發(fā)布時間：2018-09-12所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：固體礦山的安全生產(chǎn)離不開測量工作，近年來，隨著電子信息技術、衛(wèi)星導航及人工智能技術的不斷發(fā)展，測量技術中也不斷融入了先進的技術手段，逐漸形成了測量技術的新格局。以固體礦山測量為研究內容，分別對現(xiàn)代測繪技術與儀器、空間信息技術、礦山GPS
摘要：固體礦山的安全生產(chǎn)離不開測量工作，近年來，隨著電子信息技術、衛(wèi)星導航及人工智能技術的不斷發(fā)展，測量技術中也不斷融入了先進的技術手段，逐漸形成了測量技術的新格局。以固體礦山測量為研究內容，分別對現(xiàn)代測繪技術與儀器、空間信息技術、礦山GPS網(wǎng)建設、慣性測量及虛擬現(xiàn)實等在礦山測量工作中的應用進行了分析和討論，以期為礦山的安全生產(chǎn)及測量工作的科學、高效開展提供有用信息。
關鍵詞：測繪技術,礦山測量,建筑物,巖層
人們對礦山測量技術已有大量研究。以礦山測量的發(fā)展學派看，固體礦山測量技術學派可以分成德俄學派與美英學派。前兩個學派觀點存在一定差異，主要表現(xiàn)在對礦山測量技術的定義及其內涵上。從歷史發(fā)展角度看，德國的礦山測量技術的起源最早可以追溯至16世紀。當時，沙俄的測量學科水平低于德國，俄國的知名大學中有關礦山測量的知名教授大多數(shù)來自德國，因此，俄國的礦山測量在18世紀中葉開始發(fā)展。
進入20世紀初期及之后的發(fā)展中，一大批的蘇聯(lián)學者進行了辛勤的努力研究，在20世紀的中葉正式形成了較為完整的礦山測量技術框架，而且測量水平達到世界先進水準。從內涵上看，礦山測量不僅僅包含深埋于地下的固體礦山測量，也包括露天礦山的測量，具體又有2個大的分支，即礦藏幾何學與巖層移動和建筑物保護。礦山測量工作貫穿于礦山從勘探至建立生產(chǎn)的每個環(huán)節(jié)，所以，礦山測量技術方法也需要緊密聯(lián)系科學技術的發(fā)展。將先進技術融入進礦山測量的各個方面，當然礦山測量技術也需要結合礦山的具體特點，更大程度上拓展礦山測量的生存空間，有利于提升礦山測量技術與設備的更新?lián)Q代，更加適應礦山發(fā)展的需要及社會經(jīng)濟進步的需求。
1全站儀的應用
全站儀是現(xiàn)今測量行業(yè)應用最為廣泛的測繪儀器之一，其融合了電子技術與光學技術，功能上也是集光電測量儀器、集測距儀、電子經(jīng)緯儀等為一體的現(xiàn)代化測量設備，目前全站儀的發(fā)展正朝著智能化方向不斷邁進。智能化的全站儀的優(yōu)點是集成了光學、電磁學的最新研究發(fā)明，能夠實現(xiàn)測距與測角為一體的科學儀器。世界上較為先進的全站儀主要通過內部存儲器、存儲卡以及電子手簿三者結合的方式進行數(shù)據(jù)記錄，而且其傳輸數(shù)據(jù)采用雙路形式，可以收到外部計算機指令、通過計算機進行數(shù)據(jù)輸入，也可以將數(shù)據(jù)輸向計算機。
基于智能全站儀所具備的各項優(yōu)勢，使其在礦山測量工作中不斷推廣應用，分別在礦山的井下、地面控制、地形、工程等測量工作中發(fā)揮巨大優(yōu)勢。從測量技術的發(fā)展方向來看，全站儀這種智能化和數(shù)字化的儀器是礦山測量儀器未來發(fā)展的重要方面。應用全站儀測量技術與計算機技術可構建三維數(shù)字礦山模型，這樣就為礦山的生產(chǎn)運營管理提供了堅實、科學的支撐，逐漸代替了傳統(tǒng)的人工錄入、重復計算等大量低效率的工作。與此同時，智能全站儀也在礦山地表進行移動監(jiān)測、實施土地復墾、礦區(qū)建筑項目施工等方面得到應用，現(xiàn)代技術的不斷應用不僅使得效率得到提升，速度不斷加快，而且精度也極大提高。
2空間信息技術
全球定位系統(tǒng)(GPS)、遙感(RS)和地理信息系統(tǒng)(GIS)構成了空間信息技術的主體技術內容。遙感技術應用于礦山測量領域已經(jīng)歷了較長一段時間，積累的經(jīng)驗也較為豐富，航空遙感數(shù)據(jù)是礦區(qū)制作地形圖的重要資料來源之一，對相片采取校正與目視判讀，再通過野外調繪過程，可以基本實現(xiàn)一幅地形圖的測繪工作。與傳統(tǒng)測圖技術比較而言，采用遙感數(shù)據(jù)進行測圖的速效率高、成本低廉且精度有保障。
目前，將航天遙感技術應用于礦山測量之中仍處于研究階段。礦區(qū)的遙感數(shù)據(jù)能夠反映礦區(qū)的綜合信息，用于監(jiān)測礦區(qū)環(huán)境，很大程度上服務了礦區(qū)環(huán)境保護。遙感數(shù)據(jù)在地質勘探、工程地質研究等領域已經(jīng)發(fā)揮了巨大的技術優(yōu)勢。GPS應用于礦山測量工作，從而逐步代替了傳統(tǒng)的礦山地面測繪作業(yè)。比如，采用GPS技術監(jiān)測礦區(qū)地表移動情況，同時，也可以監(jiān)測水文觀測孔的高程、改造礦區(qū)控制網(wǎng)等。
隨著GPS設備性能的不斷提升，氣已經(jīng)是現(xiàn)代礦山測量工作中不可或缺的技術手段。礦區(qū)資料源環(huán)境信息系統(tǒng)(MRIES)主要是在礦區(qū)中采用地理信息技術來構建的，已逐漸成為礦山測錄的發(fā)展方向。在構建的礦區(qū)資源環(huán)境信息系統(tǒng)的基礎上，使用多種測量技術獲取數(shù)據(jù)，用以建立更加自動化與智能化的地理信息系統(tǒng)，同時，也是礦山實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的技術支持系統(tǒng)。先期的礦山測量工作是MRRIS建立的前提，而MRRIS是礦山測量工作的未來趨勢。
3礦山GPS網(wǎng)的建立
在礦山建立GPS網(wǎng)主要是構建高精度施工控制網(wǎng)，在這些高精度控制網(wǎng)點的參考下對施工的實際要求進行指導。進行各種GPS數(shù)據(jù)的處理過程中，首要的是在WGS-84坐標系中進行三維平差，這樣就可以保證GPS差分相對定位的準確程度。
與此同時，在許多坐標切換中，不會面臨著由WGS-84坐標向我國參心坐標系之間的轉換過程，所以，一般不會在“轉換參數(shù)”過程中受到誤差影響。GPS控制網(wǎng)也不與國家平面控制網(wǎng)之間進行聯(lián)測，也不會由于地面控制網(wǎng)的測量誤差而受到影響，依舊保持著原先GPS差分高精度定位效果。采用GPS方法在礦區(qū)建立的具有獨立坐標系的工程平面控制網(wǎng)，通過必要的數(shù)據(jù)處理與坐標轉換可以實現(xiàn)貫通測量與礦區(qū)施工測量的精度需要。
4慣性測量系統(tǒng)
從本質上看，慣性測量是導航定位技術之一，其擁有全時段、自動化、快捷靈活的優(yōu)點，是礦山各種測量作業(yè)中逐步實現(xiàn)了自動化的一種新技術方法。其采用慣性導航機理，可以在一個時間段內獲得多種大地測量數(shù)據(jù)(例如高程、經(jīng)緯度、方位角等)。慣性測量通常分成兩大類(捷聯(lián)式系統(tǒng)與平臺式系統(tǒng))，在現(xiàn)在礦山測繪領域中的應用主要有5個方面：①礦井管線的監(jiān)測與定位。礦山所處地殼的形變以及監(jiān)測地表沉陷等。②控制測量。主要是對現(xiàn)有的控制點的檢核與加密、控制航測等。③固體礦山的井下定位、建筑工程的測量等。④地震、重力測量，地球物理研究。⑤井筒和罐道梁的垂直性監(jiān)測等。GPS與慣性測量的互相融合是未來礦山測量工作實現(xiàn)高精度定位與導航的重要發(fā)展目標。二者的融合能夠使GPS與慣性測量技術在性能優(yōu)勢互補，實現(xiàn)了從整體大地測量模型的角度去處理數(shù)據(jù)，與此同時，也確立了三維坐標及大地水準面，進一步保證了礦山工作中的定位與導航的高精平穩(wěn)運行。
5虛擬現(xiàn)實技術
隨著固體礦山采礦進程的深入，井下的事故發(fā)生頻率也逐年增加。究其原因，主要有安全管理不到位、作業(yè)沒有按照規(guī)范進行以及低劣的工程質量等。工程質量的低劣則是對礦山安全威脅最嚴重的一個。
在礦山的開發(fā)利用過程中，為了保證生產(chǎn)過程的安全、可靠，一般都會模擬礦山的實際生產(chǎn)環(huán)境，這就會借助必要的虛擬現(xiàn)實技術來實現(xiàn)，虛擬現(xiàn)實技術的主要特點是：呈現(xiàn)逼真的形象，其交互性也非常強大。同時，可采用計算機的繪圖軟件及虛擬現(xiàn)實手段，對已發(fā)生的事故過程進行快速、準確的重現(xiàn)。這樣的技術有助于事故調查者對事故的前后過程進行有效掌握。通過不同層面的觀測分析，進一步對事故產(chǎn)生的原因進行科學判定。
6結束語
在礦山開采過程中，科學的礦山測量技術為安全生產(chǎn)的實現(xiàn)提供了重要保證，因此，對礦山測量工作應該引起礦山相關從業(yè)者的高度關注。測量手段的現(xiàn)代化能夠幫助礦山全面、高效、精準地完成測量目標。隨著科學技術的不斷發(fā)展，在未來越來越多的先進技術將注入到礦山測量的領域中，不斷促進礦山測量向著現(xiàn)代化水準推進。
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