数据报告。实践表明，三维激光扫描仪可以针对矿山沉陷区域建立模型，可以针对矿山高度、角度及岩石表面延伸方式的差异选择合适测量方案，降低矿山开采的风险，充分发挥出辅助惊吓开采的作用。工作人还可以将各类先进的测量设备有机整合起来，综合测量巷道的宽度、深度等信息，集中测量矿山的腰线长度，判断变形概率，通过测量控制过程获得数据分析报告，提高矿山开采实际效率。

4.5 悬挂罗盘的应用分析

悬挂罗盘可以完成地势区域狭小及复杂的矿山测量工作。罗盘的体积较小，灵活性较高，操作方式简单，测量过程不易受到空间限制，在当前矿山测量系统中具有极高的实用价值。为了提高测量精确程度，需要严格按照以下步骤完成操作任务。第一，需要测量并记录矿山基本数据信息，将悬挂罗盘与计算机系统结合起来，测量矿山的倾斜角度与倾斜长度，计算方位角信息，确定矿山的高度差及坐标点信息。第二，需要统一转变悬挂罗盘的坐标信息，用平面坐标方式表示位置信息。第三，需要深入研究计算原理，计算矿山的初始方位角，保证数据参数的统一性，降低错误发生概率，提高最终测量结果的精确性。

4.6 无人机技术在矿山测量中的应用分析

随着科学技术的发展，无人机技术广泛应用于摄影、建筑工程等多种行业。在矿山测量过程中，无人机技术发挥着重要作用。

通过将红外线扫描技术、地磁仪测量技术等分辨率较高的设备结合起来，在遥感技术的综合作用下可以拍摄并记录测绘区域工作信息，将测绘资料上传到计算机平台中，可以简化后续数据操作与处理过程，提高数据分析的准确性与可靠性。

无人机技术可以完成数据预处理与数据加密任务，实际应用成本较低，数据精确度及灵敏性较高，在恶劣环境测量过程中应用价值较高。

5 提高矿山测量水平的有效方案分析

为了提高矿山测量效率，需要改进相关测量方案，积极应用测绘新技术，提高矿山测量的精确程度。首先，需要做好对矿山测量工作人员的培训工作，不断提升其专业技术水平与综合能力，使其能够有效应用各类新技术，提高作业过程的规范性及有效性。其次，需要重点检查监测点，按照测量要求完成测量任务，重复检查测点数据信息，为后续作业过程奠定坚实基础，提高测量结果的精确性。

6 结语

综上所述，测绘新技术可以提高测绘结果的精确性与准确性，实现图像数字化转变目标，提高特殊地形环境的测量效率，减少矿山测量成本投入情况，提高矿山测量工作质量，有效降低各类安全事故发生的概率。