摘要：社会经济的更好发展,对矿山资源的需求正在不断提升,因此矿山资源的开采规模也在不断扩大。对矿山地质工程测量工作提出更高要求,所以为保证矿山地质工程测量工作质量与效率,需要将数字化测绘技术应用在其中。数字化测绘技术,包含先进的计算机网络技术以及相应的智能化技术,可以在很大程度上保证矿山地质工程测量工作的能够有序进行。基于此,本文主要针对煤矿井下测量中数字化测绘技术的应用。
关键词：矿山地质测量；数字化测绘；技术应用
引言
随着越来越多的人开始重视矿产资源的开发和矿井的建设工程。矿井地下的地形、地貌和地质条件受到越来越多人的关注。井下需要贯通的距离变得越来越长, 对施工的速度也提出了更高的要求。在有限的时间内, 如何更好地提高施工的精度成了大家都需要关注的问题。要想更好地提高测量精度, 就需要让本身的生产技术更上一层楼, 而改变传统的测量方法将变得越来越重要。因此需要借助数字化测绘技术, 最大限度的确保整体贯通的精度, 使得测量的工艺更精益求精。
1矿山井下测量工作具有特点的简要分析
矿山井下测量同其它类型的地面测量相比较为不同，矿山井下测量工作同当地地形构造有着极为密切的关系。矿山井下测量工作主要具有如下特点：第一，矿山井下测量工作的测量对象是不固定的，这是由于工作面的位置受到采矿作业范围的影响，而且矿山井下测量工作的作业时间会对地质断层的出露和钻孔有着较大的影响。这些因素就决定了工作人员在进行矿山井下测量工作的过程中必须根据实际测量对象的变化情况进行多次测量，只有这样才能保证井下作业的高效性和安全性；第二，井下矿山测量工作对实际工作人员有着更严格的要求，矿山井下作业的作业现场的通道极为狭窄，并且在作业进行的过程中存在着非常频繁的矿车运輸和矿工活动，这就导致工作人员的测量工作环境十分恶劣，因此，工作人员的技术水平必须经得出考验；第三，矿山井下测量工作的测量条件也较为特殊，尤其是通道方位的判定十分困难，在不同水平面上的测量点位不能进行通视，工作人员在进行矿山井下测量工作的过程中必须更加耐心、仔细，每一次测量都要准确计算，为后续的井下作业打下夯实的基础，保证井下采矿人员的安全性。
2全站仪概述
2.1全站仪
全站仪又被称为全站电子速测仪, 相比传统的测距仪和经纬仪, 优势更加明显, 测量成果是以数字形式呈现的, 能够自动显示观测数据、自动储存数据, 借助于数据线可以方便将数据导入电脑, 并且可以实现双向传输, 将观测者以及记录着可能产生的误差从根本上消除。全站仪的突出优点是测量精度高、操作简单、性能稳定。全站仪在实际测量工作中主要发挥三大功能, 分别为测量数据采集、工程放样以及记忆功能。全站仪测量的是测点的三维坐标, 能够根据设计数据进行实地放样, 测量数据信息可以存储于仪器中, 并且能够借助传输光缆实现仪器内数据的输出和导入。
2.2矿山生产中全站仪的应用要点
2.2.1确定测量模式
在矿山测量工作中，常见的测量方法是跟踪测量，为了提高测量精度，需要科学确定测量模式。测量模式的确定通常要考虑项目实际需要，确保全站仪的测量模式能够满足项目的实际公差要求，从而有效提高测量精度，提高整个项目的测量质量。
2.2.2科学设置全站仪各项技术参数
在使用全站仪之前，要科学设置全站仪的各项技术参数，以确保全站仪能够稳定工作，常见的参数有大气层曲率、测点海拔、测点温度等，至于棱镜参数应该结合棱镜模型设定。
2.2.3全面考虑具体测量项目
由于全站仪在具体使用过程中，不同的测量项目实际测量方法有所不同。比如地下矿山的测量则需要考虑矿区总体规划、矿区地形图设计单位提供的数据等。只有全面考虑到了具体测量项目的要求，才能够确保全站仪发挥最佳作用。
3全站仪在煤矿井下平面控制测量中的应用
3.1 ZS煤矿基本情况及测量目的
ZS煤矿井田面积1.6174km2, 设计生产能力0.6Mt/a。该矿井属于基建型矿井, 在进行测量时, 主斜井、副斜井和回风井已经贯通, 主要运输大巷、回风大巷及轨道大巷均开拓完成, 目前准备贯通50101工作面的运输平巷及回风平巷。本次测量目的是为了在井下设立两个永久控制点, 确定控制点的空间坐标 (X, Y, H) , 然后根据矿井设计方案对50101工作面的运输、回风平巷开掘放线。
3.2 测量设备的选择及测量精度要求
全站仪选择上海鼎祥测绘科技有限公司生产的天宝TRIMBLE S8型全站仪, 放大倍率最高可达30倍, 测量精度为1s, 最远测程5000m, 测距精度± (1mm+1ppm×D) , 使用三脚架多次测量导线。在进行导线测量时, 导线边长50m~130m, 测量角度中误差15″, 反复测量两次。在距离测量工作开始前, 首先进行温度及大气压参数测量。使用三角高程测量法测量高程, 高程平均测量误差应小于8mm±0.3×L (L为导线的水平长度, 单位为m) 。
3.3 水平角的测量
(1) 安装仪器。使用垂球进行井下测量点的对中及整平, 具体操作过程如下:在测点位置悬挂一个垂球, 将三脚架放到垂球的下面, 调节三脚架的架腿使三脚架的架头大致处于水平状态, 固定三脚架的架脚, 将垂球的线缩短, 把TRIMBLE S8型全站仪安装在三脚架上。调节脚螺旋直至度盘处于水平状态, 然后调平望远镜, 平移设备, 使仪器镜的中心位置对准垂球, 反复进行多次调节, 直至满足要求。
(2) 使用测回法测量水平角。测回法测量水平角度示意图如图1所示, 全站仪的盘左根据1、3两点的垂球线, 读取水平盘度的示数a左和b左。盘左读数完成后, 进行下半部的测回工作, 旋转望远镜, 全站仪的盘右根据3、1两点的垂球线, 读取相应的示数右a和右b。
测量完成后, 按照下式计算水平角α, 在测量中, 最大误差不应超过30″。
α=[(b左-a左) + (b右-a右)]/2
图1 测回法测量水平角度示意图
3.4 闭合导线的测量
(1) 闭合导线测量精度规定。根据《煤矿测量规程》中的有关规定, 进行15″级闭合导线的测量时, 测量结果的相对误差不允许超过1/4000, 高程测量误差不得当高于100mm×L (L为闭合导线的总体长度, 单位是km) , 测量的闭合方位角误差不允许超过±40″。
(2) 闭合导线测量结果。本次在ZS煤矿井下闭合导线测量时, 共设置了72个导线控制点。其中在主斜井、副斜井共布置26个测点, 在主要运输大巷、主要回风大巷和轨道大巷布置了42个测点, 在工作面的运输平巷和回风平巷布置6个测量点。
主斜井、副斜井高程测量结果:
主斜井、副斜井闭合导线测量结果:
经过检验后, 发现测量结果误差在允许范围内。
3.5测量过程中的注意事项
TRIMBLE S8的度盘标定之后, 显示屏可能会出现“倾斜超限”的提示, 该信息代表仪器纵轴的倾角大于5″, 应重新调节三脚架, 在进行全站仪的安装工作时, 安装过程一定要小心, 不能让垂球破坏仪器, 垂球使用完毕后, 及时移除。由于井下环境恶劣, 当设备上出现水雾或水滴时, 不能用手或其他物品擦拭物镜、目镜, 需要使用专门的擦镜纸将水滴擦干, 也可等水滴自然蒸发后在进行测量作业。
结语
综上所述,矿山测量中数字化测绘技术的应用,对测量工作意义重大。数字化技术操作简单,测量精确,可以改变和弥补传统测量工作的不足,减轻了测量工作的工作量,节省了测量时间,提高了测量工作效率。要求矿山地质测量工作人员应该认真详细的学习和研究数字化测绘技术,完善和合理运用数字化测绘系统,实现先进的测量工作,为今后的矿山地质测量工作打下基础。
参考文献
[1]林波凤.新型数字化测绘技术在矿山地质工程测量中的应用研究[J].世界有色金属,2017(24):38-39.
[2]杨辉.GIS技术和数字化测绘技术在工程测量中的应用探究[J].建材与装饰,2017(17):202-203.
论文作者:房永奇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/17
标签：测量论文; 井下论文; 矿山论文; 工作论文; 导线论文; 全站仪论文; 斜井论文; 《基层建设》2019年第19期论文;