[关键词]矿山测量测量技术测绘仪器
中图分类号:O329文献标识码:A文章编号:1009-914X(2014)44-0377-01
矿山测量是矿山建设时期和生产时期非常重要的一环,矿山测量需为矿山生产建设服务,也要为安全生产提供信息,其任何疏忽或粗率都会影响生产或导致事故发生。因此矿山测量要本着精确的根本,走在测量科学发展的前沿。
随着电子技术和激光技术的发展,以卫星遥感、全球定位系统为代表的空间对地观测技术在测绘科学中的应用日趋成熟,以计算机技术、系统科学为基础的地理信息系统的出现和应用为多源测绘信息的获取、分析、管理、处理及充分应用提供了有力的技术支持。现代矿山测量已运用了各类新型的测绘仪器及测绘方法如全站仪、空间信息技术、惯性测量系统。本文将从测绘仪器与测量技术发展与创新两方面对现代矿山测量的影响进行简要的分析。
一、测量仪器的创新发展与应用
1、测距仪
测距仪是一种航迹推算仪器,用于测量目标距离,进行航迹推算。测距仪自七十年代以来得到了飞速发展,被广泛运用于控制测量和各种工程测量中。测距仪主要分为激光测距仪、红外线测距仪、超声波测距仪。但由于红外线测距仪、超声波测距仪的精度不太准确,目前已淘汰在矿山测量中使用。且矿山测量中主要使用的测距仪还具有防爆特性。仪器一般采用本安型防爆型式,体积小、重量轻、携带方便,且还可以与经纬仪连接,方便了数据的采集。
2、陀螺经纬仪
陀螺经纬仪是带有陀螺仪装置、用于测定直线真方位角的经纬仪。陀螺经纬仪的出现改变了传统的几何定向方法,可实施导线起始边定向及附合导线或闭合导线终端的定向测量,也可实施一井或两井井下起始边的定向。使用陀螺经纬仪能有效减少常规几何定向时耗费大量人力、物力和占用井简时间,降低成本,提高劳动生产率,并能控制随着环境的恶劣,井筒深度增加以及矿区的延伸发展,定向精度的降低,大大提高井下平面控制的精度。用陀螺定向经纬仪可以为井下每一水平进行定向,控制导线测量方向误差的积累,校核导线测量中测角粗差,实施矿山及地下工程大型巷道贯通的定向。
目前陀螺经纬仪已发展到全站型陀螺速测仪、全站型陀螺仪以及自动陀螺仪。
3、全站仪
全站仪作为当前应用最为广泛的测绘仪器,是电子技术与光学技术发展结合的光电测量仪器,也是集测距仪、电子经纬仪的优点于一体的、应用前途广泛的仪器,智能化的全站仪是目前使用最广泛的测绘仪器。基于全站仪的数据采集与传输系统可以和现代计算机技术结合建立矿山三维数据自动采集、传输、处理的矿山测量数据库,使数据管理更加科学、快捷。此外,全站仪在矿山地表移动监测、矿区土地复垦工程实施、矿区施工等方面也都得到应用,各大矿的测量机构正在以全站仪取代传统的仪器进行日常的测量工作,既提高了效益,加快了速度,又减少了开发,保证了精度。
二、测量技术的创新发展与应用
1、空间信息技术
空间信息技术的核心和主体是“3S”技术,即遥感(RS)、全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)。以“3S”一体化或集成为主导的空间信息技术体系已逐渐成为测绘学或地球信息学新的技术体系和工作模式,其先进性、时效性非常明显。以空间信息技术为技术支撑,现代测绘仪器与技术也处于快速的发展之中。
遥感技术在矿山测量中的应用已经历了较长的时间,航空遥感资料可作为进行矿区地形图测绘的资料源,通过相片校正、目视判读、野外调绘等工作,完成地形图的测绘。较之传统的测图方法,利用遥感资料进行测图速度快、成本低、精度高,是一种应用极为广泛的测图方法。运用遥感资料,可获取矿区实时、动态、综合的信息源,对矿区环境进行监测,为矿区环境保护提供决策支持。遥感资料用于找矿、矿区地质条件研究、煤层顶底板研究等方面都已得到应用,所有这些,都说明遥感技术应用于矿山测量是矿山测量实现其现代任务的重要保证。
全球定位系统技术在矿山测量中主要应用与矿区地面控制测量、矿区地面碎部测量、矿区地表移动监测等方面。与常规地面控制测量方式相比较,GPS测量具有很大的优越性和灵活性,不要求两点间通视,且所测点位精度均匀,使得测量工作灵活、效率高。
地理信息系统应用于矿区的即为矿区地理信息系统,或称为矿区资料源环境信息系统(MRIES)。MREIS已成为矿山测量数据管理的重要发展方向。以矿区资源环境信息系统为平台,以各种测量技术为数据获取的途径,可以建立集数据采集、处理、管理、分析、输出于一体的自动化、智能化的技术系统,作为矿山可持续发展的决策支持系统。矿山测量工作是建立MREIS的前提性工作,而建立MREIS则是矿山测量发展的必然趋势。
因此,空间信息技术在矿区应用首先就是应用于矿山测量建立矿山测量信息系统,然后以此为基础建立矿区资源环境信息系统。空间信息技术是矿山测量实现其现代任务的重要的技术支撑和保证,以“3S”技术和其他测量仪器技术的有机结合为基础的矿区资料环境信息系统就是空间信息技术在矿山测量中应用的综合性成果。
2、惯性测量系统
惯性测量系统是基于航迹推算原理工作的,整个系统可以安装在运载器里,由系统自动进行数据采集与校准。具有全天候、自主式、快速多能和机动灵活等优点,为大地测量、工程测量和矿山测量作业的自动化和全能性提供了另一种新的技术手段。它是利用惯性导航的原理,以同时获取多种大地测量数据的一种技术系统,是除了卫星技术外最先进的大地测量设备。目前高精度惯性系统测量技术主要运用于海底采矿、海底勘探方面。
3、三维激光扫描
采用激光扫描仪进行地形和矿山测量是目前世界上比较先进的测量技术。由于激光扫描仪不但可以采用非常高的分辨率进行数据采集,而且能获得三维数据,因此很容易生成较其它常规测量方法更为准确的数字高程模型。它比传统的GPS+全站仪的测量作业方式,作业效率更高,优势非常明显,外业人员的作业强度也大大降低。但由于成本较高,推广不太广泛。随着科技的提升,相信在不远的将来三维激光扫描也会在矿山测量中大放异彩。
总之,随着空间技术、计算机技术、通讯技术和信息技术的发展,测绘科学有了深刻的变革,而矿山测量作为测绘学科中的分支,但其发展和进步与采矿技术和矿业工程的发展、测量科学技术与仪器设备的发展计算机科学等的发展密切相关。随着现代测绘技术迅猛发展,必然会促进矿山测量的进一步发展。以现代测绘技术、矿业工程技术和相关科学技术为基础的矿山测量,必将会形成集数据采集、处理、管理、传输、分析、表达、应用、输出为一体的智能化、自动化的技术系统,为矿区资源环境信息系统的建立提供基础性的资料,促进矿山可持续发展。
参考文献
关键词:矿山测绘体系;数字矿山;数据获取
中图分类号:P2文献标识码:A
矿石的开采一直是我国的一个重要的任务,但是从前我国的工业技术比较少,采矿都采用比较传统的方法。随着社会的不断发展,各种高科技采矿技术得到了广泛的应用,同时,矿山测绘技术也取得了很大的进步。建立有效的矿山测绘体系对我国采矿业的发展有很大的促进作用。希望通过了解,能够让更过的相关部门对该技术引起重视,并且协助推广,让该技术能够更好的帮助矿产资源的勘察和开发,从而提高矿产业的工作效率也资源利用率。
一、矿山测绘现状
在采矿行业,目前传统的测绘方式仍然在很多被运用。矿山测绘是搜集矿山资源开发前期资料的一个重要的步骤,不仅可以保障生产的安全性,对于建设施工的安全防护也可以作为一个重要的参考,同时也为矿山资源的开采方案的设计提供了足够的数据和资料。这种情况下,有关部门应该加强对矿山测绘的重视,有关的政府部门也应该采取一定的措施来保障和加强该项工程的实现。
在目前的形式看来,我国的矿山测绘有着很多的不足和弊端,比如很多工作人员的专业度不够高,开采的设备和一些仪器还比较落后,这样的情况下,不仅制约了矿山测绘工作的正常进行,同时也严重影响了矿山测绘的准确性。因此,为了更好的促进采矿业的发展,让资源开采更加合理,应该建立与完善矿山测绘体系。
二、矿山测绘体系的基本结构
随着数字地球(DigitalEarth,DE)和数字中国(DigitalChina,DC)等数字化的概念和体系的不断完善,数字矿山(DigitalMine,DM)近年来也得到了足够的重视,并取得了较大发展。
数字化矿山,是利用现代的信息技术、传感器网络技术、过程智能化控制技术和数据库技术等等对矿山日常的经营、生产和管理进行综合的管理,其中,这些管理要实现数字化、可视化、科学化、网络化、集成化和模型化。为了保证矿山企业生产的安全和正常的经营管理,要根据实际的情况建立各个应用系统,这些系统有矿山安全生产管理、矿山经营管理、矿山办公自动化和矿山应急救援指挥等等,同时也可以让业务流程实现数字化的管理。这些应用系统可以讲信息资源进行整合,并且传递给不同层次的管理者,让管理者对矿山的动态信息有所了解。而且还能够及时的掌握矿山生产的过程中实时的信息,帮助管理者们做出正确的判断和决策。
新的矿山测绘体系的主要内容有数据加工处理、矿山应用服务和矿山基础数据获取这三个方面,它为数字矿山的建设和发展提供了足够的空间基础数据资源,是数字矿山发展的需要。
1、矿山测绘基础设施
在采矿的过程中,要让测量的数据更加的准确,测量工作能够顺利进行,首先需要有先进的矿山测绘基础设施。因此,要实现外业仪器的自动化,智能化和数字化,那就需要引起适合矿山工作的先进的设备。同时,还需要整理出矿山目前的情况和各种的资料,把这些资料都以数字化的形式呈现出来,保障数字矿山的建筑和矿山测绘体系的建立,然后根据具体的情况建立适合的软硬件平台。
2、数据采集与获取
矿山测绘的工作主要是对整个矿山的具体情况进行数据的收集与获取。其中在收集和获取数据的过程中,是利用矿山地面与地下的三维空间进行测量、储量管理、定位与制图、开采监督、开采沉陷观测及开采损害防护等方面的工作来实现的。
矿山测绘数据的收集获取的基本任务是:
①采用大比例尺地形图和地籍图测绘的方式,建立矿区测量控制基础;
②利用摄影测量这一措施,对矿山生产的各个重要环节和重要事件的所有影像资料进行采集并且记录;
③对矿产资源和土地等其他资源的开发和利用的实际情况,进行严格的检测和监督;
④不仅对岩层进行观察,同时也对地表的移动进行观测,然后进行有效的研究与分析,对各个矿山工程进行有效的变形监测。
对测绘的成果数据建立严格的制度是能够保证矿山测绘数据收集获取工作顺利进行的前提条件,从而可以向各个矿山企业提供有效的可靠的基础数据。
3、数据加工处理
数据加工工作有数据编辑,信息提取和数据综合处理等等。将获取的图形、图像、文本等基础数据转化成生产所需要的成品数据,从而满足在实际工作中具体的应用需要。
主要的表现有以下的几个方面:
①编辑并且输出各种图像,有地形地质图、矿山专用图、矿产形态图等等;
②利用采集的基础数据制作相应的矿山专题;
③对矿山的灾害点以及重要工程的监测数据进行详细分析和评价,为留设保护矿柱和安全开采提供资料;
④制定和实施适合矿山的生产计划和规划的设计等。
数字矿山根据矿山动态监测与数据的实时更新,空间数据库也在不断的趋于完善,同时各种测量的数据和GIS系统的连接和处理,让数字矿山的建设也逐步的形成一个体系,它将为矿山提供应用服务,专业模拟和系统分析等功能。
4、应用服务
矿山测绘成果数据经过各方面的加工以及处理后最终还是服务与矿山行业的。结合成果图件和数据,达到灾害预警、矿区环境监测、土地复垦、环境治理与保护的目的。
三、矿山测绘的未来发展
1、充分发挥信息技术的优势
以开采沉陷为例,经过多年的研究形成了针对不同的矿山地质条件及开采方法的开采沉陷与防护理论及方法体系。运用随机统计模型开发地表移动过程和变形参数的计算与可视化软件,还可使岩层采动应力及变形计算数值化、可视化。
2、加快数字化矿山测绘标准化建设
数字化建设,标准先行。对于数字化矿山测绘工作来说也是相同的道理。以矿山的GIS为例,数字化标准涉及到很多的方面,比如共同的符号结构、元数据字典和编码规规则等等,这样就可以实现了几何空间数据和地学数据的数字转化和共享。
3、加强矿山测绘高等教育和人才培训
在对于采矿行业人才的培养中,应该坚持加强对计算机的培养,对信息技术特别是对空间信息技术的培养力度。对于矿业类专业,测量工程的课程设置和教学内容的安排要向实际的矿山规划与设计;矿山职业健康及安全;矿区环境治理与保护;采动沉陷与防护。在制定实习计划的时候,要能够保证实际教学与理论教学的一致性,同时实习的内容也要与自己所学习的专业一致;在实习的内容中,要增加矿山数字测图和3S集成应用等等内容;应该让校内的理论学习与矿山的实地实践相结合等等。
三、结束语
根据以上讲述的内容,矿山测绘体系能够为空间数据的精确获取提供有效的技术支持,其中基础数据的来源渠道比较广,获取数据的手段也日益先进。测绘学科有很多的核心技术,这些技术为矿山的准确测量提供了有效的技术支持。这些高科技技术的飞速发展与广泛的应用,让矿山的测量工作有了显著的进步,它的理论数据研究和实际应用的不断发展和完善,将为矿产业的发展做出重大贡献。矿山测绘体系在矿山的服务中有着非常重要的体现,同时这个体系也在不断的健全和完善,相应的也带动了数字矿山得到了一定的重视,促进了测绘学科进入了一个更高的发展阶段。
参考文献:
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摘要:测绘新技术作为矿山测量中的重要内容,对矿山测量总体水平的提升具有非常重要的意义和作用。为此,该文在研究中主要以测绘新技术为核心,探究测绘新技术在矿山测量中的应用,进而为相关研究人员提供一定的参考价值。
关键词:测绘新技术矿山测量应用
中图分类号:TDl7文献标识码:A文章编号:1674-098X(2017)04(b)-0029-02
随着社会经济和科学技术的不断发展,促进了矿山开采工程项目的完善和优化,同时也对矿山测量技术提出了新的要求。针对这一发展形势,现代测绘新技术逐渐应用在矿山测量中,使得测量学科理论、技术体系以及研究领域等方面发生了很大的变化,获得了体制上创新与改革。在微观方面,测绘新技术相比于传统测量技术而言,具有很大的技术优势,可以有效提高矿山测量技术水平,进而实现矿山测量的最终目的。为此,在这样的环境背景下,探究测绘新技术在矿山测量中的应用具有非常重要的现实意义。
1矿山测量主要工作内容
1.1构建矿区测量控制系统
矿山测量作为矿山工程中的重要工作内容,其工作内容主要服务于矿山勘探工作、设计工作、生产运营以及矿山环境保护和改造等工作,根据测量结果建立矿区测量控制系统,组织工作人员建立矿区测量控制网,并和国家高级控制网连接在一起,以现数据传输与接收。同时还要建立矿区基准网点,连接国家高级水准点,进而对矿区整体工作情况进行监控。除此之外,矿区测量工作要为设计部门提供矿区基础图纸资料,明确矿区各个空间数据,帮助设计部门了解矿区情况,进而提高矿区工程设计的准确性和科学性。
1.2矿山工程设计放样
在矿区工程设计方案制定后,测量人员要按照设计方案要求,开展机电安装和管线埋设等工作,做好土建工程与挖掘工程中的相关测量工作,并结合煤矿生产实际情况与基础建设进度,对各项生产建设工作进行有效监督,进而保证矿区生产与施工的综合质量水平。同时,针对矿山生产中的资源利用与开况,测量人员要积极参与到资源开发工作中,做好监督工作,对施工进度与工程施工过程进行指导性核查与审计,进而保证矿山工程整体运行质量和运行效率。除此之外,矿山测量工作要参与到矿山施工管理中,留设保护煤柱,准备好各类图纸与数据资料,进而为矿山安全管理与相关救护工作提供一定的信息依据。
1.3“三下开采”研究
为了保证矿山工程质量,在进行矿山测量的过程中,测量人员会在矿区地表设置长期监测点,用来研究该矿山岩层与地表移动变化系数,根据监测结果修改或者设计矿区煤柱,为建筑物、水柱以及地理下方煤矿勘探工作提供相关数据信息,保证煤矿设计工作的科学性和可行性。这种测量方式主要借助地表移动变形参数,及时监测地表沉陷问题,明确沉陷时间和范围,进而防止矿山施工事故的发生,为矿山生产与社会环境安全性与和谐性提供重要的保障。为此,矿山测量工作对矿山工程具有非常重要的作用,在实际应用的过程中,测量人员要将新型技术与传统技术进行有效结合,不断优化和完善矿山测量结构,进而使得矿山测量工作满足矿山工程生产、施工要求。
2测绘新技术在矿山测量中的技术优势
2.1自动化
在矿山测量中,相比于传统测绘方式而言,新型技术融入当前先进的信息技术与数字化技术,自动化水平高,在实际工作的过程中,有效减少了测量工作人员的实际工作量,并具有极高的工作效率,进而有效提高矿山测量工作效率。同时,由于大量先进测绘仪器的使用,自动化计算方式无需人工测绘即可实现自动成图,不仅缩短了测绘时间,同时节省了大量的劳动量,实现了矿山测量的智能化和自动化。
2.2高精度
在进行矿山测量工作的过程中,由于测绘新技术与测绘设备的引入,减少了不必要的人工测量,在很大程度上减少了传统测量工作中读数、计算或者是绘图等方面的误差,有效提高了矿山测量的准确性,节省反复测量检查工序,进而促进了矿山测量工作的可持续健康发展。同时,由于专业绘图软件的引进,借助硬盘储存功能即可实现对测量图像的储存与管理,提高了测量资料共享的便捷性。
2.3多渠道
测绘新技术中的数字绘图设备可以在现代测绘过程中呈现二维图像,并根据工程需要模拟矿山工程三维图像,将矿山地形与地貌总体特色借助3D立体图像直观表现出来,进而为矿山工程设计部门或者是生产部门提供较为直观的基础材料。利用测绘新技术可以方便地对数据信息更新,有效解决传统测绘技术应用中的重复测量,提高图像资料的使用频率,进而节省大量的工作时间和工作量。
3测绘新技术在矿山测量中的应用
3.1航天遥感技术
航天遥感技术已经广泛应用在矿山测量中,并在测量工作有具有非常重要的地位,积累下一定的测量经验。在航天遥感技术实际使用的过程中,获得遥感资料可以充当矿区地形测绘中的基础资料,利用相片校正、野外调绘或者是目视判读等方式完成矿区地形测绘任务。相比于传统测绘技术而言,利用航天遥感技术可以提高图形测绘的速度和效率,并具有低成本、高精度的优势,使得航天遥感技术被广泛的使用在矿山测量工作中。正因如此,对于航天遥感技术的研究逐渐增加,更多从业者和研究人员纷纷参与到航天遥感技术和关键理论研究中,借助航天遥感技术收集矿区地形资料,及时获取矿区实时性和动态性的信息源,进而实现对矿区周边环境的监测,为矿区环境各项保护措施的开展提供重要的资料依据。
3.2卫星导航定位技术
卫星导航定位技最早应用于军事领域,为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的。随着科技不断发展,卫星导航定位技术逐渐应用到各个领域中,以获取信息为主,在矿山测量领域中,卫星导航定位技术可以全天进行作业,监测精度较高,并在实际测量工作中具备极高灵活性,进而实现对矿区环境的实时监控。相比于传统测量技术而言,卫星导航定位技术改变了传统测量技术中数据误差和信息处理效率低等情况,对目标测量监测点可以自动形成三维定点,借助空间理论,实现对矿山各个监测点的自动化信息收集、信息处理,进而提高测量工作的高效性与灵活性。除此之外,测量人员可以将GIS技术与GPS技术有机结合在一起,应用于矿区安全监测中,借助动态检测的方式实现对矿区各类安全事故的预防。
3.3地理信息技术
地理信息技术又称为资源与环境信息系统,作为一种空间信息系统,借助计算机硬件和软件的支持,可以对地球表层空间中的地理分布数据和分类分布信息进行采集、分析和处理,并将运算处理结果通过计算C展示出来。在矿区测量工作中,地理信息技术具备以下几种表现方式:第一,地理信息技术主要借助计算机技术实现其功能,并由多个具有关联性的系统组成,分别为数据采集系统、管理系统、处理系统、分析系统、图像处理系统和数据产品输出等内容,子系统运行情况直接关系到地理信息技术在测量工作中的作用与价值。第二,地理信息技术所针对的对象为空间数据,这种空间数据主要有点、线、面、体等三维要素构建的地理实体,各个数据具备对应地理坐标编码,借此实现对地理位置、定性和定量的具体描述,进而达到对矿区地理信息的有效监测。第三,地理信息技术自身具备数据评价能力,可以对已经收集到信息数据进行统一整理与分析,并模拟矿区地理环境,为矿山生产和施工建设提供所需的决策信息。
3.4惯性测量技术
惯性测量技术作为卫星导航技术的延伸与拓展,除了具备全天候、自主式、快速多能、机动灵活等特点之外,同时可以服务于非地下测量工程,应用范围更广。在实际应用的过程中,惯性测量技术主要以惯性导航为核心,收集大量地表经纬度、高程、方位角、垂线偏差以及重力异常等内容,可以将收集到的数据及时传输给设备主机,为矿区设计工作和生产需求提供必要的矿山资料。在进行矿山测量的过程中,惯性测量技术主要包括平台式系统、捷联式系统等两种应用形式,一方面惯性测量技术可以有效控制测量,对已有控制点进行加密、核查,及时检测地表管线和地壳变化,在发生地表沉陷时可以预先警报,进而提高矿山测量工作的安全性和有效性。
4测绘仪器在矿山测量中的应用
应用在矿山测量中的测绘仪器有很多,该文主要以全站仪为主,全站仪作为一种光电测童仪器,主要融合了电子技术和光学技术,是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器,是集水平角、垂直角、距离、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。与光学经纬仪比较,电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘,将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数,使测角操作简单化,且可避免读数误差的产生。在实际使用中,设备中的大屏幕液晶显示屏能将所有重要的测量数据在一个界面上显示出来,并且还能提示下一步动作,有效控制测量过程。同时,除了将工作记录自动存储在仪器内存里,还能在测量完成后,把数据存储到一张PC卡上,具有数据安全双重保护功能,测量数据可以下载到计算机中,以便于信息共享。除此之外,全站仪具备SurveyOffice软件,可以进行数据交换、参数设置、建立编码表以及更新仪器系统软件,通过数据库对数据和结果进行管理,该软件采用Access数据库储存和管理数据,并使用了多文档窗口程序的模式,进而满足矿山测量中的使用需求。
5结语
该文通过对测绘新技术在矿山测量中的应用研究,在分析矿山测量主要工作内容和测绘新技术应用优势的基础上,提出航天遥感技术、卫星导航定位技术、地理信息技术、惯性测量技术等测绘新技术,发挥出测绘新技术在矿山测量中的作用和优势,进而有效提高矿山测量的综合水平。
参考文献
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【关键词】矿山开采;开采测量;测绘技术;测绘技术与方法
我国是一个能源消耗大国,每年对各类矿产资源的消耗量十分惊
人,而另一方面我国各类非法开采矿产资源的现象却屡禁不止,由此对我国矿产资源的开采浪费十分惊人。在实际的矿产开采、监测与核查的工作中,尚未形成一套系统的矿山开采监测与测绘的技术和方法,很多实际工作的开展还是依赖于工人的经验或者传统的手工测绘手段,使得矿山开采监测测绘技术无法得到实质性发展。本论文结合现阶段政策法规对矿山安全管理的要求,分析测量工作在服务于矿山安全管理的切入点,并研究了服务于矿山安全管理测量工作的方法,就是想要解决矿产资源储量核查检测及矿山开采监测的其它工作中的矿山测量技术体系问题及技术规程框架。形成完整的现代体制下的各类矿山开采监测的测绘技术体系和技术规程框架。
1矿山开采监测与测绘概述
1.1矿山开采监测的内容
矿山开采涉及地质、山体、矿产、水土等多方位,因此需要对开采过程实施监测的内容较多,主要集中以下两个方面:
1.1.1地质环境监测
矿山开采首先会对地质环境产生影响,主要是不利影响甚至是有
害影响,例如对矿山大肆开采造成地表沉陷、地下水下降、山体滑坡、
泥石流灾害、生态系统被破坏等等,为了尽量减小矿山开采对地质环境所带来的不良影响,必须要在开采的过程中,对矿山及开采过程实施动态化的监测,采取预防和防治结合的手段保障将矿山开采对环境的影响降到最小。
1.1.2矿山开采安全监测
矿山开采中的核心问题便是安全监测,因此矿山开采监测的过程
中必须要对安全进行监测,包括采用相关传感器对有害干扰因素进行实时监测,对矿山内部的空区、塌陷地区进行监测和评估,对各类矿产资源实施安全管理机制,从制度和技术两个方面确保矿产资源的开采过程的安全性。
1.2矿山开采中的测绘技术
目前对矿山开采监测所应用到的主要测绘技术主要有GPS定位、
遥感测绘技术及激光探测技术等,下面逐一进行简要的介绍。
1.2.1GPS定位技术
GPS定位技术是利用卫星的三点定位原理,对地球上的物体实现
三维空间内的定位的一种技术。GPS定位技术目前应用于矿山开采领
域,其主要应用在利用GPS定位技术实现对矿山的数字化地图绘制,
利用数字地图实现对开采过程的动态化监控。
1.2.2遥感测绘技术
遥感测绘技术是目前普遍应用的较为成熟的一种测绘技术,简单
来说,就是利用遥感技术,在计算机上面进行计算并且能够达到测绘目的行为。遥感测绘技术能够实现人类无法触及到的矿山内部区域,从而在计算机上完成对矿山内部的矿产储量分布、地质条件研判以及各类灾害事故的预警等分析工作,是目前广泛应用的一种测绘技术。
2.1滑坡监测测绘
滑坡是矿山开采中经常出现的灾害事故,对滑坡实施监测就必须
借助于现代测绘技术。目前能够实现滑坡监测的测绘技术主要有大地测量法和GPS测量法。
2.1.1大地测量法
大地测量法是利用高精度测角、测距的光学仪器和光电测量仪器、全站式电子速测仪等仪器仪表实现对大地绝对位移的测量,从而进行分析是否产生滑坡灾害,或者对滑坡灾害进行预警。
2.1.2GPS测量法
大地测量法最大的缺陷是其测量精度较低,必须借助于大地作为
绝对参照物,因此近几年发展了GPS测量法。GPS测量利用了GPS定位仪器能够实现高精度下的滑坡位移和滑坡速度,测量精度高,能够
实现全天候动态监测。
2.2地裂缝监测测绘
地裂缝的监测是一项耗费巨大人力物力的监测工作内容,需要结合地标沉降的相关指标进行分析,因此地裂缝的监测测绘,通常是借助于传统的测量法和GPS测量、遥感测绘技术相结合的方法进行监测,首先利用传统的测量方法每隔一定周期观察记录大地的水平位移和垂直位移,并利用GPS测量实现固定参照物的三维空间的定位、位移和速度,最后结合遥感测绘技术对被监测区域的地标分层沉降进行标定,从而综合分析出地裂缝的发展与走势,实现对地裂缝的动态实时监测与测绘。
2.3空区塌陷区监测测绘
随着矿山开采力度越来越大,矿山山体内部难免会出现空区塌陷
区,一旦发生塌陷则酿成惨痛事故,因此需要对矿山开采中的空区和塌陷区进行监测测绘。目前主要应用遥感测绘技术实现对山体内部空区塌陷区的监测。随着测绘技术的发展,现在也出现了利用激光探测技术实现对空区塌陷区的探测和研判,利用激光对矿山山体进行三维扫描,建立相关数据库,通过数据比对和三维模型的分析,能够准确的提出空区和塌陷区研判模型,并给出适当的监测和补救措施依据。
2.4水土流失监测测绘
矿山开采不可避免的会对周围环境产生破坏,造成水土流失的现
象,因此,为了尽量降低对周围环境的影响,必须要对水土流失进行监测。目前对水土流失进行监测的方法主要有两种:
2.4.1遥感监测法
遥感监测是借助于卫星和航空遥感技术,将地面的植被、沙石、
水源等地物扫描为电子地图,构建三维数据库,通过对数据的分析实现对地表水土流失的监测。这种方法往往适合于较大区域面积的水土流失的监测。
2.4.2地面监测法
地面监测法适合于较小范围内的水土流失的测量与监测,其主要
方法是采用对被监测区域设置不同的监测地块,为每一个地块分别设置不同的参照物,如沟渠截面、植被率、沙石面积等,通过定期对参照物的测量测绘,形成数据报表,从而能够为被监测区域的水土流失提供基础性数据。
我国矿山测量工作及相应的技术规程远远滞后于目前矿山开采监测及矿山管理工作的需要,矿山测量技术体系不全,技术规程不能满足新技术发展的要求,矿山测量内容不能满足政府和社会对矿山开采监管的需要等。矿山开采中的核心问题是安全问题,而要保障矿山开采过程的安全,就必须要借助于现代化的测绘技术,对矿山开采流程中的各个环节进行测绘与监控管理,从而能够实现对矿山开采的动态监测测绘与动态管理。针对矿山开采监测的具体方法,本论文详细探讨了测绘的方法与实施步骤,从系统方法的角度详细分析了在矿山开采领域的测绘技术的应用问题,对于进一步提高测绘技术在矿山开采领域中的应用水平具有较好的指导意义。当然,测绘技术应用于矿山开采领域,不仅仅局限于本论文所探讨的方法,更多的具体的应用技术方法有待于广大测绘技术人员的共同努力,才能够最终实现矿山开采监测中的测绘技术的快速发展和应用。
参考文献:
[1]赵祥,刘素红,王安建等.基于卫星遥感数据的江西德兴铜矿开采环境影响动态监测分析[J].中国环境监测,2005.
关键词:矿山测量;数字化发展
第一章矿山测量数字化概述
随着我国矿山测量技术的不断发展,数字化发展已经逐渐成为矿山主流测量技术,测量技术在矿山生产过程中所发挥的作用是不可小觑。
数字化测量技术在矿山中主要是利用现代计算机技术以及通信技术,对矿山生产以及运营过程的各方面进行规划设计,数字化矿山测量技术大体上可以分为采集、调度、功能、包装四大系统,其中对于数据的采集是最为重要的。数据采集主要是对矿山各方面的重要参数进行收集工作,然后对数据进行保存传输等,也就是将矿上测量实现数字化,然后进行处理。人员调度是指对矿山生产过程中对各部门的工作人员利用计算机技术进行工作内容的调度,以尽到人尽其才的效果。功能数字化是指将矿上生产中所使用到的设备进行功能管理,对各种设备进行全面利用,避免出现资源浪费的尴尬局面。产品包装是指对生产出的产品进行包装,对包装的材料进行数字化处理,通过进一步的设计,对产品进行包装,以便能够进行更好的销售。总体来说就是利用各种数字化系统或者设备对矿山实现精准测量。
第二章矿山测量数字化技术发展分析
2.1矿山资料数字化处理
对矿山资料进行数字化处理是矿山测量技术数字化中最为关键的一种技术,主要包括对数据的收集、保存、处理以及后期管理等,需要处理的数据主要有文字、图形、表格以及数字等几种类型,利用先进的计算机技术对绘图工具以及测量设备进行数字化。从目前我国矿山数字化测量技术的发展来看,主要是利用CAD以及VB这两类软件进行辅助处理。
通过软件设计出的ADO,可以对各种数据收集的来源进行保密性,也可以提高数据收集的可行性,与此同时,还可以对建立辅助数据库提供便利手段。通过微软技术可以实现不同数据库之间的共享链接,通过其他程序对内部对象进行置换,对各种不同程序进行跨越式调节,对数据收集对象的性质进行改变,比如通过利用VB可以对任何数据进行二次开发,使其效率得到提升,还可以进行维护,所以利用以上两种软件对矿山数据进行数字化处理可以大大改变数据收集以及后期管理效率,并且利用机器管理还能够降低人力成本,为矿山节约更多的成本。
2.2矿山基本信息数字化处理
矿山的基本信息主要包括空间信息、地貌形状以及矿体材质等,这些信息在进行采集处理的时候,可以将其设置成为一个三维视图,利用三维技术对这些信息进行数字化处理,可以加大处理效率,对后期的分析起到很好的作用。
对矿山基本信息进行数字化处理主要是将实际测量得到的数据进行三维立体处理,然后利用相关技术以及处理软件,为工作人员后期工作提供实际分析依据。我国矿山在对基本信息进行数字化处理的过程中最常用的软件就是Maya,Maya所拥有的功能比较全面,基本功能是三维立体视图效果,另外还加上模型建立、测量布料以及测量动作动态化等,并且在实际的应用过程中还不是很复杂,所以这种感觉软件的应用前景比较广泛,使用者较后者多。但是这种软件在运用的过程中必须通过建立模型(数据模型),才能够进行后期工作,其数据模型主要是由点、线、面以及布线组成,并且还要求这四个组成部分必须和实际情况相吻合,只有这样才能够更为精确的将矿山的实际测量情况以三维图的形式表达处理啊。另外在应用过程中还必须对相关因素的本质特点进行属性明确,也即是让建立的模型具备实际对象所具有的特点,也就是需要即视感,使其和周围环境产生共鸣。最后需要注意的就是对测量信息进行动画表达,同时还必须进行效果渲染,将建立的模型和实际环境相差不多,从而通过摄影,完成对整个矿山的后续测量提供理论依据。
2.3矿山绘图数字化处理
在对矿山进行开采的过程会因为井下地质条件以及开采通道的大面积挖掘,导致开采区矿质以及采层密度发生变化,之前对于这种变化采用的方法不能够及时的进行更新,所以测量人员利用数字化技术对这种变化进行掌握,能够对人力物力的消耗进行降低。
因为对矿山开采区绘图是需要很大的图纸,并且进行大比例的绘制,导致绘图难度比较大,随着数字化技术的不断应用在矿山测量的各方面,利用数字化测量技术对绘图进行数字化处理也成为必然。绘图技术数字化处理主要通过绘图软件进行开采区的实际记录,设计相关的绘图指标,一旦发现部分指标发生变化之后,可以通过计算机技术对绘图进行改变,不会因为部分因素产生变化导致整个图纸作废。这种处理技术还可以对矿山开采区具体数据进行及时明白的反馈,能够对矿山生态环境的保护以及改善提出可持续性发展。机遇数字化技术对于绘图的各种便利性,导致矿山测绘技术具备很好的科学性以及强大的有效性。能够对矿山的开发建设以及安全生产提供完善的决策,即使发现现行的模式中存在部分漏洞,还可以利用数字化技术对其进行完善补缺。另外利用数字化绘图技术还可以永远摒弃图纸限制这一缺点,绘制出来的图纸准确性较高,后期修改或者储存都比较方便,可以为矿山对开采区的管理提供良好的理论基础。
结论
随着数字化技术的不断发展,已经渗透到矿山具体的测量中,传统的矿山测量技术已经不能够满足矿山日益提升的测量要求,而数字化技术对矿山具体的测量要求可以进行很好的满足,所以数字化测量技术在矿山测量中发展比较迅速,可以为矿山后期管理或者开采区的确定方面提供更为精确的指导,但是因为数字化测量技术更多的是趋向于理论,在实际的测量过程中还是遇到了一些阻碍,所以希望相关学者对其进行更为全面的研究。鉴于本人学识有限,在本文撰写过程中存在一些不足之处,望各位同仁能够及时指出,以便后期能够及时进行修正。
参考文献
[1]韩小庆.浅论我国矿山测量技术的发展及创新[J].科技致富向导,2012.
[2]吕春玉.解析数字化测量技术在矿山测量中的应用[J].黑龙江科技信息,2014.
[3]李吉才.矿山测量技术的发展问题[J].科技传播,2011.