矿山开采监测中的测绘技术与方法研究

陈莎莎

【摘要】矿山采矿是一项涉及面广的综合性工程，关系到技术、安全以及生态等诸多领域，一直都是人们关注的焦点。特别是开采之中的安全问题，以及矿山开采可能的生态环境影响，更是社会各界所重视的问题。本文主要对矿山开采监测中的测绘技术与方法进行了具体的研究。

【关键词】矿山开采监测；测绘技术；应用方法

一、前言

随着经济的发展和技术的进步，测绘技术已经越来越广泛地应用于矿山开采的监测工作当中。但是目前由于人类活动造成的地面沉陷、地下水下降等危害，严重危及了矿山开采的安全，因此必须对矿山开采进行监测。

二、矿山开采监测概述

1、基本内涵

所谓矿山开采监测，就是指一种方法和手段，专门针对矿产资源的开采、因矿产开采引起的地质环境问题和矿山的开采安全性三个方面进行监测，以便为政府的矿山管理工作提供辅助，对矿山开采的各种安全和环境问题进行有效预警。

2、基本内容

矿山开采监测涉及面较广，因此包含的内容也较为丰富，概括而言，主要有以下几个方面。

（1）地质环境

矿山的开采对地质环境的影响显而易见，也是难以回避的。地下开采会导致地下出现大规模的采空区，对岩层和地下水系统造成破坏，进而产生岩体裂变、地面塌陷以及海水入侵等多种地质灾害。另一反面，露天的开采也有破坏性，缓坡和塌方就是最为常见的重力地质灾害，不仅破坏了自然地质的原貌，更是导致自然的生态功能趋于退化。因此，对于地质环境的检测主要集中在矿山开采可能引发的地质灾害的实时监测，及其对生态环境的影响检测两个方面。前者主要关注泥石流、滑坡和地表塌陷等问题，后者则将焦点放在土地沙化和水土流失上，共同保障矿山开采的生态性。

（3）开采安全

经济的发展既是矿山开采业大发展的强大动力，也是各种开采事故的重要诱因。因为我国的矿山开采业在技术上较为落后，又缺少相对有序的管理，一直就存在非法采矿屡禁不止，同时采矿隐患颇多、环境恶化。这些都对我国矿山的安全生产极为不利。综上所述析，在矿山的安全监测上，应该采取系统化全方位的监测方法。目前，主要的监测集中在顶板安全的监测、井下围岩变形情况的监测、铁路下开采的监测以及尾矿坝的监测等等。

三、矿山开采监测中的测绘技术和方法的应用

1地面控制测量

（1）平面测量控制网的布设

矿山控制网的测量等级精度至少要达到四等控制网的要求，但如果有些矿区的地理位置确实比较偏，矿产资源监测的测绘技术与方法所应用的地形条件确实比较复杂，其控制网的等级可以再降低一级，但是要保证控制网的平均边长为和最弱边的相对中误差都必须满足规范的要求。在进行GPS选点时，要保证周围的视野开阔，周围无信号反射物，以尽量降低多路径干扰；同时还要尽量避开过往行人、交通要道的干扰；并应尽量设置于制高点上，以便于改正信号；且要远离通信塔、微波塔等大型电磁发射源至少200米，以及远离通讯线路、高压输电线路至少50米。当布设好了矿山首级控制网之后，还应加密次级控制网，使矿山平均每平方公里的范围内至少有一个控制点，并应建立采区工作和近井点控制点，以作为露天采场测量或坑内外联系测量之用。

（2）高程测量控制网的布设

矿山高程控制可布设等外水准网或四等水准网，也可以采用光电测距三角高程测量来代替水准测量。但各等级水准网内的最弱点高程中误差也不得超过20mm。当矿山位置比较偏远，无法与国家高程控制点来进行联测时，也可以采用GPS拟合高程作为整个矿山的高程基准。其三角高程测量和水准测量的技术要求应满足相关的规范要求。

2、采场测量

（1）矿井井口点的标定

当前的矿山井口坐标通常都是采用目估法或者半仪器法在地形图上标定，因此井口坐标往往存在较大误差。因此矿山在首次资源储量监测时还应进行井口坐标的测定，对于矿山所在的地区已经有控制网的，可以在原来的控制网上用全站仪或经纬仪引点来测量井口坐标；而对于矿山所在的矿区控制网不完整或还没有控制网的，则采用GPS来进行点位实测。

（2）定向测量、巷道测量

对于定向测量一般采用两井定向或一井定向的方法，其定向点位中误差、一次定向的中误差等均应满足相关的规范要求。而对于矿山的主要运输巷道，可用全站仪或经纬仪来进行测量，并标定好腰线；在次要巷道如果有不能架设仪器的情况，也可用罗盘来进行测量。

（3）开采工作面测量

矿山采区内的定向测量应当以采区的控制导线为基础，并通过急倾斜巷道或竖直巷道来定。当分水平依次逐级进行定向时，其同一水平的两次定向测量结果之差也应满足相应的规范要求。当采区内通过坚直巷道来导入高程，可以用钢尺法或者其它有效方法来进行，但两次导入的高程之差应满足相关的规范要求。其碎步测量可采用交会法、极坐标法或支距法等来进行。而在次要巷道中，为了填图而敷设的碎步测量导线，则应当以采区的控制导线为基础，并尽可能地敷设成为闭合导线。其敷设的支导线必须采取可靠的校核措施。当碎步导线在巷道不便仪器施测时或满足生产需要的前提下，也可使用简易测角仪或挂罗盘仪等工具来进行。当巷道工程的碎步测量是采用支距法时，应以工程已施测的导线点、腰线或中线为依据，来进行剖面和平面脉幅与支距的丈量，且可以用于绘制工程剖、平面图和计算副产矿量、采掘量及工程规格。在没有磁性物质影响的地方也可以采用罗盘仪来敷设碎步导线，其导线边长、导线最弱点距起始点的距离、相对闭合差等均应满足相关的规范要求；其磁方位角还应当在导线边的两端各测一次，并且两次之差应满足相关的规范要求；其导线边的倾斜角，可采用悬挂半圆仪来测定，其高程相对闭合差不得大于1/100；而其边长则可用校核过的皮尺丈量，并精确至cm。

3、矿山基本矿图的测绘

矿山开采监测中还有一项重要的工作就是采用上述测绘技术进行矿山基本矿图的测绘。对于地下矿山，其基本矿图的测绘应达到完成井上区域地形图、井上井下对照图、采掘工程平面图、工业场地平面图、井底车场平面图、井筒断面图、主要保护煤柱图等的工作量。而对于露天矿山，其基本矿图的测绘则应达到完成矿田区域地形图、工业广场平面图、分阶段采剥工程平面图、采剥工程平面图、采剥工程综合平面图、排土场平面图、防排水系统图等的工作量。

4、矿区范围监测

而对于矿业权的登记、转让、变更等的测量工作，则主要是为了核实和测定矿区的范围，此时矿区范围的测定即可以在图根控制点的基础上，采用用全站仪的极坐标法来进行测定，并且其点位精度要满足《地形测量规范》对其点位精度的相关要求。而随着近年来GPSRTK测量技术的日趋成熟及其精度的极大提高，因此在矿山开采监测中的矿区范围监测中，也可以采用GPSRTK技术来进行测绘，更加地方便、快捷，并且精度同样满足要求。

四、結束语

尽管我国的矿业已经取得了很大的进步，但是由于技术和设备落后，检测观念不足，我国的矿山开采监测的测量技术并不能完全满足矿山开采的实际需要。所以在矿山的开采中，运用现代化的测绘技术，这样可以保障矿区建设和生产安全，从而适应建设资源节约型的需要。

参考文献：

[1]崔竹梅.王友库.论现代测绘技术在矿山测量中的应用[J].黑龙江科技信息，2010，23.

[2]张海生.矿山开采中的测绘技术与方法探析[J].工程科技.2012（11）.

[3]裴启明.新式测绘技术在矿山开采监测上的应用与发展[J].内蒙古信息科技.2013（06）.