露天矿山爆破工程中数字化测绘的应用探讨

李延民

（内蒙古平西白音华煤业有限公司，内蒙古 锡林郭勒 026000）

数字化测绘，主要是利用计算机和测量仪器之间的相互连接，利用硬件设备、软件设备、各类输入和输出设备，对测绘系统进行管理，完成数据输入、制图、输出等。利用GPS测绘工艺，促使数字化测绘发展迅速。对比于传统测绘方式，使用数字化测绘具有自动化、精准度高等特点，可将其应用在露天矿山的爆破项目当中，获得精准的断面测绘图，对爆破工艺合理设计、提高爆破流程安全性具有重要作用。

1 矿山爆破中数字化测绘流程

1.1 提供资料

测绘的主要目的是为爆破设计方及公司提供对应图纸资料，并完成爆破矿区断面图、平面图的绘制工作，确保图上存在台阶底线、顶线等，还需要具备典型高程点，确保提供资料具有代表性。

1.2 测量炮孔

在测量炮孔的位置时，需要先对设计图具体设计孔位加以确定，之后把矿山原有炮孔体现在图纸当中。

1.3 测量爆区

炮孔的穿设结束之后，应该对爆破区域全面测量，保证爆破设计能够得到有力的数据支持。具体测量内容有爆破区的平面、炮孔深度、高程差、横断面等内容。与此同时，在爆破区域当中，平面测量还可以展开精细划分，如爆破坡顶线、底线、炮孔位置及间距。对于爆破的高程差展开测量，需要获得爆破台阶位置特殊点，以此为基础，对爆破区域平均高度值展开测量。待炮孔创设结束之后，测量炮孔实际深度，并进行验收。需要注意的是，如果炮孔当中有积水，还需对积水深度进行测量，结合结果制定抽水方案[1]。

1.4 验收测量

在评价爆破质量阶段，可在爆破完成之后，对爆破区域展开质量验收。结合国家爆破技术运用标准，测绘出爆堆碎部点，将爆堆坡面实际形状真实反映出来，对相关数据进行分析和处理，建立爆堆DTM，进而完成断面图制作，获得爆堆体积，结合岩根或者岩墙的外露面积，对大块岩石含有率进行统计，按照统计结果，对爆破项目质量进行评估。

2 在露天矿山爆破工程中数字化测绘的实践应用

2.1 项目概况

某露天矿山，在其台阶爆破项目当中，利用数字化测绘，对矿山爆破区域进行测绘，并完成质量评估，对数字测绘在该工程当中的实践运用进行分析。该矿山第1 402～1 414 的台阶中部位置，存在采空区。因此，爆破过程需要对采空区进行科学处理，以达到良好效果。主要任务为保证爆破评估科学合理，高效完成采空区的处理任务。结合采空区相关资料，测绘人员可知晓采空区域大致情况。采空区整体高8.5 m，体积为35 504 m3，面积为4 170 m2，顶板和底板标高分别为1 393.5 m 和1 385 m。

2.2 测绘平面图

测绘人员使用GPS RTK 完成爆破区相关数据的采集，采集数据展开系列处理，向计算机输入，结合采空区相关信息，可绘制出爆破区域的平面图，为爆破过程穿孔设计提供基础数据和资料支持。完成上述工作后，放样设计孔位到实地，等到穿孔设计结束之后，对采孔口位置坐标进行采集，明确钻孔深度，保证获取精准的爆破参数。

2.3 评估效果

对场地情况加以复核，保证穿孔的针对性，科学处理爆破区域。通过监测，对地压活动的稳定性进行确认，结合测量技术使用规范，完成爆堆数据的全面采集，之后利用外业采集，收集爆堆碎部点，进行成图绘制。通过离散型爆堆碎部点空间坐标，利用Taiesson 多边形计算方法，配合高程差值法，对结构爆堆点构造出不规则的三角形网格，同时剔除违规三角形，进而完成爆堆数字模型DTM 的建立。最后利用DTM，能够获取爆堆立体视图，按照立体图形，完成剖面图的绘制，同时，完成土石方量和等高线相关计算。上述绘图操作结束之后，可基于采空区剖面图，完成评估处理工作。

利用爆破前各项数据及爆堆剖面线展开数字模型对比，可发现在1 414 台阶位置爆区中部存在10 m 左右高度的塌落区，并且塌落区的两侧高度在5 m 左右。如果只将深孔爆破之后露天台阶的中排孔拉槽处特点考虑其中，难以判断出空区是否已达到处理的预期成效。因此，需利用台阶爆破数量以及爆方体积二者对比，分析空区处理效果，精准评估。

未引入数字化测绘系统之前，此项工作常使用图解法对土石方量进行计算。需要配合水平断面、垂直断面等，融合图解法，才能完成计算，并且后期验收时，比价环节较为烦琐，难以对误差进行合理控制，使评估工作效率较低，难以适应当前露天矿山的爆破项目实际需求。而利用数字化测绘，可通过DTM 进行土石方量计算。

如对该项目中1 402 参考平面进行土石方量计算，使用计算机获取1 402～1 414 爆岩总量计算结果，使用DTM 计算方法，获得爆岩162 903.98 m3，实方体积为162 903.98 m3；对于爆堆体积的计算，仍然利用DTM 计算法，获得爆堆体积为172 365.84m3，松散系数为1.3，石方量为133 357.33 m3，可计算出塌落方量为29 546.65 m3。此外，考虑岩石破碎之后，体积可出现膨胀或松散，因此，在填方量的确认方面，使用29 546.6×1.3=38 410.645 m3。通过上述流程，对于爆破区域土石方量进行量化分析，发挥DTM 计算方法优势，可高效处理1 385 采空区，并达到预期处理效果[2]。

3 在露天矿山爆破工程中数字化测绘应用中存在的问题和解决对策

3.1 存在的问题

爆破作业属于露天矿山重要生产流程之一，可应用在边坡维护、岩石爆破、剥采作业和矿石运输等领域。爆破过程需要经历五道工序：打眼→装药→堵塞→连线→起爆。由于露天矿山当中，爆破作业的强度较高，因此安全问题较为突出。爆破工程与作业人员安全以及企业安全有直接关联，需要合理使用、科学贮藏爆炸物，运用各种安全技术，才能提高作业安全性。同时，爆破作业还会受到机械设备、资源投入、技术运用和人员管理等因素影响。传统上爆破工作安全管理和预警措施较为落后，爆破作业环境安全性较差，极易发生爆炸风险，为爆破项目带来巨大安全隐患。长期下去，不利于爆破工程发展，因此，需要发挥数字化测绘应用价值，对爆破工作流程合理设计，加强各方面的安全管理，提高作业过程的安全性。

3.2 解决对策

3.2.1 合理选择爆破位置

部分露天矿山在爆破选址方面，常选择矿区附近采石场或者村庄，未能控制爆破产生飞石的安全距离，因此，极易导致飞石事故，对于爆破区域人员生命安全造成威胁。因此，爆破选址应该科学合理，结合爆破力度，计算出飞石和爆破区域的安全距离，保证安全距离设定科学合理，防止爆破产生飞石，保证爆破作业过程中作业人员和周围人员的安全。

3.2.2 科学设计爆破流程

部分露天矿区在爆破工程开展过程中，由于作业人员安全意识薄弱，或者采石场想要节约成本，未能认识到爆破设计的重要性，在爆破作业期间凭借以往经验，可能选择相关参数时，科学性不足，在评价过程，设置低抗线值较高，最终导致爆破工作完成质量不理想，容易导致滚石危险。因此，需要提高作业人员和矿山管理者的安全意识，在爆破设计环节，充分发挥数字化测绘的技术优势，采集矿区相关数据，以此为依据，完成爆破流程设计，选择科学精准的爆破参数，提高抵抗线值评估的合理性，保证爆破设计科学合理，防止爆破过程出现滚石安全风险，提高爆破项目质量[3]。

3.2.3 制定完善的器材管理制度

开展露天矿山的爆破项目时，由于爆破器材管理不规范的问题，也会导致爆破安全风险。对于器材管理缺乏完善的制度，比如部分采石场对于雷管、炸药等危险物品，没有设立单独仓库进行保管，可能导致矿区人员面临较大安全风险。对此，需要结合爆破器材性质和存放地点需求，合理分类、分别管理，完善管理制度，保证对爆破器材科学管理，消除此类因素导致的安全问题。

3.2.4 提高人员技术水平

在露天矿区，参与爆破项目的部分人员技术水平有限，同时部分工作人员文化水平较低，在参与爆破项目前未经过安全培训。爆破人员的技术水平方面也有待提升，导致爆破工艺运用合理性不足，甚至部分采石场中技术人员还存在无证上岗现象。针对上述问题，需要加强相关人员的培训力度。针对爆破技术人员，需要重点培训其数字化测绘的应用流程，结合爆破区域的实际情况，对现场爆破设计、技术运用加以优化，提高技术人员的测绘水平和爆破技术水平，使他们通过相关考核，持证上岗。针对爆破区域普通工作人员，需要重点培训及爆破技术运用过程的安全事项，提高其安全意识，在爆破工作过程，利用安全技术，提高作业安全。

4 结束语

在露天矿山的爆破项目当中，充分利用数字化测绘，能够准确分析爆破区域具体情况，提高工程各项技术运用的科学性，为爆破工作顺利开展提供有力保障。因此，可结合露天矿山实际情况，合理应用数字化测绘，同时还需将爆破过程的安全问题考虑其中，明确主要安全问题，制订解决之策，依托数字化测绘，使爆破工作更加高效和安全。