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序論:在您撰寫礦山測量技術(shù)論文時,參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
礦山測量中具有眾多特點,主要包括:礦山測量是設(shè)計把關(guān)工作,應(yīng)該嚴格審核校對設(shè)計圖紙以及數(shù)據(jù),在確認正確后才可以予以應(yīng)用;礦山測量是艱苦的工作,因為礦山測量的工作環(huán)境較差,而且使用的工具、儀器較為笨重,難以攜帶;礦山測量是非常細致的工作,在礦山測量中“失之毫厘,差之千里”,對精確度有很高的要求;礦山測量是具有較強連貫性的工作,礦井從上到下以及從遠到近,都屬于一整個礦山系統(tǒng);礦山測量工具具有較廣的點面,包括井田范圍中的構(gòu)筑物、電桿、村莊以及井下的巷道等等;礦井測量是反復(fù)檢查與測量的工作;礦山測量是眾人參與,團體人員一同完成的一項工作;礦山測量的質(zhì)量受到眾多因素的而影響,如:工作人員、工具、儀器、環(huán)境、測量方法等。
2礦山測量技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀
(1)測量儀器的應(yīng)用。
現(xiàn)在,巖層移動變形檢測儀器、全站型儀器、衛(wèi)星定位技術(shù)以及電子經(jīng)緯儀等,不僅僅應(yīng)用于測量地面與數(shù)據(jù)收集上,而且還能夠大大提高工作效率以及測量的準確性,從而使得勞動強度大大降低,工作環(huán)境不斷改善。為能夠更好的開發(fā)與保護土地與礦產(chǎn)資源等,更好的保護礦區(qū)的環(huán)境等具有非常重要的作用;
(2)測量技術(shù)的應(yīng)用。
計算機技術(shù)、遙感技術(shù)、地理信息技術(shù)以及衛(wèi)星空間定位技術(shù)等,不單單是整個測繪學科的核心,而且還是整個礦山測量中的重要核心技術(shù),同時這些技術(shù)在不斷發(fā)展的過程中,其理論研究與實際應(yīng)用也得以不斷完善與發(fā)展。在當前礦山測量中遙感技術(shù)、數(shù)字攝影測量、衛(wèi)星定位技術(shù)、機助制圖、電子速測儀以及計算機處理技術(shù)等都得到了廣泛的應(yīng)用。礦山測量的工作者已經(jīng)了解到了外業(yè)儀器設(shè)備智能化、數(shù)字化以及自動化的優(yōu)越性,而對內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)的處理、輸出的一體化、形象化使得信息得以加工與處理,所以對認識資源與改造自然會不斷深入,使得現(xiàn)代科學技術(shù)對環(huán)境保護與資源綜合開發(fā)的潛力與優(yōu)勢得以充分發(fā)揮;
(3)變形觀測的應(yīng)用。
在礦山測量技術(shù)學科之中“三下”采礦研究、地表移動規(guī)律以及檢測是其重要領(lǐng)域,這些研究具備重要的經(jīng)濟效益與社會效益?,F(xiàn)在,我國在這上面的研究越來越朝著質(zhì)復(fù)雜、地形復(fù)雜條件下發(fā)展,因此,對于多技術(shù)與多手段的三維空間開展計算機數(shù)值模擬、實驗室模擬方法研究以及非線性理論等方法研究都予以極大的重視,而且效果顯著。
3全面質(zhì)量管理的探索與實踐
3.1全員質(zhì)量管理的核心內(nèi)容
3.1.1做好測量人員的思想工作
對礦山測量工作人員開展警示教育工作,定期召開座談會,對測量事故及其發(fā)生原因進行分析討論,從而使測量人員樹立起“質(zhì)量第一”的思想,質(zhì)量意識大大提高。
3.1.2測量技術(shù)與技術(shù)培訓
與礦山測量實際工作需要相結(jié)合,有計劃的組織所有測量工作者學習測量技術(shù),并且交流技術(shù)經(jīng)驗,從而使得測量人員的操作技術(shù)、業(yè)務(wù)素質(zhì)和處理問題的能力不斷提高。
3.2全過程質(zhì)量管理
3.2.1加強外業(yè)測量工作
在開展礦山測量工作之前一定要認真的對工具、儀器進行檢查與校正,使得檢測結(jié)果的正確性得以確保。熟悉并檢查施工設(shè)計圖紙,查閱測量資料,在對測量方案開展共同研究之后,施工人員開始下井施測,對工序的各環(huán)節(jié)進行測量,嚴格根據(jù)《礦山測量規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定標準方法進行測量,在測量現(xiàn)場,應(yīng)該將測量數(shù)據(jù)記錄清楚,不能夠存在涂改現(xiàn)象,在測量結(jié)束之后,應(yīng)該對現(xiàn)場記錄和計算推導(dǎo)的正確性進行檢查,在保證其正確后才能夠離開。
3.2.2加強測量內(nèi)業(yè)計算工作
認真的檢查與復(fù)算原始的記錄數(shù)據(jù),在礦山觀測工作結(jié)束之后,應(yīng)該對外業(yè)觀測手薄里的計算正確與否進行及時的整理與檢查,對檢查結(jié)果是否符合各項限差要求進行觀測,在確定觀測結(jié)果都與要求相符后,才可以開展計算。要仔細的開展復(fù)測復(fù)算。在礦山測量工作中,要求繪圖人員在計算結(jié)果的基礎(chǔ)上開展繪圖時,一定要根據(jù)“對算薄”的最終結(jié)果,并且“對算薄”一定要經(jīng)由相關(guān)負責人簽字確認之后才可以使用,這就在一定程度上避免了由于資料錯誤展開繪圖而致使繪圖出錯問題的出現(xiàn)。
3.3全方位質(zhì)量管理
礦山測量人員因為分工不同、管理層次不同、負責區(qū)段與范圍不同,因此個作業(yè)小組應(yīng)該增強組織協(xié)調(diào),將測量工作做好,還應(yīng)該把現(xiàn)場工作的質(zhì)量保證,推廣到測量工作與服務(wù)工作之中。在礦山測量工作中,都應(yīng)該對之前測量成果的精確性、可靠性進行檢查,根據(jù)《礦山測量規(guī)程》相關(guān)規(guī)定決定限差;對工具、儀器定期的進行檢核,使得這些器具能夠保持良好的狀態(tài),對于有問題的工具、儀器,杜絕使用;對設(shè)計圖紙進行認真檢查,在確保其準確無誤后,才可以通過對算之后準備測量資料,在對測量方案進行研究之后,施工人員才可以下井施測。測量工序之中的各環(huán)節(jié),都應(yīng)該嚴格根據(jù)《礦山測量規(guī)程》中的標準測量方法進行測量,并進行嚴格把關(guān),及時的對超限資料進行補測及重測。
4結(jié)束語
【關(guān)鍵詞】金屬礦山;陀螺全站儀;地面三維激光掃描;測繪新技術(shù)
礦山測量服務(wù)于礦山勘探、設(shè)計、開發(fā)和生產(chǎn)運營的各個階段,必須將先進的現(xiàn)代技術(shù)同礦山測量的實際工作、具體特點相結(jié)合,拓寬礦山測量的生存空間和業(yè)務(wù)范圍,促進礦山測量的改進和發(fā)展,適應(yīng)礦山體制改革的需要。目前陀螺全站儀、地面三維激光掃描儀等新技術(shù)、新儀器已經(jīng)在地下開采礦山測量中得到了廣泛的應(yīng)用,探討其工作原理、作業(yè)流程有利于優(yōu)化作業(yè)程序,提高工作效率。以某金屬礦山為例,分析了陀螺全站儀定向的精度及地面三維激光掃描儀的作業(yè)流程及應(yīng)用范圍。
1 陀螺全站儀在礦山測量中的應(yīng)用
1.1 陀螺全站儀工作原理
陀螺全站儀是將陀螺儀和全站儀結(jié)合在一起的儀器,采用陀螺尋北本體與全站儀共同配合來測定任意測線的陀螺方位角。陀螺儀相對于慣性空間有定軸性的特性,而地球相對于慣性空間有自轉(zhuǎn)效應(yīng),因此在地球表面某一緯度φ處的陀螺儀就可以測量出相對于慣性空間的自轉(zhuǎn)角速度ω,然后將地球的自轉(zhuǎn)角速度分解為水平分量和垂直分量,其中水平分量ωn=ωcosϕ沿地球經(jīng)線指向真北;可見,通過慣性技術(shù)測量敏感地球自轉(zhuǎn)角速度的水平分量便可以獲得地球的北向信息,這就是尋北儀工作的基本原理。
1.2 陀螺全站儀測量方法及限差
1.2.1 陀螺全站儀測量方法
陀螺全站儀定向采用中天法進行觀測,定向程序為:
(1)先在地面任意點上測定儀器當?shù)氐谋壤?shù)C值。觀測6個測回,計算出3個C值,取平均值作為當?shù)乇緝x器C值,在一定時期內(nèi),50km范圍內(nèi)可以使用同一C值;
(2)在地面已知邊上觀測3個測回,計算儀器常數(shù);
(3)在井下待定邊上用2測回測量陀螺方位角;
(4)返回地面后,在原已知邊上采用3測回測量陀螺方位角,再求得三個儀器常數(shù)。
根據(jù)以上測量成果來檢驗儀器的穩(wěn)定性和測量的精度,確保陀螺定向成果的可靠性和精度。
1.2.2 陀螺全站儀觀測限差要求
為了保證觀測精度,測量時需要嚴格執(zhí)行以下各項限差:
(1)陀螺全站儀的C值測量互差不大于0.06;
(2)儀器的懸掛帶零位不能超過±0.5格,測量前后零位值的互差不得超過0.2格;井上下零位差超過0.3格時,應(yīng)加入零位改正;
(3)相鄰擺動時間的互差不得大于0.4秒,間隔擺動時間的互差不得大于0.6秒;實踐總結(jié)可以保證相鄰擺動時間的互差不大于0.3秒,間隔擺動時間的互差不大于0.4秒;
(4)兩個鏡位觀測測線測前方向值、測后方向值。測前測后方向值的互差不得超過10";
(5)測回間方向值互差不大于40"。
1.3觀測精度
根據(jù)測量得到的數(shù)據(jù),計算儀器常數(shù)一次測定中誤差、儀器常數(shù)平均值中誤差、井下陀螺方位角一次測定中誤差、井下測定陀螺方位角平均值中誤差,根據(jù)儀器常數(shù)平均值中誤差 、井下測定陀螺方位角平均值中誤差 ,得到螺定向邊最終定向中誤差為:
可以看出,在本次礦山測量方位定向中,陀螺全站儀穩(wěn)定可靠,精度較高,可節(jié)省大量的勞力和時間,提高了測量的精度和工作效率。
2 地面三維激光掃描儀在礦山測量中的應(yīng)用
2.1 地面三維激光掃描工作原理
地面三維激光掃描系統(tǒng)由三維激光掃描儀、數(shù)碼相機、掃描儀旋轉(zhuǎn)平臺、軟件控制平臺,數(shù)據(jù)處理平臺及電源和其它附件設(shè)備共同構(gòu)成,是一種集成了多種高新技術(shù)的新型空間信息數(shù)據(jù)獲取手段。地面三維激光掃描技術(shù)的工作原理,即由三維激光掃描儀內(nèi)部的一個發(fā)射體發(fā)射激光脈沖,再通過兩塊反光鏡有序快速旋轉(zhuǎn),把由發(fā)射體發(fā)射的窄束激光脈沖按一定次序掃過目標區(qū)域。通過測量每束激光從發(fā)射到物體表面反射回儀器的時間計算相關(guān)距離,并且編碼器還會測量脈沖的相關(guān)角度,最終得到目標的真實三維坐標。軟件處理后,便會輸出實體建模。運用地面三維激光掃描技術(shù),從事各類復(fù)雜、大型、不規(guī)則、非標準的實景或?qū)嶓w三維數(shù)據(jù)的采集,快速重構(gòu)目標的三維模型。
2.2 地面三維激光掃描工作流程
(1)實地踏勘實際情況,制定合理的施測方案。合理布設(shè)掃描測站,劃分地面三維激光掃描作業(yè)面,保證整體埽,掃描無缺失,避免數(shù)據(jù)過度冗余,提高掃描效率。
(2)按照制定的施測方案計劃進行數(shù)據(jù)采集工作。根據(jù)精度要求設(shè)置掃描分辨率,對于規(guī)則區(qū)域,采用較低的分辨率,不規(guī)則區(qū)域采用高分辨率掃描。掃描完成后在現(xiàn)場初步分析數(shù)據(jù)質(zhì)量是否符合設(shè)計要求,保證地面三維激光掃描采集的數(shù)據(jù)既不缺失,又不過度冗余。地面三維激光掃描的過程中避免人員走動,以減少異常點的出現(xiàn)。
(3)對采集好的點云數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)預(yù)處理,包括:點云的拼接、去噪以及統(tǒng)一坐標系統(tǒng)等工作;并進行數(shù)據(jù)處理,得到觀測數(shù)據(jù)及三維模型等成果。
2.3 地面三維激光掃描在礦山測量中的應(yīng)用方向
(1)礦區(qū)地形圖測繪:地面三維激光掃描儀可以實現(xiàn)遠距離非接觸性測量,對于人員難以企及和十分危險的地段進行測量具有明顯優(yōu)勢,可以根據(jù)測量得到的點云數(shù)據(jù),繪制大比例尺地形圖,可以滿足1:500比例尺地形圖的精度要求。
(2)三維模型構(gòu)建:根據(jù)地面三維激光掃描得到的點云數(shù)據(jù),可以提取特征點,利用專業(yè)軟件構(gòu)建三維立體模型,使得地形地物的表達更加直觀形象。
(3)巷道變形監(jiān)測:可以根據(jù)不同時期的地面三維激光掃描獲得的點云數(shù)據(jù)進行處理,并通過數(shù)據(jù)分析,進行巷道的變形監(jiān)測。
3 結(jié)論
在金屬礦山巷道定向測量中,使用陀螺全站儀僅需測量幾小時,精度可以達到±6.2″,遠遠高于單井定向和兩井定向,投點和井下基本控制導(dǎo)線起始方位角傳遞任務(wù)是單獨完成的,排除了投點誤差對起始邊坐標方位角傳遞的影響,因而,提高了定向的精度;地面三維激光掃描可以具有遠距離無接觸測量的特點,可以用于礦區(qū)地形圖繪制、三維模型構(gòu)建、巷道變形監(jiān)測中,節(jié)省大量人力物力,并得到海量的點云數(shù)據(jù),提供直觀的三維成果??梢钥闯觯勇萑緝x、地面三維激光掃描儀等新技術(shù)、新方法的出現(xiàn),極大的促進了礦山測量的發(fā)展。
參考文獻
[1]靳朝陽,王潤平,胡光,等.陀螺全站儀在井下導(dǎo)線測量中的應(yīng)用[J].礦山測量,2010(6).
[2]馬立廣.地面三維激光掃描測量技術(shù)研究[D].武漢:武漢大學碩士學位論文,2005.
關(guān)鍵詞:礦山;礦山測量;任務(wù);特點
Abstract: The mining enterprises occupied in underground mining should conduct strict connection survey above and below ground, establish the unified space control systems in mining area, so as to ensure the integrity and unity of systems of above and below ground, plane and the elevation, and correctly guide the underground mining work. In this paper, the basic tasks and characteristics of surveying are analyzed.
Key words: mine; mine surveying; tasks; characteristics
中圖分類號:U448.36文獻標識碼:A
礦山生產(chǎn)測量是礦山企業(yè)的基礎(chǔ)工作,是確保生產(chǎn)正常進行、監(jiān)督資源合理工發(fā)不可缺少的一項技術(shù)工作。各礦山測量部門必須認真做好這項工作。礦山生產(chǎn)測量的主要任務(wù),是在井下和露天建立精確的測量控制系統(tǒng),按設(shè)計要求正確標定各種工程的幾何關(guān)系,及時準確地測繪各種礦圖,觀測與研究由于采礦引起的地表巖層移動的基本規(guī)律,以及負責礦石開采時的貧化、損失計算工作等。
一、礦山測量工作的基本特點
礦山測量作為礦井開發(fā)和生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)有以下幾個方面的基本特點:礦山測量的結(jié)構(gòu)通常會受到環(huán)境因素、測量方法、儀器、測量人員等多方面因素的影響;礦山測量是一項需要集體共同進行的工作,需要內(nèi)外業(yè)共同參與以及多人反復(fù)循環(huán);礦山測量工作具有點多面廣的特點,會對礦井范圍內(nèi)的電網(wǎng)、橋梁、公路、鐵路、河流、村莊等所有物體造成直接的影響,且會涉及井下的工作面和巷道等;礦山測量工作通常具有極強的連貫性,整個礦山在測量時被看做一個由遠及近、從上到下的系統(tǒng);礦山測量工作需要進行的極為細致認真,不能出現(xiàn)任何細微的差錯;礦山測量的工作由于存在儀器攜帶不便、工具笨重、工作環(huán)境惡劣等特點,因而工作環(huán)境極為艱苦;礦山測量工作的主要作用在于為礦山設(shè)計把關(guān),因而需要極為細致準確,不能忽略或放過任何的錯誤,這會給礦山生產(chǎn)造成嚴重的經(jīng)濟損失。
二、礦山測量工作的基本任務(wù)
礦山測量工作貫穿于報廢、生產(chǎn)、建設(shè)、設(shè)計和勘探的全過程之中,同時,根據(jù)每道工序具體情況的不同,礦山測量的具體任務(wù)也有所區(qū)別,主要包括以下幾個方面:設(shè)計部門在得到基礎(chǔ)圖紙資料后,要根據(jù)圖紙和文件的相關(guān)要求,對礦山進行機電安裝、管線埋設(shè)、土建工程施工和采掘等方面的測量工作,同時,要在煤礦生產(chǎn)和基本建設(shè)過程的各個階段上,對開發(fā)工作是否符合圖紙要求進行監(jiān)督和檢查;在礦山生產(chǎn)中對礦山資源開發(fā)合理性進行實地監(jiān)督;提高各項礦山測量資料的利用效率,全面了解并充分發(fā)揮礦山開發(fā)工程的基本特點,及時發(fā)放貫通通知單和安全聯(lián)系單等資料,從而為礦山的安全施工提供充分的保障;同時,要及時發(fā)現(xiàn)礦山改造、建設(shè)和生產(chǎn)過程中遇到的各項測量問題,并加以合理解決,從而有效降低礦山安全事故的發(fā)生幾率,并為礦山安全事故的救護與預(yù)防提供準確的測量資料;設(shè)置建筑物、巖層以及地表變形監(jiān)測點,開展礦山環(huán)境保護、非采礦與采礦沉陷綜合治理、礦山巖層和地表移動特點檢測等綜合保護工作;按照礦山巖層和地表移動變形系數(shù),對各類煤柱進行修改和設(shè)計,開展建筑物下、水柱下和鐵路下煤礦勘探和設(shè)計工作,通過移動變形參數(shù),對地表沉陷問題的發(fā)生范圍和時間進行及時的預(yù)報,從而避免人身安全事故和建筑物破壞事故的發(fā)生,保證礦山的安全和諧。
三、我國礦山測量存在的問題
1、圖紙審核存在的問題
圖紙是整個礦山設(shè)計和生產(chǎn)過程實施的重要基礎(chǔ),因而不能存在任何的失誤和偏差,然而,由于受到各種主客觀因素的影響,礦山設(shè)計圖紙在審核過程中通常會出現(xiàn)種種問題。圖紙審核過程中常見的問題主要包括:第一,如果遺漏施工巷道所在路線上的重要井巷,都會引發(fā)嚴重的安全問題;第二,圖紙中某些巷道在標注距離時,使用的比例不相同,有些在巷道中心線上,有些在皮帶的中心,還有些在軌道中心,這一問題將會導(dǎo)致圖紙中數(shù)據(jù)位置的不一致;第三,巷道的坡度和高程設(shè)計存在失誤;第四,貫穿巷道的長度尺寸標記存在失誤;第五,已有坐標點存在高程、方位角和坐標的錯誤。
2、井下測量常見的問題
主要有 :工具攜帶不全。有些礦山測量人員可能存在依賴心理或下井前的準備工作不充分等,會導(dǎo)致下井測量攜帶工具不全的問題,如起始資料、筆記本、垂球、小鋼尺和筆等,且這一問題通常只是在到達測量點以后才會發(fā)現(xiàn),這一現(xiàn)象雖然是小問題,但這種情況的發(fā)生會給測量帶來不利影響,如影響測量進度、費時費工、影響測量準確度等,甚至會導(dǎo)致整個測量工作的失敗;其此是起算數(shù)據(jù)的錯誤。這一測量錯誤將會產(chǎn)生較多的不良影響,為有效防止該問題的發(fā)生,礦山測量單位應(yīng)該建立兩支獨立的查閱和抄錄起算數(shù)據(jù)隊伍,并將兩份數(shù)據(jù)進行對比,避免相同點號的使用。如果出現(xiàn)測點丟失的問題,補設(shè)的新導(dǎo)線點所使用的編號不能與原編號一致,在重新測量開始前,要檢查原有測量點的距離和角度,在確保沒有任何失誤后,才能夠繼續(xù)進行新的測量并向前延伸;再次就是原始數(shù)據(jù)的記錄錯誤,由于操作不符合規(guī)定所導(dǎo)致的記錄內(nèi)容不全問題,包括測量的邊長、覘標高、儀器高、草圖、儀器設(shè)備種類、日期和測量地點等事項,從而影響事后的計算工作,因此,在進行礦山測量時,必須進行細致全面的記錄;記錄格式不符合有關(guān)規(guī)定,或者是記錄的格式已經(jīng)發(fā)生改變,但記錄時仍在執(zhí)行原有格式,這一問題通常會發(fā)生在數(shù)據(jù)的整理過程中;數(shù)據(jù)整理過程中常見的錯誤,如檢驗上下半測回互差時,只關(guān)注秒值而忽視了度值和分值;還有就是導(dǎo)線測量錯誤。沒有根據(jù)規(guī)定檢查邊長和角度而直接開始測量,這時若點有位移而或用錯導(dǎo)線點,卻仍以原坐標和方位來計算,所得結(jié)果就會出現(xiàn)較大偏差。為避免出現(xiàn)記反、覘標高量錯和儀器高錯量問題,可分別進行前后兩次測量,并保證覘標高和儀器高的測量位置相同。
四、礦山測量問題發(fā)生的原因
基于礦山測量工作的基本特點,可以發(fā)現(xiàn),造成礦山測量問題的原因主要包括以下幾個方面:第一,礦山測量的結(jié)果容易受到頂板壓力和人為因素等的影響,從出現(xiàn)點位的變化,或是由正確變?yōu)殄e誤,這一問題通常較難發(fā)現(xiàn),因而容易影響礦山測量的準確性;第二,由于礦山測量過程參與人數(shù)眾多,因此,一旦某一工作人員出現(xiàn)任何的錯誤,就會導(dǎo)致整個測量結(jié)果的偏差;第三,礦山測量資料具有較高的連貫性特點,因而,測量過程中一點資料的錯誤就會影響資料整體的準確程度;第四,礦山測量人員有可能在思想疏忽或其他錯誤思想的影響下,出現(xiàn)不正規(guī)操作或是錯誤操作現(xiàn)象,從而造成測量失誤;第五,如果設(shè)計圖紙出現(xiàn)錯誤,或是未對各項數(shù)據(jù)資料和設(shè)計圖紙進行嚴格檢查,也可能會造成礦山測量結(jié)果的錯誤;第六,由于礦山測量工作的管理難度較大,管理涉及的工作范圍較廣,因而測量工作易出現(xiàn)失誤,從而影響測量結(jié)果的準確性和客觀性。
參考文獻:
[1] 孟凡森.開灤百年礦山測量[A].第六屆全國礦山測量學術(shù)討論會論文集[C].2002年
【關(guān)鍵詞】礦山開采;開采測量;測繪技術(shù);測繪技術(shù)與方法
我國是一個能源消耗大國,每年對各類礦產(chǎn)資源的消耗量十分驚
人,而另一方面我國各類非法開采礦產(chǎn)資源的現(xiàn)象卻屢禁不止,由此對我國礦產(chǎn)資源的開采浪費十分驚人。在實際的礦產(chǎn)開采、監(jiān)測與核查的工作中,尚未形成一套系統(tǒng)的礦山開采監(jiān)測與測繪的技術(shù)和方法,很多實際工作的開展還是依賴于工人的經(jīng)驗或者傳統(tǒng)的手工測繪手段,使得礦山開采監(jiān)測測繪技術(shù)無法得到實質(zhì)性發(fā)展。本論文結(jié)合現(xiàn)階段政策法規(guī)對礦山安全管理的要求,分析測量工作在服務(wù)于礦山安全管理的切入點,并研究了服務(wù)于礦山安全管理測量工作的方法,就是想要解決礦產(chǎn)資源儲量核查檢測及礦山開采監(jiān)測的其它工作中的礦山測量技術(shù)體系問題及技術(shù)規(guī)程框架。形成完整的現(xiàn)代體制下的各類礦山開采監(jiān)測的測繪技術(shù)體系和技術(shù)規(guī)程框架。
1 礦山開采監(jiān)測與測繪概述
1.1 礦山開采監(jiān)測的內(nèi)容
礦山開采涉及地質(zhì)、山體、礦產(chǎn)、水土等多方位,因此需要對開采過程實施監(jiān)測的內(nèi)容較多,主要集中以下兩個方面:
1.1.1 地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測
礦山開采首先會對地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生影響,主要是不利影響甚至是有
害影響,例如對礦山大肆開采造成地表沉陷、地下水下降、山體滑坡、
泥石流災(zāi)害、生態(tài)系統(tǒng)被破壞等等,為了盡量減小礦山開采對地質(zhì)環(huán)境所帶來的不良影響,必須要在開采的過程中,對礦山及開采過程實施動態(tài)化的監(jiān)測,采取預(yù)防和防治結(jié)合的手段保障將礦山開采對環(huán)境的影響降到最小。
1.1.2礦山開采安全監(jiān)測
礦山開采中的核心問題便是安全監(jiān)測,因此礦山開采監(jiān)測的過程
中必須要對安全進行監(jiān)測,包括采用相關(guān)傳感器對有害干擾因素進行實時監(jiān)測,對礦山內(nèi)部的空區(qū)、塌陷地區(qū)進行監(jiān)測和評估,對各類礦產(chǎn)資源實施安全管理機制,從制度和技術(shù)兩個方面確保礦產(chǎn)資源的開采過程的安全性。
1.2 礦山開采中的測繪技術(shù)
目前對礦山開采監(jiān)測所應(yīng)用到的主要測繪技術(shù)主要有GPS定位、
遙感測繪技術(shù)及激光探測技術(shù)等,下面逐一進行簡要的介紹。
1.2.1GPS定位技術(shù)
GPS定位技術(shù)是利用衛(wèi)星的三點定位原理,對地球上的物體實現(xiàn)
三維空間內(nèi)的定位的一種技術(shù)。GPS定位技術(shù)目前應(yīng)用于礦山開采領(lǐng)
域,其主要應(yīng)用在利用GPS定位技術(shù)實現(xiàn)對礦山的數(shù)字化地圖繪制,
利用數(shù)字地圖實現(xiàn)對開采過程的動態(tài)化監(jiān)控。
1.2.2 遙感測繪技術(shù)
遙感測繪技術(shù)是目前普遍應(yīng)用的較為成熟的一種測繪技術(shù),簡單
來說,就是利用遙感技術(shù),在計算機上面進行計算并且能夠達到測繪目的行為。遙感測繪技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)人類無法觸及到的礦山內(nèi)部區(qū)域,從而在計算機上完成對礦山內(nèi)部的礦產(chǎn)儲量分布、地質(zhì)條件研判以及各類災(zāi)害事故的預(yù)警等分析工作,是目前廣泛應(yīng)用的一種測繪技術(shù)。
2.1 滑坡監(jiān)測測繪
滑坡是礦山開采中經(jīng)常出現(xiàn)的災(zāi)害事故,對滑坡實施監(jiān)測就必須
借助于現(xiàn)代測繪技術(shù)。目前能夠?qū)崿F(xiàn)滑坡監(jiān)測的測繪技術(shù)主要有大地測量法和GPS測量法。
2.1.1大地測量法
大地測量法是利用高精度測角、測距的光學儀器和光電測量儀器、全站式電子速測儀等儀器儀表實現(xiàn)對大地絕對位移的測量,從而進行分析是否產(chǎn)生滑坡災(zāi)害,或者對滑坡災(zāi)害進行預(yù)警。
2.1.2GPS測量法
大地測量法最大的缺陷是其測量精度較低,必須借助于大地作為
絕對參照物,因此近幾年發(fā)展了GPS測量法。GPS測量利用了GPS定位儀器能夠?qū)崿F(xiàn)高精度下的滑坡位移和滑坡速度,測量精度高,能夠
實現(xiàn)全天候動態(tài)監(jiān)測。
2.2 地裂縫監(jiān)測測繪
地裂縫的監(jiān)測是一項耗費巨大人力物力的監(jiān)測工作內(nèi)容,需要結(jié)合地標沉降的相關(guān)指標進行分析,因此地裂縫的監(jiān)測測繪,通常是借助于傳統(tǒng)的測量法和GPS測量、遙感測繪技術(shù)相結(jié)合的方法進行監(jiān)測,首先利用傳統(tǒng)的測量方法每隔一定周期觀察記錄大地的水平位移和垂直位移,并利用GPS測量實現(xiàn)固定參照物的三維空間的定位、位移和速度,最后結(jié)合遙感測繪技術(shù)對被監(jiān)測區(qū)域的地標分層沉降進行標定,從而綜合分析出地裂縫的發(fā)展與走勢,實現(xiàn)對地裂縫的動態(tài)實時監(jiān)測與測繪。
2.3 空區(qū)塌陷區(qū)監(jiān)測測繪
隨著礦山開采力度越來越大,礦山山體內(nèi)部難免會出現(xiàn)空區(qū)塌陷
區(qū),一旦發(fā)生塌陷則釀成慘痛事故,因此需要對礦山開采中的空區(qū)和塌陷區(qū)進行監(jiān)測測繪。目前主要應(yīng)用遙感測繪技術(shù)實現(xiàn)對山體內(nèi)部空區(qū)塌陷區(qū)的監(jiān)測。隨著測繪技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在也出現(xiàn)了利用激光探測技術(shù)實現(xiàn)對空區(qū)塌陷區(qū)的探測和研判,利用激光對礦山山體進行三維掃描,建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫,通過數(shù)據(jù)比對和三維模型的分析,能夠準確的提出空區(qū)和塌陷區(qū)研判模型,并給出適當?shù)谋O(jiān)測和補救措施依據(jù)。
2.4 水土流失監(jiān)測測繪
礦山開采不可避免的會對周圍環(huán)境產(chǎn)生破壞,造成水土流失的現(xiàn)
象,因此,為了盡量降低對周圍環(huán)境的影響,必須要對水土流失進行監(jiān)測。目前對水土流失進行監(jiān)測的方法主要有兩種:
2.4.1遙感監(jiān)測法
遙感監(jiān)測是借助于衛(wèi)星和航空遙感技術(shù),將地面的植被、沙石、
水源等地物掃描為電子地圖,構(gòu)建三維數(shù)據(jù)庫,通過對數(shù)據(jù)的分析實現(xiàn)對地表水土流失的監(jiān)測。這種方法往往適合于較大區(qū)域面積的水土流失的監(jiān)測。
2.4.2地面監(jiān)測法
地面監(jiān)測法適合于較小范圍內(nèi)的水土流失的測量與監(jiān)測,其主要
方法是采用對被監(jiān)測區(qū)域設(shè)置不同的監(jiān)測地塊,為每一個地塊分別設(shè)置不同的參照物,如溝渠截面、植被率、沙石面積等,通過定期對參照物的測量測繪,形成數(shù)據(jù)報表,從而能夠為被監(jiān)測區(qū)域的水土流失提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。
我國礦山測量工作及相應(yīng)的技術(shù)規(guī)程遠遠滯后于目前礦山開采監(jiān)測及礦山管理工作的需要,礦山測量技術(shù)體系不全,技術(shù)規(guī)程不能滿足新技術(shù)發(fā)展的要求,礦山測量內(nèi)容不能滿足政府和社會對礦山開采監(jiān)管的需要等。礦山開采中的核心問題是安全問題,而要保障礦山開采過程的安全,就必須要借助于現(xiàn)代化的測繪技術(shù),對礦山開采流程中的各個環(huán)節(jié)進行測繪與監(jiān)控管理,從而能夠?qū)崿F(xiàn)對礦山開采的動態(tài)監(jiān)測測繪與動態(tài)管理。針對礦山開采監(jiān)測的具體方法,本論文詳細探討了測繪的方法與實施步驟,從系統(tǒng)方法的角度詳細分析了在礦山開采領(lǐng)域的測繪技術(shù)的應(yīng)用問題,對于進一步提高測繪技術(shù)在礦山開采領(lǐng)域中的應(yīng)用水平具有較好的指導(dǎo)意義。當然,測繪技術(shù)應(yīng)用于礦山開采領(lǐng)域,不僅僅局限于本論文所探討的方法,更多的具體的應(yīng)用技術(shù)方法有待于廣大測繪技術(shù)人員的共同努力,才能夠最終實現(xiàn)礦山開采監(jiān)測中的測繪技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用。
參考文獻:
[1]趙祥,劉素紅,王安建等.基于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的江西德興銅礦開采環(huán)境影響動態(tài)監(jiān)測分析[J].中國環(huán)境監(jiān)測,2005.
關(guān)鍵詞:測量控制網(wǎng);陀螺定向;井下礦;礦山測量
井下礦山測量是工程測量領(lǐng)域?qū)I(yè)性較強的項目,也是礦產(chǎn)資源開發(fā)中不可替代的環(huán)節(jié)。鑒于其工作環(huán)境的特殊性,井下礦山測量擁有自身的特征。在測量工作中,測量控制網(wǎng)中的陀螺定向邊數(shù)的計算就是一項不可或缺的數(shù)據(jù)。這項測繪理論在國內(nèi)外也擁有著較長的發(fā)展歷史。我國的井下礦山測量從早期的計劃經(jīng)濟時代就有了較快的發(fā)展并形成了自身的理論體系?,F(xiàn)階段,高新技術(shù)的普級和運用為井下礦山測量帶來了更多的便利操作方式。然而,在井下測量中,基礎(chǔ)的測繪工作組成環(huán)節(jié)仍占據(jù)著重要的地位。
1. 井下礦山測量的基本闡述
井下礦山測量的工作環(huán)境多處于自然條件較為惡劣的礦區(qū),我國的礦藏資源地理分部極為廣闊,且極不均衡,部分礦藏開發(fā)區(qū)所處的地理環(huán)境較為復(fù)雜,給礦山測繪帶來了較大的工作難度。綜合種種的自然和人文因素,礦山測量的作業(yè)具有其自身的特征和工藝方法。在井下礦山測量中,通常會遇見無法通視的情形,在更為復(fù)雜的環(huán)境下,照相也較難有效開展。同時,在儀器設(shè)備的使用上,也會出現(xiàn)電磁波傳導(dǎo)困難的狀況,而陀螺經(jīng)緯儀在井下定位中能有效的解決這個問題?,F(xiàn)階段,電子激光經(jīng)緯儀的運用,在斜井施工測量管理和繪圖上,不僅有效的提高了速率,還大幅的降低了操作員的勞動強度。當前,地面遙感技術(shù)及現(xiàn)代新測繪設(shè)備的運用,讓井下礦山測量逐步的擺脫了原始的操作方式,不僅更為節(jié)省人力和時間,還大大的提高了測繪的精確性。然而,由于某些測量技術(shù),受到自然環(huán)境的限制,難以大面積推廣,在使用上仍存在著較大的局限性。
井下礦山測繪工作,務(wù)必全部遵循我國《測繪法》的規(guī)定,即測繪工作人員必須擁有專業(yè)的證書,相關(guān)的督導(dǎo)和行業(yè)主管部門也務(wù)必擁有規(guī)定以上的資質(zhì)。當前,根據(jù)各個礦山屬性的不同,礦山測繪的成果大都是處于“自享”的狀態(tài)。
2.井下礦山測量控制網(wǎng)的設(shè)計
井下礦山測量控制網(wǎng)的主要設(shè)計任務(wù),就是保持導(dǎo)線的最遠點精度,能使導(dǎo)線的陀螺定向邊數(shù)計算誤差在控制范圍內(nèi)。計算陀螺定向邊數(shù),是在可靠性為0.997的條件下進行的,也可理解為是在置信概率或者置信水平為0.997的條件下進行計算的。早在上個世紀70年代,前蘇聯(lián)的礦山測量技術(shù)規(guī)程就對精度做出了規(guī)定,要確保將巷道平面的精度。在我國的礦山測量控制網(wǎng)的設(shè)計中,針對陀螺定向邊數(shù)的計算并沒有考慮到系統(tǒng)本身的極端誤差。所使用的計算方法會用控制網(wǎng)本身的定向誤差,導(dǎo)致點位誤差。據(jù)實踐總結(jié),有時候這個誤差 值較大,并可能對導(dǎo)線網(wǎng)的總的點位誤差帶來較大的影響。
井下礦山測量控制網(wǎng)中,任意的陀螺定向邊,其方位角的誤差計算方式將受到三個因素的影響。其中,陀螺經(jīng)緯儀改正數(shù)的起始邊坐標方位角會存在誤差,這個誤差值會影響最后的總體結(jié)果;另外,地面陀螺方位角也會存在誤差;最后是井下定邊陀螺方位角的誤差。這三個方位角的誤差值的平方和,進行開方計算,就得到了整體的系統(tǒng)誤差。在測量計算的過程中,前兩個因素是陀螺經(jīng)緯儀改正數(shù)的誤差,因起始邊坐標方位角的誤差可能很小,大約在正負2″到正負5″之間,所以可以忽略。測繪期間,陀螺經(jīng)緯儀的改正數(shù)會隨著時間的變化而變化,要最終確定這一誤差便需要長期的觀測。
3.井下礦山測量控制網(wǎng)中陀螺定向邊數(shù)的計算
3.1 消除陀螺定向邊數(shù)計算誤差的三種方法
第一種方法是在已知的起始邊上進行長期的重復(fù)觀測,確定改正數(shù),在開始之前和結(jié)束之后分別觀測五次左右,取其平均值;第二種方法是在測繪開始之前觀測兩次,并在井下確定3、4條定邊,再觀測兩次,一共進行4次觀測,取其平均值;第三種方式是在開始之前,進行10天以上的觀測,確定改正數(shù),然后在每天的井下定向觀測之后再確定一次改正數(shù),將觀測期間的所有陀螺定向邊數(shù)的觀測值求其平均數(shù)。第三種方式是一種非常復(fù)雜且工作量繁重的方法,且對時間的敏感度較差,使用的范圍較小。
三種消除誤差的方式各有其使用的范圍,并各有特點。第一種方式獲得的誤差值較大,第二種方法獲得的誤差值最大,第三種方法的誤差值最低。在計算陀螺定向邊數(shù)的時候,第一種方式是最可取的。它不僅能夠消除定向誤差對測量控制網(wǎng)各部分相互位置的影響,還能解決巷道貫通的問題,其運用范圍較為廣泛,是一種可以推廣使用的方法。
3.2 陀螺定向邊數(shù)的計算
我們在第一種方式下,分析陀螺定向邊數(shù)的計算。
首先,控制網(wǎng)的點位誤差通過定向誤差計算而來,它與待定點的導(dǎo)線長度成正比。
在陀螺經(jīng)緯儀定向邊分段的過程中,導(dǎo)線點位的總誤差通過長期的實踐觀測可以獲得。
其中,定向誤差所引起的導(dǎo)線點的點位誤差( )、邊長丈量時偶然誤差的影響系數(shù)(μ)及系統(tǒng)誤差系數(shù)(λ)、水平角測角誤差( )、導(dǎo)線邊數(shù)(n)和杯陀螺經(jīng)緯儀分成的段數(shù)(k),都將影響經(jīng)緯儀導(dǎo)線點位的總誤差( )。
其計算公式如下:
在計算陀螺定向邊數(shù)的時候,可利用反映分段長度變化與到點長度和點位誤差關(guān)系的曲線圖,來簡單迅速的確定定向邊數(shù)。陀螺經(jīng)緯儀定向邊的邊數(shù)就是如此確定的。在定向誤差為正負10″和正負15″之間,繪制出分段長度與導(dǎo)線長度和最遠點誤差的關(guān)系圖。我們通過圖可以觀測到,根據(jù)確定的導(dǎo)線距離和最遠點的誤差,只要誤差能控制在曲線2、3之間或者3、4之間,便可以獲得導(dǎo)線分段的必要長度,并進一步求得陀螺定向邊的邊數(shù)。
一般情況下,礦山井下控制網(wǎng)的設(shè)計過程中,井底的車場起點到導(dǎo)線終點的總長度,關(guān)系著未來較長時間的礦藏采挖工作,陀螺定向邊數(shù)的計算根據(jù)第一種控制網(wǎng)的設(shè)計方式完成,即可保證測繪工作的可靠性。若是控制網(wǎng)有多個部分,陀螺定向邊數(shù)將取各個單獨部分的數(shù)值總和。井下礦山的陀螺定向邊數(shù)的計算誤差應(yīng)在正負10″和正負15″之間,這也是工程測量工作者在長期的實踐經(jīng)驗中,總結(jié)而來的。
長期的實踐和分析也表明,在井下礦山測量控制網(wǎng)的設(shè)計工作中,可靠性在大于等于0.997的范圍內(nèi),井田的兩翼可以長達7公里,若是希望兩翼更長,則需要采用控制網(wǎng)的輔助歸心,且不宜設(shè)計分段長度小于500米的控制網(wǎng)。根據(jù)井下礦山的測量控制網(wǎng)的最遠點誤差和控制網(wǎng)的可靠性,每個導(dǎo)線的長度和繪制的曲線圖均可以確定陀螺定向邊數(shù)。
參考文獻:
[1] 張思華,宋淑光,孫允峰. 井下測量中常見問題及預(yù)防措施[A]. 全國礦山測量新技術(shù)學術(shù)會議論文集[C]. 2009.
關(guān)鍵詞 礦山;測量;數(shù)據(jù)處理
中圖分類號TD1 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2010)33-0248-01
1概述
我國是一個礦產(chǎn)資源非常豐富的國家,煤、鎢、錫、鐵及以稀有元素礦物的儲量都居世界前列。因此,我國有大量的礦山在進行生產(chǎn)。礦山生產(chǎn)也促進我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,但是,我國的大量礦山并沒有建立起一套完整的礦山地理信息系統(tǒng),這給礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展帶來了困難,為了解決好日后礦山的可持續(xù)發(fā)展、礦區(qū)環(huán)境的改善及礦山安全的防范,需要建立起一套完整的礦山地理信息系統(tǒng)。
2 礦山測量技術(shù)淺析
由于井下測量的特殊性,先進的一些測量儀器如GPS等不能應(yīng)用于井下測量,而且很多礦山單位也都未配備全站儀,所以經(jīng)緯儀仍然是井下測量的主要工具。
2.1井下角度測量
井下測角一般用測回法測量角度p時,在C點安裝經(jīng)緯儀,正平對中,在后視點A前視點B懸掛垂球線作為站標,并用礦燈蒙上白紙照明垂球線。
測回法的步驟如下:1)正鏡瞄準后視點A,使水平讀盤大致對于00,讀取水平讀盤讀a1,并使十字絲的水平中絲照準垂球線上的標志,使豎盤指標水準器的氣泡居中后,讀取豎盤數(shù)Ln;2)正鏡順時針方向旋轉(zhuǎn)照準部,照準前視點B,讀取水平讀盤讀數(shù)b1和豎盤讀數(shù)LB;3)倒鏡后逆時針旋轉(zhuǎn)照準部,照準前視點B,讀取水平讀盤讀數(shù)場和豎盤讀數(shù)RB ;4)倒鏡逆時針旋轉(zhuǎn)照準部,照準后視點A,讀取水平讀盤讀數(shù)a2和豎盤讀數(shù)RA;5)最后計算一測回所測水平角為:
豎直角δ的計算公式隨經(jīng)緯儀豎盤刻劃方法的不同而異。若豎盤以全圓順時針方向注記,且當望遠鏡水平時豎盤讀數(shù)為900(正鏡)和2700(倒鏡),則豎直角s的計算公式為:
2.2井下邊長測量
井下多采用懸空丈量邊長的方法。具體做法是在前、后所掛垂球線上用大頭針作出標志,作為測量傾角時經(jīng)緯儀望遠鏡十字絲水平中絲瞄準的目標和鋼尺量邊時的端點。丈量邊長時,鋼尺一端刻劃對準經(jīng)緯儀的鏡上中心,另一端用拉力計施加在鋼尺比長時的標準拉力,并對準垂球線上的大頭針出在鋼尺上的讀數(shù),要估讀到毫米,每尺段以不同起點讀數(shù)三次。并且導(dǎo)線邊長必須往返丈量。
2.3井下高程測量
井下高程測量主要是測出各相鄰測點間的高差。施測時水準儀置于二尺點之間,使前、后視距離大致相等,這樣可以消除由于水準管軸與水準軸不平行所產(chǎn)生的誤差。在計算兩點間的高差時,與地面水準測量一樣,用后視讀數(shù)a減去前視讀數(shù)b,即
h=a-b
當測點在頂板上時,只要在頂板測點的水準尺讀數(shù)前冠以負號即可。
2.4礦山聯(lián)系測量
礦山聯(lián)系測量主要采用連接三角形法。由于不能在垂球線A. B點安設(shè)儀器,因此選定井上下的連接點C與C’,從而在井上下形成了以AB為公用邊的三角形ABC和ABC’,一般把這樣的三角形稱為連接三角形。當已知點D點的坐標以及DE邊的方位角和地面三角形各內(nèi)角及邊長時,便可按導(dǎo)線測量計算法,算出A. B在地面坐標系統(tǒng)中的坐標及其連線的方位角。同樣,己知A,B的坐標及其連線的方位角和井下三角形各要素時,再測定連接角s’,就能計算出井下導(dǎo)線起始邊D’E’的方位角及D’點的坐標。
3 測量數(shù)據(jù)處理以及三維數(shù)據(jù)的選擇
測量數(shù)據(jù)或觀測數(shù)據(jù)是指用一定的儀器、工具、傳感器或其他手段獲取的反映地球與其他實體的空間分布有關(guān)信息的數(shù)據(jù)。觀測數(shù)據(jù)可以是直接測量的結(jié)果,也可以是經(jīng)過某種變換后的結(jié)果。任何觀測數(shù)據(jù)總是包含信息和干擾兩部分,采集數(shù)據(jù)就是為了獲取有用的信息。干擾也成為誤差,是除了信息以外的部分,為此,就要對采集到的數(shù)據(jù)進行平差處理。為了記錄和保存這些數(shù)據(jù),更為了方便實用,就必須設(shè)計相關(guān)的數(shù)據(jù)平差計算系統(tǒng)。
將常見的數(shù)據(jù)處理歸納起來列表顯示。當然,這些平差的基礎(chǔ)是條件平差和間接平差。
4結(jié)論
本文重點研究了礦山測量數(shù)據(jù)的處理方法,對礦山測量的施測做了一定的研究,分析和介紹了測量數(shù)據(jù)處理的方法,并根據(jù)測量數(shù)據(jù)平差計算的特點,給出了平差計算的教據(jù)結(jié)構(gòu),并建立了數(shù)學模型。礦山測量數(shù)據(jù)計算機處理和三維巷道模型構(gòu)建及其可視化是數(shù)字礦山的重要內(nèi)容。
參考文獻
[1]張國良,朱家飪,顧和和.礦山測量學.中國礦業(yè)大學出版社,2000:4-75.
[2]武漢大學測繪學院測量平差學科組.誤差理論與測量平差基礎(chǔ).武漢大學出版社,2003.
【關(guān)鍵詞】煤礦;測量;方法;原理
0 引言
隨著計算機技術(shù)以及軟件工程的快速發(fā)展,測繪專業(yè)領(lǐng)域也得到了空前的發(fā)展,煤礦測量已由傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀、水準儀、光電測距儀、平板儀及手工記錄計算的方法,逐步轉(zhuǎn)變?nèi)緝x、電子水準儀、GPS等先進的現(xiàn)代儀器,為測繪行業(yè)帶來了質(zhì)的突變。雖然先進的儀器使得測繪工作者更為方便、高效,但我們必須全面了解測量方法的相關(guān)原理,才能更好的為現(xiàn)代煤礦測量工作服務(wù)[1,2]。
1 煤礦測量方法
煤礦測量,主要依托全站儀,因此全站儀常用的方法主要有極坐標法、小角度法、前方交會法、后方交會法等。下面根據(jù)本人工作經(jīng)歷,具體對各自方法進行詳細介紹。
1.1 極坐標法
根據(jù)極坐標的原理,以2個已知點建立坐標軸,并以其中1個點為極點作為極坐標系,測定觀測點到極點之間的距離,測定觀測點與極點連線和兩個已知點連線夾角的方法。如圖1所示:
假設(shè),需測定某點C坐標,首先必須先計算已知點A、B的方位角:
采用全站儀進行極坐標測量時,具體操作步驟如下:
(1)在測站點A點安置全站儀,對中整平,然后開機,首先要對儀器進行相關(guān)參數(shù)設(shè)置,主要有溫度、氣壓、濕度、棱鏡常數(shù)、對比度等:緊接在程序中選擇測量模式為“放樣”。
(2)首先輸入已知點A的點號,測站點儀器高度,以及A點的三維坐標坐標,并照準后視點B點,輸入A點到B點的方位角,或者是輸入后視點B點的已知坐標,然后照準B點,讀出數(shù)據(jù),作為檢核,使測出的數(shù)據(jù)與設(shè)計數(shù)據(jù)差距很小[3]。
(3)輸入待測點的坐標,然后在儀器上顯示出當前視線方向與待定方向之間的水平夾角,當該夾角接近0度時,轉(zhuǎn)動水平微動螺旋使夾角為0°。
(4)指揮將棱鏡立于視線方向上,按“測設(shè)”鍵,全站儀即測量出測站至棱鏡的水平距離,并計算出該距離與設(shè)計距離的差值,在儀器上顯示出來。
(5)儀器操作員根據(jù)計算的距離偏差指揮持鏡員,持鏡員按照此距離靠近或遠離儀器,直到偏差量滿足要求時,并在地面上打入帶有小鐵釘?shù)哪緲丁?/p>
(6)木樁固定后,將棱鏡架設(shè)在木樁頂板的小鐵釘上,儀器操作人員回到常規(guī)測量界面,測定出該點坐標。
該方法在礦山地下工程測量比較常用,且該方法比較靈活,限制條件比較少,適合長距離傳遞。
1.2 小角度法
由于礦山地下開采,形成了采空區(qū),由于采空區(qū)上方巖層長期下沉,導(dǎo)致地表沉陷,使得地表產(chǎn)生沉陷、曲率變形、水平位移、傾斜變形等,嚴重影響了礦區(qū)人民的安全狀況。因此我們必須對礦區(qū)地區(qū)地表進行監(jiān)控,及時了解該處地表變形情況,其中除了我們進行常規(guī)的沉降測量外,還需對水平位移變形情況進行觀測,由于礦山在監(jiān)測設(shè)計時,主要是沿著開采區(qū)走向與傾斜斷面進行布設(shè)監(jiān)測點,因此小角法是一種很實用的方法。
小角度法是將儀器安置于穩(wěn)定點,測定視準線位移點間的微小夾角和水平距離。如圖2,利用全站儀精確測出基準線與置鏡點到觀測點視線之間的微小角度,并按式(4)計算偏離值:
小角度法觀測時,要盡量將觀測墩埋設(shè)在兩端基點的連線上,使觀測角度微小,以減小正弦函數(shù)泰勒級數(shù)展開的舍入誤差。
1.3 前方交會法
前方交會就是利用已知坐標條件求出未知點的一種比較實用的方法。在煤礦測量中,由于煤礦地質(zhì)地貌條件復(fù)雜,因此往往致使測站點無法與前方測點通視,經(jīng)常需要用前方交會的方法來預(yù)計待測點坐標和待測邊邊長。
因此,必須選擇遠離變形區(qū)且穩(wěn)固的目標作為定向點,測站點與定向點的距離要求大于交會邊的長度,觀測點埋設(shè)在能進行多個方向觀測的位置。前方交會的角度最好滿足30°≤α≤150°,否則觀測出的位移量受測角誤差的影響較大。如圖3,假設(shè)對工作基點C進行校核時,可在穩(wěn)定區(qū)埋設(shè)2~3個基點,用前方交會法檢定C的穩(wěn)定性[4,5]。
1.4 后方交會法
在礦山測量作業(yè)過程中,特別是在年代較久或廢舊礦區(qū)開展工作,經(jīng)常遇到如下情況:
(1)測區(qū)已知控制點相互通視條件差;
(2)在礦區(qū)所布設(shè)的控制網(wǎng),因考慮圖形條件、控制范圍、通視等,已知點大多位于較高的山上,攜帶儀器不方便,或有些測點架設(shè)儀器很困難。雖然GPS在測繪工作中以得到普遍應(yīng)用,但由于各作業(yè)單位的實際情況及林區(qū)衛(wèi)星信號接受等諸多因素。為解決上述問題,我們在工作實踐中,經(jīng)常采用全站儀測邊后方交會來測設(shè)測站,然后進行工程放樣或測量等工作[6]。
測邊后方交會一般在待定點上架設(shè)儀器,在已知點上擺設(shè)棱鏡,假設(shè)已知點為A(Xa、Yb)、B(Xb、Yb),待定點為P, 通過測量出已知點到待定點之間的距離分別為Sa、Sb.
2 結(jié)論
隨著科學技術(shù)的發(fā)展,礦山測量逐步走向自能化。論文結(jié)合本人的生產(chǎn)實際情況,主要介紹了現(xiàn)在礦山測量依托全站儀常用的測量方法,在礦山測量生產(chǎn)實際當中,現(xiàn)代礦山測量不僅僅是狹義上的施工放樣,隨著科學的發(fā)展,逐步發(fā)展到了地表監(jiān)測等,因此極坐標、前方交會、后方交會以及小角度法是最為常用也是最為熟悉的方法,論文通過對這些方法的原理進行了詳細介紹,分析了各自方法的特點,因此在以后工作過程中,可根據(jù)自身條件進行擇優(yōu)選擇。
【參考文獻】
[1]孫國華,叢培東.地質(zhì)勘探工程測量方法今夕談[J].科技信息,2012(09).
[2]張清.論礦山測量中新測繪技術(shù)及其特點[J].山西建筑,2012(03).
[3]張維寬,張永勝,孟紅何.全站儀極坐標法測設(shè)物探網(wǎng)的一種新方法[J].價值工程,2012(11).
[4]曾慶琦.淺談小型礦山測量方法及其應(yīng)用[J].北京測繪,2013(03).