煤矿测量技术方法及测量作业的提升措施

煤矿测量技术方法及测量作业的提升措施

廖树芸

中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆400039

摘要：有序开展煤矿测量是煤矿项目建设的关键，需在测量作业中利用先进技术来达成精准测量的目标。要扩大现代测量技术应用范围，根据煤矿测量需求制定完善的测量技术规划，在测量设备助力下促进煤矿产业的良性发展。

关键词：煤矿；测量作业；三维激光技术；无人机

引言

我国现代科技水平的不断发展，为煤矿地质测量工作带来全新发展机遇。工作人员通过结合先进的地质测量技术和地质测量设备，可以有效提升地质测量效率和地质勘探质量。由于煤矿中常见的水害事故会严重影响到煤矿生产质量并威胁到工作人员的生命安全，工作人员可以根据科学的地质测量结果，对导致煤矿地质灾害发生的具体因素进行深入分析，进而结合煤矿实际情况，开展水害防治工作。可以说，地质测量工作为煤矿水害防治提供了重要的参考依据。

1煤矿测量的意义

煤矿地质测量工作主要围绕开采规划区域一定深度内的地质环境进行测量，以确定整个地质环境是否满足井下煤矿坑道作业的正常标准。由于不同地区地质环境迥然不同，因而在进行煤矿开采的过程中需结合周边地质情况制定对应方案，同时需针对地质环境较为复杂的采矿区需进行多次不同深度的地质测量工作，以此确保煤矿开采过程的顺利进行。由此可见，煤矿企业在开采准备阶段必须进行矿区地质安全测量，以此熟悉开采区周边的地形环境并针对可能出现的地质环境灾害准备应急方案。其具体测量流程如下：首先，针对审批后的采矿区进行初步勘测面积测算，随后通过音频大地电磁法、地质雷达勘测法等技术手段，对待测矿区的理化环境进行数据采集工作，并通过数据汇总生成详细的地质勘察报告数据；另外，勘察人员需针对勘察收集的数据与煤矿开采招标文件进行对比研究，同时针对后期课程出现的矿区扩张制定地质预勘探工作规划，以此确保整个煤炭开采工作万无一失。

2煤矿测量技术方法

2.1 GPS定位在矿山测量中的应用

随着科技的发展，GPS在军事、科学、工程等领域的应用越来越多，因此GPS技术在矿山中的运用也越来越多。利用GPS技术进行矿山全面的测量，通过观测资料进行实时监控，可根据现场的具体条件，实现对矿山的全面监控，保证矿山作业的总体安全。周围的气候发生了改变，比如温度、风向等等，都不会影响到GPS的使用。这种方法具有测量速度快、准确率高、易于使用等优点，推动了GPS技术在矿山测量中的广泛运用，对矿山的后续采矿工作起到了积极的推动作用。新技术在地质勘探中的运用，包括地质勘探技术、计算机制图技术、扫描电镜技术、高精度微量材料检测技术。

2.2无人机遥感技术

在金属矿山测绘工程测量中，野外采集影像数据时可能会因为无人机飞行速度变化或者天气情况等因素导致数据无法识别。所以需要通过数据预处理方法匹配影像特征点，最终经过数据预处理清除其中的模糊点或者畸变点。在本次数据预处理环节，可以在不影响原始影像辐射信息、几何信息的情况下，充分提升图像画面质量；或者通过对画面的降噪以及模数筛选等，清除图像中畸变，确保各类影像数据均可被快速识别。

2.3三维激光技术在矿山测量中的应用

三维激光技术具有高精度、快速、数据密集、成本低、安全系数高的特点，尤其适用于矿山的复杂地质环境。所谓三维激光技术，就是使用高精度的扫描仪，对目标进行扫描，获取相关的资料，这是一种将目标四散放射的方法，再经过光学的加工，形成立体影像，再由光束进行扫描，最终形成一个立体影像。三维激光技术可以很形象地对可视化的资料进行分析，让使用者对矿山的实际情况有更多的了解。该技术具有快速、简便、安全、经济的特点，能真正地对矿山企业进行动态监测，保障企业的权益.

2.4全站仪导线测量技术

全站仪导线测量技术是常见的一种煤矿测量技术方法，准确度高。测量作业主要使用全站仪设备，这种设备与传统测量设备相比具有测量效率高、测量速度快、自动化水平高、实际测距长、受环境干扰影响较小等优势，同时还能实时显示测量获得的数据信息，避免测量记录出现错误，克服了以往人工数据记录时劳动强度较大等问题。相较于水准仪和一般经纬仪，全站仪可实施矿井下导线测量，不需要人工调整测量各项参数，包括距离参数、角度参数及高度参数等，仪器内部会通过计算构件来准确计算参数，再显示到外部显示器中，保证了测量操作参数的科学合理。全站仪设备与其他外部设备有接口连接，只需通过数据线连接打印机、计算机及扫描仪等，有助于野外实测工作及时向其他设备传输信息，为数据测量的整理和绘制矿图提供便利。

3煤矿测量作业的提升措施

3.1积极开展信息化技术引进

随着社会各界的快速发展，作为工业粮食的煤炭资源成为经济发展的重要支柱，因而社会各领域对于煤炭开采工作的关注度逐渐提高。目前国内煤炭需求量以3%的年均增速稳定增长，为了进一步实现煤炭企业生产的提质增效，确保整体生产安全至关重要。就现有经验而言，国内多数地区的煤矿主产区普遍位于地质结构较为复杂的地区，且此类地区的气候条件较为恶劣。在国内煤矿地质勘测发展的初期阶段中，多数企业在煤矿地质勘测过程中使用的测量方法效率较低，且多以手动勘测为主，在针对海量地质数据勘测的过程中，无法实现数据的精准定位，因而导致后续的安全生产工作无法顺利开展。因此，针对我国煤矿主产区地形环境因素较为复杂的相关问题，煤炭企业必须重视对信息化勘测技术的引进工作。首先，地质勘查人员应结合煤矿审批文件规划对勘测区域进行初步勘察，并结合本地地质部门提供对历史地质数据，初步确定对应的勘测技术，以此提高煤矿测量效率，同时降低设备及人员采购预算费用规模。

3.2加强测量误差分析

应加大对全站仪测点中误差、仪器误差、环境误差、照准偏差、测距误差的分析与控制，提升全站仪导线测量精度。可采用的技术措施如下:一是降低偏心差。在全站仪基座上加设偏心仪，确保在导线测量实践中能够搭配使用。偏心仪能够直接获取仪器的偏心距，为合理调整操作提供参考，有效缩短仪器对中时间，达到降低中误差的效果。可使用三脚架法对原有导线测量方法进行优化，提升测量精度，降低仪器对中整平次数。二是消除仪器误差。全站仪导线测量中容易发生视准轴或横轴误差，主要表现为在进行数值观测时，发现盘左与盘右显示的观测数值相同，但是符号相反。为减小仪器误差，必须应用已整平的全站仪，避免误操作，并对盘左和盘右显示的观测数值取平均值。三是规范测量误差。秉承“先低级后高级”的原则布设导线，依托高级导线校准低级导线。为获取更为理想的测量横向距离精度，可应用双交叉网结构的形式布设巷道内的导线网，应用陀螺仪加测变长，避免发生测角误差传递的问题，应用大质量垂球进行井下照准，避免井下气流影响垂球或棱镜。

结束语

矿产资源的开发利用是我国经济发展的重要组成部分。矿产资源的开发与利用对于人类的文明发展具有无可取代的意义，是人类发展的一种必要的选择。当前，矿产资源的需求量不断增加，矿产资源的开采也在不断地发展。在进行地质勘查时，要充分掌握矿山的地质特征和自然状况，以改善矿山的综合利用能力。

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作者简介：廖树芸（1980-），男，工程师，现就职于中煤科工集团重庆研究院有限公司，主要研究方向为煤矿机械、矿山应急救援技术。