摘要：目前，在对测绘技术进行应用中，GPS 技术的应用最为广泛，该技术不仅可以提升开采量，而且为后期开采工作的开展奠定基础。在矿山开采中，为了解决开采引起的地表沉陷对建筑物和构筑物的破坏问题，全面了解和掌握因为开采导致的地表和岩层移动规律，进行开采沉陷监测十分必要。将GPS 应用到矿山开采沉陷监测中，能够简化监测程序，为矿山的安全生产提供有力的保障。本文以矿山开采沉陷为切入点分析其定量评估指标，提出了矿山开采沉陷进行测量要点。
关键词：矿山开采沉陷；测量技术；应用
兖州煤业股份有限公司作为我国现代化矿山建设的典范，为满足矿区安全生产以及现代化建设的需要，对矿区范围内基础地理空间数据、各类形变数据的进行实时、动态监测与获取的要求日益迫切。因此，有必要开展针对矿山开采沉陷的测量技术的研究。随着现代测量技术的发展，尤其是GPS 等一些先进测量技术的成功应用，为矿山开采沉陷测量提供了新的方法。连续运行单参考站CORS系统的建设，实现了矿区30KM×30KM范围内的地表形变信息的快速采集。
1 GPS基准站建设
在兖州煤业股份有限公司的矿区覆盖范围的中心区域，选择一视野开阔的稳定建筑物为基准站建设位置，进行单基准站的建设。
1.1 基准站建设主要内容：1个屋顶型观测墩安装施工；基准站室内外设备安装与调试。
1.2 基准站网络通讯服务：在公司网络信息中心的协助下，通过端口映射实现外网IP到基准站服务器的GPRS通讯访问，以实现基准站差分改正信息向全域用户发布服务。
1.3 基准站坐标联测：为保证系统正常运行和进行各种形变信息的精准监测服务，需要针对基准站的精确坐标进行坐标联测与计算。主要内容包括：选择矿区范围内至少5个高等级控制点，在同一时段与基准站一起进行同步GPS静态相对定位观测，观测时间至少8个小时。采用Gamit软件进行高精度GPS网观测数据的处理，推求单基准站1954北京坐标系、1980西安坐标系、兖矿新54矿区坐标系的坐标，以及三种坐标系之间的转换参数。
1.4 流动站数据采集软件：提供可进行矿区基础地理数据采集及各类变形点状数据采集的流动站采集软件系统。
1.5 系统测试：检验坐标转换参数的兼容性和一致性，同时对系统的综合指标进行测试，测试主要内容包括：定位精度、空间可用性、时间可用性和定位服务的时效性等。
2 连续运行参考站系统运作流程
GPS硬件系统总体数据流程
连续运行参考站系统是建立在GPS硬件等技术平台之上。它将尖端科技领域的卫星定位技术和地理信息技术、通信技术和先进的软件开发技术有机的结合在一起，为用户提供了全新、透明、可视、实时的测量服务。根据系统功能的要求，本系统的GPS硬件由如下几个单元组成：GPS基站、电源系统、用户系统。系统运作的流程为：基准站连续不间断的观测GPS的卫星信号获取该地区和该时间段的“局域精密星历”及其他改正参数，按照用户要求把静态数据打包存储并把基准站的卫星信息送往服务器上GPS软件的指定位置；用户单元接收定位卫星传来的信号，并解算出地理位置坐标；用户单元的数据通讯模块通过局域网从服务器的指定位置获取基准站提供的差分信息后输入用户单元GPS的OEM板进行差分解算；用户单元在野外完成静态测量后，可以从基准站软件下载同步时间的静态数据进行基线联合解算。
3 连续运行参考站系统在矿山开采沉陷监测中的应用
为了验证建立的连续运行参考站系统可为矿区地表沉降的动态观测提供支持，选定了兴隆庄煤矿正在开采的10303工作面所对应的和尚堂原村址作为示范区进行了水准测量与动态RTK测量的观测精度对比，在示范区我们共选定了20多个地面标志点，在未受大规模采动影响前，于2009年11月13日和11月25日进行了两次水准测量，在大规模发生沉降后，于2010年1月6日和1月15日又进行了两次水准测量，为了对比精度，在水准测量的同时，也运用动态RTK手段进行了两次同期观测，具体观测的数据结果沉降对比分析如图所示。
10303工作面地表沉降水准观测与RTK观测的对比结果
结果分析：上图表明两次RTK观测结果与同期的水准测量结果具有高度的符合性，这说明借用方便快捷的动态RTK观测手段完全可以替代传统的水准测量手段进行厘米级的地表沉降观测，即保证了观测精度，又极大地提高了工作效率。
在矿区范围内，由于煤炭资源的开采而引起地面沉陷的面积越来越大。针对地面沉降现象进行动态监测，以提供有关地面沉陷和复垦数据，掌握其变化的规律和拟定相应的复垦措施，是矿区建设的一项意义深远的重要任务。运用续运行参考站系统和动态RTK观测技术，测绘速度快，且作业灵活，与传统的水准测量方法相比，将显著地提高作业效率，降低劳动强度。因此，运用现代测绘技术进行地表沉陷观测不仅简化了计算工作，同时对保障观测结果的精度不受损失，在矿山的开采过程中发挥了不可替代的作用。
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论文作者:于德亮
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/15
标签：基准论文; 测量论文; 矿山论文; 矿区论文; 技术论文; 系统论文; 地表论文; 《基层建设》2018年第30期论文;