礦山控制測(cè)量技術(shù)的優(yōu)化與應(yīng)用

曾祥凱

（ 1.山東省煤田地質(zhì)局第二勘探隊(duì)，山東 濟(jì)寧 272000；2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，江蘇 徐州 221116）

在進(jìn)行礦山建設(shè)及開采的過程中，為了能夠獲取到更多的礦山地質(zhì)信息，完成對(duì)礦山的建設(shè)，首先要對(duì)礦山機(jī)型挖掘、回采等測(cè)繪工作，這些工作統(tǒng)稱為礦山控制測(cè)量[1]。礦山的控制測(cè)量是礦山企業(yè)生產(chǎn)建設(shè)的基礎(chǔ)工作，在整個(gè)礦山生產(chǎn)系統(tǒng)中處于十分重要的位置。對(duì)于傳統(tǒng)的礦山控制測(cè)量技術(shù)而言，已經(jīng)很難適應(yīng)新時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)，因此構(gòu)建數(shù)字化的礦山建設(shè)，通過信息化、自動(dòng)化以及智能化的技術(shù)手段對(duì)礦山企業(yè)的進(jìn)行改造，已經(jīng)成為礦山企業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色開采的必然趨勢(shì)。利用現(xiàn)代化的技術(shù)手對(duì)礦山控制測(cè)量技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并將其應(yīng)用到實(shí)際的礦山生產(chǎn)當(dāng)中，能夠有效的提高礦山控制測(cè)量工作的效率，提高測(cè)量的質(zhì)量，為礦山企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1 礦山控制測(cè)量技術(shù)的優(yōu)化實(shí)施

在對(duì)礦山控制測(cè)量技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化實(shí)施前，首先要明確優(yōu)化實(shí)施的目的，其主要目的包括四部分，首先是在滿足礦山開采的精度以及可靠性為前提下，利用優(yōu)化后的測(cè)量技術(shù)降低對(duì)礦山測(cè)量作業(yè)的成本[2]。其次是在滿足開采進(jìn)度、可靠性以及成本的前提下，盡可能的利用控制測(cè)量技術(shù)，縮短測(cè)量所消耗的時(shí)間。第三是在節(jié)約成本及人力資源的前提下，利用控制測(cè)量技術(shù)做到更加精準(zhǔn)的測(cè)量工作。最后是利用控制測(cè)量技術(shù)滿足在礦山作業(yè)過程中的特殊工程要求。

針對(duì)上述優(yōu)化實(shí)施目的，將載波相位差分技術(shù)與傳統(tǒng)的礦山全站儀相融合，做到優(yōu)劣互補(bǔ)。若在進(jìn)行礦山控制測(cè)量工作時(shí)，僅僅依靠全站儀完成對(duì)礦山的數(shù)字化測(cè)量，就必須構(gòu)建圖根控制，導(dǎo)致大量的人力、物力及時(shí)間的投入，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生較大的生產(chǎn)成本。但若將載波相位差分技術(shù)與全站儀相結(jié)合，不僅可以省去中間建立圖根控制的環(huán)節(jié)，同時(shí)還可以對(duì)礦山進(jìn)行全天候的觀測(cè)。

利用載波相位差分技術(shù)與全站儀相結(jié)合的控制測(cè)量工作主要分為兩個(gè)步驟。

第一步：利用載波相位差分技術(shù)對(duì)礦山的圖根控制點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，該技術(shù)的精準(zhǔn)度能夠滿足圖根控制的一切需要[3]。既能做到將定位結(jié)果實(shí)時(shí)的上報(bào)，又能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)測(cè)量位置的精準(zhǔn)控制，以此大大提高控制測(cè)量作業(yè)的工作效率。

第二步：利用全站儀與載波相位差分技術(shù)聯(lián)合對(duì)碎部點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，不僅可以解決由于礦山水平方向上的遮擋造成的測(cè)量不準(zhǔn)確的問題，同時(shí)還可以解決由于礦山上方的遮擋造成的問題，避免了全站儀測(cè)量的局限性。

同時(shí)利用這種方法進(jìn)行測(cè)量時(shí)，全站儀能夠?qū)d波相位差分技術(shù)測(cè)量的結(jié)束進(jìn)行檢查和核對(duì)，從而避免了載波相位差分技術(shù)由于信號(hào)的遮擋造成的測(cè)量精度不高的問題發(fā)生。圖1為優(yōu)化后的礦山控制測(cè)量技術(shù)的作業(yè)流程圖。

圖1 控制測(cè)量技術(shù)優(yōu)化后流程圖

通過圖1中優(yōu)化后的技術(shù)流程完成礦山控制測(cè)量作業(yè)，將載波相位差分技術(shù)與全站儀結(jié)合的優(yōu)化技術(shù)，能夠充分做到兩者的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，簡(jiǎn)化礦山控制測(cè)量工作中不必要的程序內(nèi)容，從而降低測(cè)量結(jié)果的誤差。在提高礦山開采工作效率的同時(shí)，節(jié)省更多的人力、物力的消耗。

2 礦山控制測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

將優(yōu)化后的礦山控制測(cè)量技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際的礦山控制測(cè)量工作當(dāng)中，首先需要對(duì)礦山的邊界線進(jìn)行調(diào)查，并根據(jù)結(jié)果制訂出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)、執(zhí)行原則及實(shí)施方案，并組織實(shí)地的礦山地質(zhì)勘查小組，對(duì)規(guī)劃的礦山邊界進(jìn)行核實(shí)[4]。若核實(shí)的邊界線無誤，則可根據(jù)測(cè)繪主管部門的相關(guān)要求，進(jìn)行測(cè)定和埋設(shè)工作，若使用傳統(tǒng)的常規(guī)方法進(jìn)行測(cè)量會(huì)存在較為明顯的劣勢(shì)。

但選用本文優(yōu)化后的礦山控制測(cè)量技術(shù)能夠?yàn)闇y(cè)繪人員帶來更大的便捷。與傳統(tǒng)測(cè)繪方法相比，大大減少控制測(cè)量工作的工作強(qiáng)度，提高工作效率。

利用優(yōu)化后的控制測(cè)量技術(shù)對(duì)礦山地面進(jìn)行控制測(cè)量，對(duì)礦區(qū)地形圖進(jìn)行測(cè)繪。首先根據(jù)礦山原有的資料進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)，并在保證坐標(biāo)系統(tǒng)統(tǒng)一、已知點(diǎn)等級(jí)較高的情況下，在井塔上選取主孔井點(diǎn)，再利用主要的坐標(biāo)系統(tǒng)的統(tǒng)一性進(jìn)行檢查，再利用載波相位差分技術(shù)測(cè)量調(diào)度，是孔主井與混合井兩點(diǎn)構(gòu)成一條基準(zhǔn)線，并將鄰近的線段進(jìn)行連接，構(gòu)成圖形，對(duì)該基線機(jī)型觀察，觀察時(shí)間約為2h，分兩個(gè)時(shí)段進(jìn)行觀測(cè)[5]。最終在布置近井網(wǎng)的同時(shí)按照全站儀的要求，在礦山中選取不受開采影響的基準(zhǔn)點(diǎn)，作為測(cè)繪圖形中的定點(diǎn)，將其連接組成已知邊。利用載波相位差分技術(shù)控制網(wǎng)對(duì)這些控制點(diǎn)進(jìn)行控制，并在后續(xù)的測(cè)設(shè)工作中使用。在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)采用載波相位差分技術(shù)進(jìn)行界樁的測(cè)設(shè)，并對(duì)其測(cè)設(shè)點(diǎn)進(jìn)行校正，設(shè)置少于4個(gè)的已知點(diǎn)數(shù)，并與基準(zhǔn)點(diǎn)之間保持不超過6km的距離范圍內(nèi)，利用載波相位差分技術(shù)中的控制平面測(cè)量將最終的測(cè)繪信息轉(zhuǎn)化為平面坐標(biāo)的形式，并完成后續(xù)的測(cè)繪工作。

3 結(jié)語

通過對(duì)礦山控制測(cè)量技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化實(shí)施，并將其應(yīng)用與實(shí)際的礦山測(cè)繪當(dāng)中，通過研究證明，將優(yōu)化后的控制測(cè)量技術(shù)替代原有的測(cè)量技術(shù)，能夠有效提高測(cè)繪工作的效率。并且，現(xiàn)代化的控制測(cè)量技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用一方面需要礦山企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的高度認(rèn)識(shí)，另一方面需要相關(guān)技術(shù)人員的能力不斷提高，只有這樣才能做到更加數(shù)字化的礦山建設(shè)，提高礦山企業(yè)的安全性的同時(shí)，提升生產(chǎn)工作的效率，從而促近礦山企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。