矿山测量技术在井巷工作中的应用与发展

2020-02-23魏勇

江西化工 2020年2期

魏勇

(山西宏厦第一建设有限责任公司，山西阳泉 045008)

引言

矿山生产中，矿山测量是必不可少的一项工作，是井巷工作的第一步。要保证矿山生产安全，就必须先进行矿山测量，通过矿山测量对矿山地理位置进行精确定位，绘制矿山施工资料，编制工作生产计划。在一定程度上来说，测量工作成效会直接影响矿山工程工期，如果测量不准，会影响矿山开采工作，甚至导致各类安全问题。

1 矿山测量在井巷工作中的积极作用

在煤矿生产中，矿山测量为制定各项安全防护措施提供了数据支持，是创造井巷工作环境的前提，也在一定程度上保证了生产作业效率，减少了矿区生态环境破坏。对于煤矿井巷工作的积极作用如下：

1.1 降低复杂地质环境下开采作业危险性

很多煤矿所处位置地质条件复杂，且需要在复杂的井下环境作业，不止开采难度大，也进一步增加了安全风险。受不良地质影响，井下巷道掘进、煤炭回采可能会受到影响。要应对这些问题，就需要矿山测量人员提前做好地质勘测工作，通过实地勘查获得全面的矿山地质情况一手资料，确定该地地质灾害发生概率及类型、区域，针对性制定安全预防与应急处理办法，为制定井巷工作方案提供可靠数据，保障生产安全。

1.2 提高巷道掘进科学性

煤矿井下巷道掘进工作开展前，矿山测量人员要先进行测量，获得准确的开采数据，做好相应记录，为后续开采作业提供数据支持。通过矿山测量，能够进一步优化矿井劳动环境、使开采作业更加高效。通过测量，可以合理规划设计矿井通风系统，确保煤矿通风条件良好，减少瓦斯等有害气体聚集，预防瓦斯爆炸、各类有害气体损害人体健康等问题，使井下作业可以安全稳定进行。根据矿山测量所得数据，能够指导巷道掘进工作，防止巷道偏移问题出现，在一定程度上降低成本投入。通过测量数据，能够提高巷道开口位置科学性与贯通精度，使中线、腰线标定更加准确，有效降低煤矿安全事故。

1.3 减少地层下陷影响

煤矿井下作业会形成采空区，难免会影响到矿井地层受力状态，诱发岩体不均匀沉降，出现地层变化。这一变化不止给安全作业带来隐患，也会影响当地居民生活以及农业生产。在实际工作中，沉降程度与开采进度、掘进深度、煤层厚度、顶板处理方式、效果等均有一定关系。要尽量减少沉降影响，就必须通过矿山测量获取矿山岩层移动、变形及地表移动情况等参数，通过科学分析得出岩层移动规律，建立模型科学设计边界煤柱，确保不出现大范围沉陷问题，有效保护当地建筑与井下生产安全。

1.4 提高环境保护效果

矿山生产会给当地环境造成一定负面影响，不止表现为生态环境破坏，还会带来一系列地质灾害，这些危害也会反过来影响煤矿井巷工作。如今煤矿开采无论范围还是规模都在持续扩大，很多产煤区或多或少都存在环境问题，以煤矿为支柱产业的一些乡镇更是成为地质灾害重灾区。不止居民生活大受影响，煤矿企业沉降治理费用负担也很大。通过开展矿山测量工作，获得相应的地质数据，能够辅助制定压煤开采方案，优化施工组织设计，合理设置矿井保安煤柱，可以减少沉降问题出现可能性，保护当地环境。在沉降发生后，也能提高沉降治理科学性，控制沉降范围、程度以及后续危害。

2 矿山测量技术的应用

2.1 无人机航测技术

针对无人机航测技术的应用，其区域网像布控点的设置可以充分借助POS数据辅助光束法。但是数码影像在具体应用过程中其像幅较小，在调绘接边工作开展过程中采用数码影像会产生较多工作量。所以在具体测绘期间，若测绘矿区地物较少，则可以结合具体情况进行概略影像的制作，以此实现对调绘工作的完成。而此测绘方式现阶段应用于诸多矿山测绘区域，帮助调绘接边工作的开展时间有效缩短。而随着ADS推扫式相机应用于矿山测绘，进一步提升像控测量效率。

2.2 RTK技术

RTK技术又名实时载波相位差分技术，主要用于两个测点之间载波相位观测实时处理的方法。载波相位差分法的应用主要分为：修正法和差分法，针对修正法而言，是指流动站直接接受基准站所发出的载波相位修正值，进而对流动站载波相位进行合理改正，接着对流动站坐标进行求解。此方式的应用在定位精准度方面略有逊色，并且初始化速度相对较慢，又名准RTK技术。针对差分法而言，则是进行相位整周模糊度的求解，然后对其载波相位有效、实时差分，此方法才是现阶段矿山测量中常用的RTK测绘技术。通过大量实践研究表明，RTK技术的应用具备以下特点：

①成本降低。RTK测绘技术的应用布置像控点，并且测绘效率非常高，所以可以大幅度降低测绘成本；②点位精准。区别于以往测绘方法，RTK测绘会进行随机点分布，并且有着较高的测量精准度；③工作量少。RTK测绘技术应用期间产生的工作量非常少，仅需配置一名操作人员、一名描绘人员。

2.3 三维激光扫描技术

在现阶段矿山测绘中应用该技术，具备动态化测量、高精准度、便捷、高效等特点，再加上该技术数据传输速率快，所以可以大幅度缩减设站时间，帮助工作人员在最短时间内构建完善且准确的立体模型。相较于以往测绘技术，三维激光扫描技术可以更为完善、明晰的表达测绘信息，并全面、真实的展示出矿山实际环境情况。此外，该技术在矿山测绘中应用所具备的最大优势在于可以利用屏幕进行矿山地貌特征的直观展示。

3 矿山测量发展趋势

3.1 测量技术

矿山测量对矿山生产工作的影响巨大，要为各项工作开展提供准确数据，就必须不断提高技术人员技术能力以及行业整体技术水平。未来矿山测量会进一步提高技术先进性、适用性及数据可靠性。随着对矿山测量的重视程度不断提高，理论体系会不断完善，技术研发投入不断增加。不止会积极研发新技术手段，也会对现有技术进行优化改良，以实践检验真理，在研究有潜力技术的同时不断通过各种方法提高现有技术便利性、稳定性，尽快将技术理论转化为生产力，提高生产安全性。

3.2 测量仪器

矿山测量仪器是测量的重要工具。随着技术水平、测量要求不断提高，测量工作要满足现实要求，对仪器的依赖程度难免会上升。随着技术进步，现代测量仪器功能不断扩展，操作难度不断降低，使用更加方便，体积不断缩小，可靠性不断提高，展现出良好发展姿态。如今信息技术、电子技术不断取得新突破，促进测量仪器向数字化、智能化发展。未来测量仪器会与管理系统连接，智能化水平会不断提高，操作步骤进一步简化，人为影响造成的误差会明显下降，可以自动纠错，测量精确性会明显提高。不过先进测量设备也需要更多成本支出，一定程度上影响了技术推广，如何降低仪器成本也是发展中需要考虑的问题。