探讨现代测量技术在煤矿测量中的应用

    刘国峰

    摘要：煤矿测量工作是矿山生产建设的重要环节，也是矿山建设、生产、改造和编制长远发展规划等各项工作的基础，为了实现煤矿测量工作标准化，进一步提高工作质量，使煤矿测量更好地为煤矿安全生产和合理开采煤炭资源服务，不断提高煤矿企业的经济效益和社会效益。煤礦开采受地质因素的影响存在较高的风险，因此安全性是一直是煤矿生产管理的一大要点，要想切实保障煤矿生产安全，加强煤矿测量工作是关键。

    关键词：现代测量技术;煤矿测量;应用

    在煤矿开采之前，进行矿山测量，开展矿区地质勘探工作，是一个不可或缺的程序，我国的煤炭资源大多深埋地底，需要通过井工开采的方式获得，其技术要求比较高，必须要对该区域进行细致的地质勘察，明确矿产资源的分布，合理设计巷道掘进路线，避开瓦斯突出、断层等危险地质因素，才能确保煤矿生产的安全性和高效性。

    一、GPS技术在煤矿测量中的应用

    GPS技术是一种空间交会定点导航系统，能够实现测绘目标的精准定位，具有全天候且不受天气影响的优点。GPS的技术系统覆盖全球，能够获得精准性极高的定位结果，在矿山测量中应用，可帮助测绘人员构建起矿区的三维控制网，实现矿区作业的实时动态监测。在GPS技术体系中，载波相位动态实时差分技术（RTK）能够通过基准站来接受地物测绘参数，通过流动站进行数据的处理，自动生成差分观测值，确保了模糊地物目标测绘结果的准确性，精确度可达厘米级。

    经过“基准站的设立→流动站的设置→RTK流动站的初始化”这几道工序，待流动站实时接收到的卫星信号不少于4颗，GPSRTK技术系统可正式开始工作，获取精准测绘信息，为观测者提供测绘目标的三维动态模型，实现测量地物的实时动态定位。一般情况下，这一现代测量技术可用于矿山测量中的以下几个模块：①煤矿控制测量，为煤矿开采提供信息支持;②采场日常验收测量，绘制工作掌子面平面图，获取相关开采面的测绘数据，计算煤矿开采量;③矿区工程测量，具体内容包括出入沟的放样、标定爆破孔、标定采矿技术界限和边坡界限移动监测等。在应用GPSRTK技术时，需要严格按照其技术流程和规范进行作业，尽量克服复杂的矿区环境给测绘结果带来的影响，缩短基准站和流动站的间距，在测量前进行矿区已知地标位置的联测校验，消除测绘结果的误差，进行外业观测时，在作业现场绘制平面草图，确保内业成图的精准度。

    二、全站仪在煤矿测量中的应用

    全站仪，即全站型电子测距仪（Electronic Total Station），应用了光学测绘技术、电子信息技术以及机械技术，是一套具备距离（斜距、平距）、高差、垂直角、水平角等多种测量功能于一体的测绘仪器系统。这一现代测量技术将光学度盘换为光电扫描度盘，具备显示读数并自动记录数据的功能，而且通过测角操作的简单化，能够有效降低测量误差，确保数据的精确度，因此被广泛用于精密工程测量和变形监测领域。在煤矿测量中，应用全站仪，需要通过多方位观测、碎部点测量、增补测站点或图根点这几道工序获取矿区环境信息，明确测绘要素的三维坐标。全站仪操作简便，测量精度较高，具有布点方便灵活、受限程度较低、外业测量工作量小且内业平差计算简单的优点，能够有效保证测量单位精度。但是在实际应用过程中，需警惕轴系误差、度盘误差、测距误差等因素，加强误差产生要素的控制，比如说视准轴位置错误、测距仪光电信号串扰等，正确调节全站仪的位置，将其放置于两个测量目标点的中轴线处，并严格按照不同程度作业的测量规范进行操作，根据实际的测量要求和测量环境选择合适的发展级别、边长规限以及观测方法，确保在测量时能够有精确的垂直角，切实保障数据的精确度。

    三、三维激光技术在煤矿测量中的应用

    三维激光技术能够快速获取物体的三维空间立体信息，是一种根据测绘需求对图形进行数据转换、输出的测绘技术，其技术系统由数码相机、激光扫描仪、GPS定位系统、升降台、旋转台等组成。与传统的测量技术相比，三维激光技术具有成本低、效率高、操作简便、测量范围广的优点，且所得测绘数据具有高精度、全面性的特点，在煤矿测量中应用，更有效提高测量工作效率及质量。

    在实际应用过程中，技术人员可应用三维激光技术系统对目标区域的进行测量，具体包括以下几个方面：①检测目标区域的地质环境，获取地质剖面的测绘信息，全方位监测该区域地表的移动或变形;②煤矿巷道测绘。由于三维激光技术的工作环境限制较小，因此可用于煤矿井架、井筒等的测量，为巷道掘进、煤矿开采提供参考信息;③露天矿测量。现代化矿山测量要求数据的精度需达厘米级，定位中误差需小于0.10m，高程中偏差需小于0.07m，三维激光技术的精确度可达到这一要求，可用于获取露天矿边坡移动信息，为边坡稳定性判断提供数据支持。

    四、结语

    现在测绘技术在煤矿测量中发挥了重要的作用，而且逐渐向数字化、电子化和自动化方向发展，已经超越了传统的测绘方式。特别是利用测绘技术形成的数字地形图，可以完全摆脱经费或者时间等原因的限制，充分显现现代测绘技术的优势。煤矿测量是一门交叉性很强的学科。煤矿测量技术的发展与进步和采矿技术、现代测绘技术一样，都是建立在光学技术、空间技术、电子技术和计算机技术等技术的基础之上。测绘技术的不断发展为煤矿测量技术的发展提供了强大支撑。通过与计算机技术的结合，煤矿测量在将来实现实时化、数字化和信息化。但要想实现这一目标，还需要全体测量研究人员的锐意创新和不懈努力。

    参考文献：

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    [2]程伟鹏，陈忠杰.探析GPS技术在煤矿测量中的应用[J].四川水泥，2015，08：151.

    [3]滕浩洋.浅谈测绘新技术在煤矿测量中的应用[J].中国新技术新产品，2016，08：108.