新疆世纪方圆测绘工程有限公司 新疆 维吾尔自治区乌鲁木齐市 830000
摘要：伴随当今社会对煤炭需求量的增多，煤矿企业必须不断提升开采的质量与效率，而要真正的实现这一目标，便需要通过先进的技术进行开采，作为煤矿产业持续发展的保障，应用先进的技术极为重要。实践表明，GPS技术作为有效的先进技术，当前已经被广泛的应用在煤矿测量工作当中，这在极大程度上提升了煤矿开采的效率与质量。而要有效的提升煤矿开采技术，便需要确保相关测量人员自身的综合素质与专业的技术水平，只有这样，才能够不断的推动煤矿行业更好的发展。
关键词：GPS技术；矿山测量；应用
引言
矿山测量工作贯穿于矿山工作的全过程，矿山测量的精确度会影响到煤炭资源开采的安全性，GPS技术在工程地质测量中应用十分的广泛，将GPS技术应用于矿山测量之中，能够有效的提高测量的精确度，这对于保证矿区的安全有着重要的意义。
1GPS技术概述
GPS技术起源于1958年，最初是用于军用领域，全名为全球定位系统，主要的目的是为海陆空军提供实时的全球性的全天候的导航服务，用于情报搜集、应急通讯等军事目的，随着科学技术的不断发展，GPS技术逐渐开始应用于民用领域。1994年，GPS系统全球覆盖率达到98%，共布设24颗GPS定位卫星。GPS导航系统工作时，首先测量出用户接收机与已知卫星之间的距离，然后通过对多颗卫星数据进行综合的分析，最终得出接收机的详细位置。GPS设备的放样精度能够达到厘米级别，与传统导线测量相比，GPS技术的作业效率是导线测量的2~4倍，作业效率明显提高。GPS技术能够实时进行野外观测，数据可以现场校核，这是传统的测量手段难以实现的。GPS技术中，移动站与基站之间不需要通视，观测的距离自然就会更远，可以进行全天24h作业。基站设置完成后，整个系统只由一人操作即可，能够有效的节省人力、物力资源，可以有效提高测图的精准度，十分的便捷。
2GPS技术在矿山测量中的应用
2.1放样工作
在传统的放样工作中，我们需要先控制，再进行碎步的过程。而GPS-RTK的使用需要我们先根据控制点的特点制定相关的测量方案，然后再完成对于控制点的放样工作，但是我们要注意放样工作必须要满足矿区加密控制网精度的要求。这就使得我们必须保证坐标的准确性，而且还要进行足够数量的放样，确定合理的分布范围以及使得各控制点之间具有一定的相互关系。GPS-RTK技术的放样主要包括点放样和线放样两种方式，我们只需要将控制点的坐标输入到相应的电子手簿中，再让工作人员在场地上行走，就可以根据接收器的提示而确定放样点的位置。这样就对我们工作提供了很大的便利，极大提高了我们的工作效率以及测量的准确性。
2.2矿区工程测量
（1）采剥现状与地形测量
在传统的测量工作中，我们首先需要根据要测量的区域建立一些控制电和图根点，还要将这些点在各种图纸资料上标注出来。虽然随着技术的不断发展，我们的测量设备和方式都有了很大的改进，也为我们的工作提供了便利，但是在实际的工作中，很容易出现由于碎点的拼图不当而不得不重新返工的现象，从而也影响了我们的工作进程和工作效率。而GPS-RTK技术的应用则可以解决这些问题，因为GPS-RTK技术具有测量范围广的特点，所以只要设立一个测量点就可以实现半径为10公里区域的测量要求。这样我们不但可以减少返工现象的出现，还可以减少控制点的转移和重设，从而就可以提高测量的准确度。
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（2）土方工程量验收测量
在使用GPS-RTK技术进行采场测量时，工作效率十分高，甚至可以在4秒内完成一个控制点的工作，同时精确度可以达到2厘米到3厘米之间。而且GPS-RTK技术与合成图软件相互配合还可以实现对于数据的一体化管理，减少中间环节所耗费的时间，从而实现CASS制图数字化。GPS-RTK技术的应用可以在使用很少工作人员的基础上完成对于采剥工程平面图所需要数据的收集和更新，同时还可以实现月底采集碎部点位测点的工作，节省了人力资源。而且在非荫蔽矿区，我们还可以建立单基站CORS系统，实现对于矿区的无人看守，并且还可以准确完成实时测量的工作。
（3）矿区地面形变测量
矿区地面形变测量的目的是将矿区制定地面点的水平位置和高程进行动态的表示，而且我们可以根据各种数据，来推断出地面点位的水平位移和沉降量。而传统的测量方式只能得到静态的数据，但是GPS-RTK技术可以弥补这个不足，动态地表示出数据的变化，为我们的分析提供了很大的便利。在实际的工作中，我们需要在基准点和观测点上建立一个地面形变观测网络，这样我们再对具体的实例进行分析，就可以完成相关的测量工作，同时还可以提高我们工作的效率和准确度。而且GPS-RTK技术还可以用于测绘矿区的地形地貌图，断面图的测量以及钻孔的放样等工作。
2.3通过GPS技术对煤矿近井控制网进行布设
煤矿井筒是煤矿从矿井中运输出来的渠道，这便决定，精通和其他巷道相比，其贯通工程要求精度更高。为了能够将新建矿区的主副斜井贯通起来，那么此时在新建矿区地表，便需要通过GPS建立更为精准的地面近井控制网。在此期间，需要严格按照GPS的正确操作规范展开相应的测量，从而制定准确的井筒位置建网方案，之后相关工作人员便需要根据设计方案，对煤矿近井控制网展开布设操作。
2.4在测量区需要设计GPS控制网
GPS控制网在应用期间，如果对其进行控制，最为合适的控制方式为：以边连接为主、点连接为辅的方式，这便在极大程度上减少了工作人员的工作量，同时也缓解了工作人员的工作压力。通常，需要选用三个约束点，对近似长方形煤矿区进行设计，其中需要保证一个约束点在测量区域中心，另两个约束点需分布在带状矿区的两侧，这便能够将煤矿的测量区准确的推算出来，并将坐标转换成参数，这在控制煤矿区网的连接与扩展方面有着极大的意义。
3GPS技术在煤矿测量中的发展前景
矿山测量在矿山生产中占据着重要的地位，随着GPS技术的引进及应用，矿山能源勘测技术得到了迅速的发展，利用GPS静态检测及快速静态方法为矿区管道及线路勘测，矿区地形图测绘、采矿区域总体控制测量等工作奠定了良好的基础，为矿区开采工作的开展提供了技术支持，就目前来说，GPS技术已经基本取代了以往传统的矿山测量控制方法，广泛的应用于矿山行业之中。但GPS技术并不是完美无缺的，实际上，GPS技术对信号接收的要求比较高，但在具体的地质勘测中，由于卫星信号需要穿越非真空状态的地质层，很容易受到干扰，这在一定程度上可能会影响定位的精确度。随着矿山开采规模的不断扩大，部分矿区的信号质量难以得到保证，阻碍了该技术的推广应用，因此实际的测绘工作中可能需要与传统的测量手段结合起来使用。比如，超声波可以有效地穿透岩层，井下岩层利用超声波作为信号的传输载体，可以提高井下定位精度。
结束语
通过技术研究与实践经验相结合，解决了GPS技术在矿山测量工作中遇到的难题，提高了矿山测量工作的数据准确性，减少了因测量误差导致井巷在掘进过程中出现的施工偏差，特别是在大型巷道贯通施工中GPS技术起到了重要作用。与传统的矿山测量方法相比，GPS技术具有数据更加准确、及时，操作更加简单等优点，在矿山测量领域中被广泛应用。
参考文献
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[2]杨志，王创.浅谈GPS在煤炭矿井测量中的应用[J].装备技术，2015（9）：191.
[3]叶尔兰别克·热合曼都拉.GPS-RTK技术在矿山测量中的技术应用[J].新疆有色金属，2016（1）：7-8.
论文作者:张国雷
论文发表刊物:《防护工程》2017年第11期
论文发表时间:2017/9/18
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