矿山测量在金属矿山安全生产中的应用研究

高永峰

（西藏华泰龙矿业开发有限公司，西藏 拉萨 850212）

1 矿山测量在安全生产中的基本作用

1.1 明确掘进方向

在金属矿山开采中，通过矿山的测量能有效明确矿山掘进的方向，为后期工作正常进行奠定基础。此外，通过矿山测量可以提高矿山开采工作的安全高效性，能够及时将矿山内的有毒有害易燃易爆气体排出去。

1.2 降低安全事故发生概率

矿山测量技术在金属矿山开采中的应用，可以通过直接、可靠的数据来为生产的安全奠定坚实基础。而且对于金属矿山的测量包含了采矿区和矿井周围，对于所有通道及其交叉口、开采区域等进行全面实时测量，这种全方位的测量方式能实现对地下矿山数据的全面准确有效的采集和应用，并通过金属矿山测量动态数据共享及时全面地直接获得矿区危险系数数据，及时分析井下开采可能会遇到的安全问题，因为这些安全问题都可以通过特定的软件显示出来，所以能更清楚地探究危险因素并针对性的解决。作为金属矿山开发前不可缺少的工作之一，必须使用先进有效的测量技术进行测量，确定潜在危险区的警戒线，这些数据资料可以为制定预防安全事故发生相关方案提供准确可靠的依据，能降低安全事故发生的概率。鉴于金属矿山开采环境更为复杂，在进行测量时要求测量得到的数据必须包含矿井和中途站之间准确的相对位置，能够有效避免突然发生金属矿山开采中断、沉重岩石与附近其他巷道安全事故等问题。对于金属矿山的采矿测量目的，其实质与采矿安全管理的目标一致，都需要通过井下和井上的精确测量来为后期矿山的科学规划与开矿设计提供准确依据，对于危险区域资料信息的收集来避免因采矿活动带来的表面退化、地表结构或水体、铁路以及其他设施的破坏问题。

1.3 保障巷道施工顺利进行

在矿山巷道最开始施工前应做好施工测量工作并做好详细准确的记录，才能为相关人员提供可靠、科学合理的参考依据。矿山勘探测量的主要目的是为减少巷道施工的危险，为工作人员提供有利的作业环境，使施工能更好更快地完成，能保证有害气体被及时排出，保证金属矿山通风顺利，避免出现有害气体泄露、易燃气体爆炸等事故。此外，保证测量数据的准确性，可以为巷道的科学施工提供指导，避免出现巷道漂移的问题，减少金属矿山的人力资金支出。此外，在巷道施工测量后，可为巷道开口位置的准确确定、对腰线科学合理的定位确定、对中线合理科学的定位提供保障。

1.4 科学预留支持支撑保护矿石支柱

因为矿山开采必定会对矿山的稳定性产生一定影响，比如改变岩体受力状态，使矿山整体结构的承载能力下降。此外，矿山开采活动还会引起采矿区工作面下沉、采矿区巷道下沉等问题，直接影响了地面建筑的稳定性，比如出现地面建筑开裂、破损等。因此，在进行地表岩层测量时必须按照要求科学设置观测点，注意检查岩层和地表的变化，另外需要时刻关注地表岩层位移的情况。在实际测量中，对于相邻的开采区必须合理确定边界矿柱，并做好全面认真的检查，最后绘制标准和准确的图纸中，对相邻两个巷道的位置进行矿柱的准确预留，可避免出现矿柱穿过两个相邻巷道的事故。在圈定保护范围后应提供准确且标准合理的测量数据，才能为后期矿区的安全开采提供保障，另外也提高了地面建筑物的安全稳定性。

1.5 有效避免透水事故的发生

在矿山开采安全管理中，防水工作非常重要，尤其对于地下金属矿开采而言，开采环境非常复杂，在实际开采中很容易出现穿透溶洞、含水层的问题，会对后期矿山的安全开采产生十分严重的影响。因此，对于前期工程测量而言，必须要通过先进的现代化的测量技术提前了解到地下的实际地质情况，将信息及时传送给开采人员，方便开采人员全面及时地掌握基础信息，为制定精细的平面图、采取科学合理的防水措施提供依据。同时，要求测量人员和地质工作人员保持有效联系，及时掌握地下地质情况和矿山开采情况，从而顺利完成矿山开采工作。

1.6 有效防止透巷事故的发生

在矿山开采中，随着深度的不断加大，采矿区、巷道和矿井空区工作面会逐渐贯通，从而增大了安全隐患。在采用现代化测量技术以后，可准确获取能反应井下空间位置的信息，清楚反应矿山开采实际情况，可以有效减少瓦斯爆炸等事故的出现，避免出现透水事故。此外，能避免采空区和开采区被快速贯通，能为井下提升系统的设置、通风系统的设置等提供全面准确的参考数据，一旦出现任何安全问题可采取一系列及时有效的措施和及时组织救援工作。

1.7 有效预防矿山冒顶事故的发生

金属矿山开采中，现代化矿山工程测量技术的应用可准确检测矿山顶板下沉量、下沉的速度等，且都是实时性的检测工作。在检测后若出现明显的顶板下沉问题就必须及时采取有效合理的防范措施。在实际矿山开采中，如果安全管理措施采取不及时，没有及时检测到工程质量方面的问题，就会出现矿山冒顶的事故。所以定期测量才能准确判断冒顶事故的发生概率，实现对矿山开采更加安全、高效的管理。

2 现代化矿山测量技术在金属矿安全生产中的应用

2.1 RTK技术的应用

RTK测量技术在金属矿山安全生产中的应用，具有可全面分析地质地形对开采影响，包括对独特线形、点型和岩石等成分特征分析，甚至可以对地层产生年后顺序等时代特征、地层之间和构造之间、地层与构造之间空间关系的研究分析。利用该技术时要重点关注矿山测量转型问题并需要不断的完善，采用RTK技术为基础实现对矿山地质测量体系的完善，对于获取全面准确的开采信息，保证开采作业时的安全可靠具有十分重要的作用。

2.2 全站仪的应用

全站仪是当前应用最为广泛的测量工具，将其应用到金属矿山生产中，可利用其操作方便、适应性强、测量结果准确的优势，可自动化控制测角、测距和水平距离，另外还可进行实时显示、存储和传输数据信息的功能。不但可以提高矿山测量的工作效率，而且也保证了结果的准确有效性。综合了经纬仪与测距离的优势，能将测量结果以数字化形式通过计算机传递给工作人员，有利于工作人员及时了解开采现场情况并做出合理布局或采取相应的预防措施。随着矿山测量朝着智能化、数字化的方向发展，该技术还能被用来进行地表检测、矿区工程实施和生产建设等工作，大大提高了工作效率，为生产作业的顺利开展奠定良好的基础。

2.3 3S技术的应用

3S技术包括全球定位系统（GPS）、遥感技术（RS）、地理信息系统（GIS）。其中GPS是结合了现代通讯技术的特征，将该技术应用到金属矿测量中可帮助测量工作人员根据工程设计需要布置测控点，避免环节太多而浪费成本，省去部分人孔控制审核和过渡点处反复测量的作业，节省了时间，同时还能在一定程度上提升矿山测量的精确度，降低后期金属矿开采的难度，方便后期矿山开采管理，为后期工作提供安全生产环境。其次，利用遥感技术实现动态化检测可提高对矿山资源维护的水平，尤其在一些比较偏僻的地区，能降低维护难度，因为遥感技术不用受到时空束缚，可全天候24h动态作业。此外，利用信息科学理论和系统工程理论实现对地理信息数据的综合分析与管理，并能提供最终的决策结果。将这三种技术结合起来应用到矿山工程测量中，可充分发挥三者的优势，实现资源共享，不仅推动了测绘测量领域智能化、自动化的发展，而且也使数据采集和分析处理更加高效精确。

2.4 三维激光扫描技术的应用

三维激光扫描技术能复制实时景况，能将高密度点云数据进行体积运算，可在不接触被测量物体的基础上实现远距离的测量，测量数据点密集、精确度较高，且成本也低，便于管理，能有效解决矿山复杂地区测量困难的问题，尤其适合用在露天矿山测量中，能通过大量可视化的数据直观显示被检测物体图像，而不用人员实地去考察就能清楚全面地了解矿山开采现状，采集到的数据可实现对矿区实际情况的全面反映。在露天铜金属矿山测量中，该技术具有高效和安全的优势，能实现对整个矿区情况的监控，保证测量得到的数据的可靠性。

2.5 悬挂罗盘的应用

悬挂罗盘的测量方式在金属矿测量的应用中，可利用其测量方便、不受空间限制、携带方便且不会出现连续性测量误差等优势，将其作为露天矿山测量辅助工具，对于坡度较大的天井、低矮的巷道和工程临时性放样时，都能借助该方式进行现场测量。在实际测量应用中要注意加强对周围环境的监测管理，这是为避免周围有含铁物质对悬挂罗盘产生干扰和影响。然后利用导线控制点测量最初的磁方位角，并将收集到的数据信息快速通过计算机转化为平面坐标数据，解决了传统模式测量下的数据误差较大的问题，使测量精度得到大大提升。

3 未来矿山测量技术发展趋势

随着社会的进步以及科学技术的发展，在未来会越来越重视矿业部门的发展，构建金属矿山开采和矿山测量之间的关系，一方面会提高对测量工作的重视程度，加快培养更加专业优秀的测量团队，对测量技术提出更高要求。另一方面随着矿山测量朝着数字化的方向发展，也为进一步为金属矿山测量的准确、全面有效奠定基础，从而为矿山科学、安全高效地开采提供保障。将矿山安全生产管理与矿山测量结合起来，加强对测量仪器的研究和大力开发，不仅可增加仪器设备的使用功能，还能增强便携式的测量工具，最大程度发挥测量工具的作用，使测量仪器设备的使用步骤得到简化，这样测量人员也能更快地掌握测量工具，减少测量误差，提高测量仪器的使用率和测量工作的效率。从矿山角度来看，第一，对矿山测量技术的深入研究，将在保持该学科特色和丰富内涵的基础上，矿山测量被纳入到测绘科学中，不断寻求突破开辟新的研究领域，目前已经有测量学科的研究人员探索建立了矿山生态学新学科。完善的测量技术规程和生产规范更加有利于矿山测量技术人才的培养，在未来更加注重对多学科交叉的复合型和专业型人才的培养，强化技术人员适应测绘高新技术发展的需要，提升开发和应用应变的能力。第二，随着数字摄影测量和遥感技术方面的发展，遥感数字摄影这些高新技术被应用到了矿山测量中，将现代矿山工程测量和高新技术结合，可形成更为先进的测量技术，有利于完善测量技术体系。

4 结语

综上所述，金属矿山开采过程中，为保证矿山开采的安全，必须提前使用先进的测量技术进行工程测量，获得准确可靠的地质信息才能为矿山开采安全生产方案制定提供依据。有效的矿山测量不仅可以获得全面准确的地质岩层相关信息，而且因为实时动态的检测可及时发现安全隐患并采取针对性的措施解决。随着对金属矿山资源安全生产问题的重视，对矿山的测量也提出了更高的要求。在未来，在矿山开采安全管理方面，应进一步加强和矿山开采测量的联系，通过测量体系的不断持续化的改进以及各种现代化先进的科学的测量技术的应用，为金属矿山的安全生产奠定可靠基础。