淺談數(shù)字測(cè)量圖在煤礦地質(zhì)工作中的重要作用

李光國(guó) 張童

摘 要：煤礦地質(zhì)測(cè)量是一項(xiàng)關(guān)系礦山安全生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)性工作。文章闡述了地質(zhì)測(cè)量工作的重要性和地質(zhì)測(cè)量方法與任務(wù)，并且對(duì)地質(zhì)測(cè)量的成果數(shù)字測(cè)量圖在煤礦工作中的應(yīng)用及其應(yīng)用特點(diǎn)做出了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字測(cè)量工作圖；煤礦；地質(zhì)

一、數(shù)字測(cè)量圖的主要優(yōu)點(diǎn)

（1）具有很高的精確度。數(shù)字測(cè)量圖將手工或者儀器測(cè)量之后的煤礦數(shù)據(jù)，通過(guò)電腦軟件處理繪制成圖。通過(guò)該方式繪制的數(shù)字測(cè)量圖，不僅精確度高而且非常標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)由于測(cè)量?jī)x器的科技化水平日益提升，數(shù)字測(cè)量圖的精度也愈來(lái)愈高。（2）具有顯著的數(shù)字化特性。數(shù)字測(cè)量圖具備圖紙?zhí)囟êx的文字、數(shù)字以及符號(hào)等各種數(shù)據(jù)信息，在儲(chǔ)存、傳輸以及處理的時(shí)候非常便捷。此外，在使用過(guò)程中，能夠利用軟件在電腦上自動(dòng)獲得點(diǎn)位坐標(biāo)、兩點(diǎn)之間的距離、方位及面積等幾何參數(shù)。（3）資料有很強(qiáng)的兼容性。使用數(shù)字測(cè)量圖時(shí)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD，地理信息系統(tǒng)GIS等建庫(kù)等軟件都可以依軟件的特性，對(duì)數(shù)字測(cè)量圖進(jìn)行有效處理，以便繪制以及提取不同需要的專題圖，比如地質(zhì)圖、地形圖以及工程布置圖等等，還可能夠?qū)植窟M(jìn)行修測(cè)以及更新。

二、地質(zhì)測(cè)量及測(cè)量方法

（1）煤礦廣泛應(yīng)用的地質(zhì)測(cè)量是以測(cè)量學(xué)為技術(shù)支撐的，測(cè)量學(xué)是一種通過(guò)對(duì)地球表面及地理空間位置的相關(guān)信息進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)無(wú)數(shù)據(jù)測(cè)量采集、后期技術(shù)加工處理，以及測(cè)量成果管理、更新和利用的一門學(xué)科。測(cè)量學(xué)包括很多門類，其中與煤礦地質(zhì)測(cè)量相近的有普通測(cè)量學(xué)、大地測(cè)量學(xué)、工程測(cè)量學(xué)、地形測(cè)量學(xué)等。

（2）普通測(cè)量學(xué)是測(cè)量學(xué)的基礎(chǔ)，主要是研究地球表面小范圍測(cè)繪的基本理論、技術(shù)和方法，其忽略地球曲率的影響，將地球局部表面看做平面看待。大地測(cè)量學(xué)是關(guān)于地球存在的大小、形狀、重力場(chǎng)，地球運(yùn)動(dòng)及其表面點(diǎn)幾何位置發(fā)生變化的理論研究的學(xué)科。工程測(cè)量學(xué)是研究包括工業(yè)建設(shè)、鐵路、公路、橋梁、隧道、水利工程等各種工程，在規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理階段所進(jìn)行的相關(guān)測(cè)量工作的學(xué)科。地形測(cè)量學(xué)，是將地球表面局部區(qū)域內(nèi)的地物、地貌及其它有關(guān)信息如何測(cè)繪成地形圖的理論、方法和技術(shù)的學(xué)科。地形測(cè)圖分為模擬化測(cè)圖和數(shù)字化測(cè)圖兩種。

（3）測(cè)量工作通常包括有三角、導(dǎo)線、地形和工程測(cè)量等測(cè)量方法，這些測(cè)量方法中都要涉及到距離測(cè)量，距離測(cè)量中把兩點(diǎn)在水平面上投影的長(zhǎng)度稱為該兩點(diǎn)間的水平距離。距離測(cè)量的誤差同該距離長(zhǎng)度的比值為測(cè)量精度，比值大小與精度高低成反比。比值小，顯示精度高；比值大，顯示精度低。通常采用中誤差，容許誤差和相對(duì)誤差作為評(píng)定精度的指標(biāo)。常用的測(cè)距方法包括鋼尺量距、光電測(cè)距、視差法測(cè)距等幾種。鋼尺量距最基本的要求是“平、直、準(zhǔn)”；光電測(cè)距儀按照測(cè)距原理可分為計(jì)時(shí)脈沖法和相位法兩種，光電測(cè)距儀主要由照準(zhǔn)儀、控制器、反射鏡、電池組、其他部件等5部分組成；視差法測(cè)距測(cè)量的精度為1/300～1/400。視差法測(cè)距的精度較低；電磁波測(cè)距具有測(cè)程長(zhǎng)，測(cè)距精度高的特點(diǎn)。測(cè)量所得數(shù)據(jù)最后編制為測(cè)量地質(zhì)圖，也叫地質(zhì)制圖或者叫地質(zhì)填圖。

三、數(shù)字測(cè)量圖的重要作用

地質(zhì)測(cè)量工作對(duì)于煤礦地質(zhì)工程來(lái)說(shuō)是非常重要的，它是煤礦安全生產(chǎn)實(shí)際的眼睛，只有通過(guò)地質(zhì)測(cè)量了解煤礦的基本情況，才能制定出符合煤礦真實(shí)條件的工程施工方案。所以，地質(zhì)測(cè)量信息的準(zhǔn)確無(wú)誤是保證煤礦井下采掘工程按照設(shè)計(jì)預(yù)定的施工方案順利推進(jìn)的保障條件。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，煤礦地質(zhì)測(cè)量和地質(zhì)制圖發(fā)生了根本性的改變，將地圖圖形或圖像的模擬量轉(zhuǎn)換成離散的數(shù)字量形成數(shù)字測(cè)量圖。數(shù)字測(cè)量圖已經(jīng)取代了手工地質(zhì)制圖，成為地質(zhì)測(cè)量工作的成果和應(yīng)用工具。作為地質(zhì)測(cè)量的成果，一般情況下，要使地質(zhì)測(cè)量工作做到數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、科學(xué)，數(shù)據(jù)要全面、真實(shí)地展現(xiàn)礦井相關(guān)的地質(zhì)情況，才能依據(jù)這些數(shù)據(jù)繪制出內(nèi)容全面、真實(shí)的礦圖，礦圖中巷道之間的關(guān)系和走向才能清晰明了，這是地質(zhì)測(cè)量工作應(yīng)該達(dá)到的起碼要求。認(rèn)真細(xì)致的井下巷道關(guān)系是防止井下巷道施工發(fā)生透巷事故的前提條件，同時(shí)其對(duì)于防治水害和瓦斯事故也是相當(dāng)有必要的。所以，地質(zhì)測(cè)量工作必須做到對(duì)煤礦井下基本情況的準(zhǔn)確了解，尤其是了解井下巷道分布和走向等基本情況。經(jīng)過(guò)詳細(xì)計(jì)算的地質(zhì)測(cè)量成果資料，才能夠有效地保證井下采區(qū)開(kāi)切位置和巷道貫通的準(zhǔn)確。作為后續(xù)工程設(shè)計(jì)應(yīng)用的工具，各項(xiàng)施工工程的設(shè)計(jì)可以直接從數(shù)字測(cè)量圖上獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參數(shù)，既方便又快捷，可以使工程設(shè)計(jì)的速度提高數(shù)倍，并且數(shù)據(jù)幾乎無(wú)誤差，確保了工程設(shè)計(jì)質(zhì)量。

四、數(shù)字測(cè)量圖在煤礦測(cè)量過(guò)程中的應(yīng)用

（1）數(shù)字化的應(yīng)用。一是數(shù)字測(cè)量圖能夠?qū)嵤┓纸庖约昂铣桑瑴y(cè)量技術(shù)人員能夠?qū)嵤﹦?dòng)態(tài)填土與修圖，避免了手工記錄、更新以及修改等環(huán)節(jié)，使得測(cè)量的效率進(jìn)一步提高。在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，能夠充分利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行復(fù)制、傳輸圖形信息以及實(shí)現(xiàn)共享，從而縮短了不同部門之間實(shí)施測(cè)量工作以及分析數(shù)據(jù)的時(shí)間。二是數(shù)字測(cè)量圖儲(chǔ)存于電腦中供測(cè)量技術(shù)人員使用，測(cè)量技術(shù)人員只需實(shí)施簡(jiǎn)單的操作就可以查閱相關(guān)的資料，便于資料的比對(duì)以及更新，有利于測(cè)量技術(shù)人員的分析，能夠有效提升測(cè)量工作的針對(duì)性。三是在數(shù)字測(cè)量圖中可以如實(shí)地反映出導(dǎo)線點(diǎn)以及導(dǎo)線網(wǎng)的真實(shí)情況，工作人員不需要到現(xiàn)場(chǎng)就能夠查詢到相關(guān)的信息，使得工作流程得到了簡(jiǎn)化。

（2）數(shù)字測(cè)量圖在實(shí)踐操作過(guò)程的應(yīng)用。一是測(cè)量圖能夠使測(cè)量人員隨時(shí)了解掘進(jìn)巷道、工作面的施工進(jìn)展。在各個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)對(duì)進(jìn)尺實(shí)施統(tǒng)計(jì)的時(shí)候，只需依據(jù)圖中的標(biāo)記在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行操作，從圖中直接量取直巷進(jìn)尺以及剩余進(jìn)尺，不僅直觀而且更加精確。二是對(duì)巷道開(kāi)門實(shí)施標(biāo)定的時(shí)候能夠充分利用測(cè)量圖，對(duì)巷道標(biāo)定的幾何尺寸直接進(jìn)行量取。設(shè)計(jì)人員能夠按照巷道施工措施，預(yù)先將設(shè)計(jì)巷道直接繪制到測(cè)量圖上，不僅能預(yù)先模擬巷道的施工進(jìn)度，對(duì)于設(shè)計(jì)是不是存在錯(cuò)誤進(jìn)行分析，而且能從圖中查詢或者量取標(biāo)定數(shù)據(jù)，避免了繁瑣的計(jì)算以及人工計(jì)算出現(xiàn)的誤差。三是在煤礦作業(yè)過(guò)程中的貫通設(shè)計(jì)以及計(jì)算的時(shí)候，利用測(cè)量圖能夠直接獲得相關(guān)的貫通測(cè)量幾何數(shù)據(jù)。在CAD測(cè)量圖中要想獲得兩個(gè)點(diǎn)的之間距離以及方位的話，只需使用捕捉功能利用直線命令連接兩點(diǎn)，從而直接查詢直線基本數(shù)據(jù)獲得該線的長(zhǎng)度、方位以及傾角等相關(guān)數(shù)據(jù)。

（3）數(shù)字測(cè)量圖在煤礦其它工作過(guò)程中的應(yīng)用。一是地質(zhì)人員能夠充分利用測(cè)量圖進(jìn)行煤層底板等高線圖的繪制，并且查詢相關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)。二是儲(chǔ)量人員能夠充分利用測(cè)量圖進(jìn)行回采工作面損失量計(jì)算圖的繪制工作。三是描圖人員能夠參考測(cè)量圖實(shí)施填圖以及檢查。四是科研技術(shù)人員以及設(shè)計(jì)人員能夠利用測(cè)量圖開(kāi)展技術(shù)設(shè)計(jì)。因?yàn)闇y(cè)量圖是通過(guò)測(cè)量人員按照測(cè)量工作狀況及時(shí)進(jìn)行更新，所以利用它開(kāi)展技術(shù)設(shè)計(jì)與利用手工圖相比較更加精確。五是采掘區(qū)隊(duì)能夠利用測(cè)量圖查詢已經(jīng)完成的具體工作量并且合理制定后續(xù)工作計(jì)劃。

結(jié)語(yǔ)

在對(duì)實(shí)際的煤礦測(cè)量工作中，相關(guān)的測(cè)量工作人員務(wù)必要依據(jù)其煤礦生產(chǎn)的進(jìn)展來(lái)進(jìn)行具體的部署，即使是對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)信息的更新，因而數(shù)字測(cè)量圖也要隨著礦井的進(jìn)展而即使更新。我們可以從中看出，對(duì)于數(shù)字測(cè)量圖的科學(xué)性運(yùn)用，能夠充分保證煤礦地質(zhì)測(cè)量工作的精確性、標(biāo)準(zhǔn)性以及專業(yè)性程度，同時(shí)也使煤礦的相關(guān)測(cè)量工作成為了日常生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)至關(guān)重要的作用。

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（作者單位：河南寶雨山煤業(yè)有限公司）