摘要：煤炭是我国经济发展中非常关键的能源之一。煤矿工程测量工作涉及方方面面，贯穿于煤矿的勘探与开采，是煤矿能够安全生产的先驱信息官。
关键词：煤矿工程；测绘新技术；应用
引言
在煤矿工程测量中积极应用测绘新技术有利于更好地完成测量任务，进一步提高测量数量的精确性，从而使煤矿开采工作环境的安全性得到提高。为了达到这一目的，应该积极应用测绘新技术，保障煤矿生产安全。
1全站仪应用技术
全站仪应用技术是煤矿生产中最普遍实用的新型测绘技术。智能全站仪结合了磁力、机械、光学和电子技术，能够准确地测量距离和角度，承担着大量数据信息的存储和传输功能。将计算机与全站仪连接，可以通过计算机，指导全站仪的运行，并将监测数据稳定地传输至计算机。全站仪测绘技术在煤矿的应用主要有：
（1）距离测量，操作简单，测量精度高。将全站测绘仪放在矿井内部即可轻松获取测量数据，较之于传统的导线测量，全站仪技术加入了校正温度、压力对测量影响的功能，通过系统内部的编译计算程序，实现了智能化计算偏差，并对数据进行实时监测，处理，大大提高了运算效率。
（2）角度测量。在煤矿工程测量中，角度测量是重要的一环，传统测量受到地形、施工者操作的影响较大，测量结果往往与真实数据存在较大误差，有时甚至需要通过反复勘探减小误差，消耗大量的人力物力，增加了成本。全站仪测量技术操作简单，在现场实测中，只需预先规划好待测点的位置，全站仪就可以精确地将测量结果反馈于显示屏上。
（3）放样测量。煤矿开采过程中，设备的安放，监测点的布控，中轴线的确定，是高效测量的必要条件。而在生产现场，很难通过测量对煤矿的开采情况进行监测。如何精确地选取关键点，加以坐标定位，是放样工作的重点。其实质是在放样曲线上确定控制点，根据曲线的测量坐标进行测算。
（4）坐标测量。坐标测量是煤矿工程测量工作的基础，旨在精确地确定前后视点的坐标。现场测量时，需确定好前后视的位置，精确地放置仪器，选择合适的坐标模式，输入后视坐标和测量站坐标，通过转动照准部，精确定位后视点并确定前视点的三维坐标。
（5）定向测量。在煤矿开采中，对巷道挖掘和巷道贯通的方向控制关乎着施工生产能否顺利进行。全站仪测量技术主要是通过标定巷道的中线和腰线，进而准确地确定中心方向。
2 RTK技术
RTK技术就是常说的载波相位差分技术，它是可以进行实时处理两个测量站载波相位观测量的方法，是GPS在实际应用中的一个重大里程碑。RTK技术最突出的特点就是精确性，运用RTK技术可以在野外环境中将测量的精度确定到厘米级别。RTK技术在煤矿工程测量中的应用主要包括以下三个方面:
(1)运用RTK技术测量工业广场。为了避免用于测量所使用的卫星信号被遮挡而影响测量数据的准确性，一般将RTK的接收装置设置在室内。该方法测量工业广场的优点是有效地避免工业广场的建筑物影响，保证了测量的准确性。
(2)运用RTK技术测量井田的区域地形图。为了提高测绘的效率，还可以增设一台RTK接收仪。此外，RTK技术还可以进行精密单点定位，进一步提高了通过RTK所绘制的地形图的质量。
(3)为了提高煤矿工程测量的效率，减少不必要的能源损耗，控制测量成本，还可以运用RTK技术在整个矿区范围内建立起控制网。
3全球定位技术
全球定位技术又称为GPS技术。其基本原理是由24颗绕地卫星形成视角补充，伴随着地球的自转，全方位对地表实时监控，高效、精确地进行定位。GPS技术通过建立三维坐标系，赋予地表建筑物三维坐标，大大提高了采集效率。通过计算处理，精确地将位置信息反馈于监控系统，实现数字化信息监测。在煤矿工程的测量中，传统的测绘技术往往受到地质条件和气候变化的制约，使测量难度大大增加。GPS技术的出现，弥补了传统测量技术的不足，强大的抗干扰能力和全天候的工作特性使得其适用性极强，在GPS测绘技术的应用中,最主要的是取代传统的地面测绘工作，目前，该技术多应用于以下几个方面：划分矿区范围，建立控制网格；确定矿区地表沉降量；测量井下巷道的弯曲变形程度；综合监测矿区边坡稳定性；对整个矿区矿车实时定位、监测和调度。
4数字化模型技术
矿山数字化技术的基本理念是通过监测、收集地质资料，依据有限差分元法建立相应的的地质模型，对工煤矿工程的储量、品位进行预测与指导，其应用手段主要包括：数据库的建立、模型的生成和相关的设计。其中，地质数据库的建立主要是通过对矿山现场勘测、取样、分析整理得到，最终以Eexcel数据表格的形式展示。对于不同的数字模拟软件，可将Eexcel表格数据转化成相应的兼容格式，并以三维图像的形式展现于模拟软件中。模型的生成主要是对实测数据进行优化和本构模型定义的过程。通过圈定模型的边界范围，创建地表实物，选取合理的插值方法对块体模型进行品位预测，模拟出与实际工程中最为接近的地质模型。相关设计是结合各模型与所做设计的内容，进行分析优化的过程。主要包括爆破设计、开拓运输系统设计、采掘方法选择、采掘进度计划编排等。在煤矿工程中，矿山主要数字模型技术应用如下：
（1）指导探矿设计，提高对矿体的认识，精确地进行储量管理。
（2）利用矿体模型以及地表现状，对爆破孔深实现精准控制。
（3）利用品位分析将矿区进行区域划分，计算出已采矿量、未采矿量、已采品位、未采品位，分出高品位、低品位区，实现对矿山生产的实时监控与动态管理。
（4）生成各种指导生产用图，通过计划编制、品位控制等功能指导矿山的生产计划和生产过程。
5三维激光扫描技术
三维激光扫描技术，又称为实景复制技术。其核心设备是三维激光扫描仪，主要由GPS系统、计算机和摄像机构成。该技术将采集的数据与三维坐标系结合起来，形成具有方向信息的矢量图，旨在精确快速地确定物体的位置。较之传统的测量技术，三维激光扫描输出的图像质量高，拥有更准确的空间定位，操作简单，非接触式的工作模式，大大提高了安全系数，所获取的三维图像甚至能展现岩体的纹理特征。三维激光扫描技术的工作原理见图1，o点为三维坐标系下的原点，即三维扫描仪的发射点；p点是目标点，假设其为三维坐标系下任意一点，。由o点发射出的激光与水平面方向成α，与竖直面成θ，通过标定点p与原点的直线距离，进而计算得出目标点在三维空间的实际坐标。
图1 三维激光扫描技术工作原理
在煤矿开采中，三维激光扫描技术应用如下：
（1）对坍塌、沉陷、透水、高瓦斯等施工人员不方便抵达的危险巷道或区域进行三维扫描，从而获取真实的图像信息，保障技术人员的安全。
（2）对露天矿的边坡稳定性进行监测。
（3）测量巷道和井筒的尺寸，为机械设备的架设，原材料的运输提供指导。
（4）监测井架安装时的变形量，采动引起的地表沉陷情况。
（5）测定土地利用率，扫描露天煤矿的矿产储量。
结语
在煤矿工程测量中，测绘新技术不仅逐渐代替了传统粗放式的测量方法，而且还使煤矿测量的精度和效率得到了很大提高，改善了图像处理效果。但是煤矿测量工作复杂，在测量过程中会受到很多因素的影响，在进行煤矿测量时，要根据不同的环境及要求选择最合适的测绘新技术。
参考文献
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[2]赖建辉.煤矿工程测量中如何应用测绘新技术[J].中小企业管理与科技(上旬刊)，2016（2）：100.
[3]胡洪涛，郑险峰．煤矿测量中测绘新技术的应用探究[J]．科技风，2012，(22):130－132．
论文作者:贺建军
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/29
标签：测量论文; 煤矿论文; 技术论文; 坐标论文; 工程论文; 模型论文; 新技术论文; 《基层建设》2019年第21期论文;