测绘新技术在煤矿测量中的应用分析

宋晓晓

摘  要：为了实现对煤炭的安全、高效和精准开采，在生产过程中需要做好测绘工作。测绘工作的主要内容是获取实时地理坐标、施工用的角度和距离等。在过去，测量多通过水准仪来完成，不仅测量的效率低，获取数据量有限，而且出现错误的可能性极大。煤矿井下很多距离和水平度的测量是通过传统的拉线测量的，这给施工带来了极大的不便。随着时代的发展，一些新的测绘技术不断出现，例如全站仪、GPS、遥感技术等，极大地方便了煤矿生产测量。本文从目前煤矿使用的几种主要测绘技术入手，探讨了这些测绘新技术在煤矿测量中的应用情况。

關键词：测绘;新技术;煤矿测量;应用

1测绘新技术分类

1.1激光测距仪测绘技术

在煤矿井下生产过程中，需要经常对距离和水平度进行测量。为了提高测量的效率和精度，使用了激光测距仪。激光测距仪的原理非常简单，主要利用激光发散性低且直线传播的特点。经过有关数据统计，激光测距仪对距离的测量精度非常高，在近距离测量时误差可以达到毫米级别。目前，激光测距仪有手持式和固定式两种。

1.2GPS测绘技术

通常情况下，GPS指的是全球定位系统（GlobalPositionSystem），利用卫星来实现空间位置定位，主要获取实时经纬坐标。在实际测量过程中，多使用能提供这种定位服务的芯片。随着科学技术的发展，这种定位芯片的尺寸越来越小，集成度越来越高，较好地满足了各种条件下的测量要求。单台GPS设备的定位精度通常情况下并不高，误差可以达到数十米。为了提高测量精度，通常使用多台GPS设备进行测量。在测量时，一台GPS设备作为基站，使用多个GPS设备同时测量，最后通过差分消除这种误差。采用这种方式，测量精度可以到达厘米级别，甚至毫米级别。

1.3遥感技术

随着测绘技术的发展，遥感技术也被应用到煤矿领域。遥感技术就是通过远距离感知目标反射的电磁波、可见光及红外线等，从而实现对目标物体的感知。现代遥感技术主要是通过卫星来实现的。在煤矿领域应用最广泛的就是航空摄影技术和InSAR（InterferometricSyntheticApertureRadar，合成孔径雷达干涉）技术。遥感技术最大的优点在于实现了对大面积地表的全天实时监测，并实现了对测量数据的可视化处理，极大地方便了矿山测量。

1.4RS测绘技术

RS测绘技术本质也是遥感技术，该技术最先主要应用于航空领域。近年来，RS测绘技术逐渐应用于煤矿开采的测量中。在煤矿测量时，采用RS测绘技术能够对矿井地表进行大规模的同步观测，在矿井实际测量过程中，经常将GPS与RS测绘技术相结合使用，其目的是提高矿井测量的准确性。采用RS测绘技术测量时可对矿区环境进行大规模监测，发现异常时会通过相关设备将采集到的信息及时传递给计算机，并对信息数据进行分析，最后将分析结果反馈给工作人员，从而评估矿山周围的环境安全水平，并采取相应的措施减少煤矿开采中的安全隐患，促进煤矿企业的稳定发展。

2煤矿测量中测绘新技术的具体应用

以上介绍了煤矿测量中常见的几种测绘新技术。为了更深刻地认识这些测绘新技术，分析了一些测绘新技术在煤矿测量中的应用情况。

2.1激光测距仪测绘技术在巷道掘进中的应用

在煤矿开采过程中，需要掘进大量的巷道。在巷道掘进过程中，保证巷道的施工精度十分重要。巷道施工过程中一个重要的指标就是水平度，即巷道的倾角。通常情况下，巷道比较长，若不能保证巷道有一个稳定的倾角，则很容易在局部地区形成一个低洼区，这个低洼区的存在不利于排水。此外，若巷道施工的倾角偏离过大，则会导致某些巷道的空间层位相差过大。在过去巷道施工时，通常采用挂设标线的方式，由于标线在时刻移动，在施工过程中会出现较大的误差。为了提高巷道掘进施工的精度，井下巷道掘进过程中使用了激光测距仪。在施工时，将激光测距仪固定在一个合适的位置保持不动，根据激光信号标定的位置进行施工。采用这种方法，可以在很大程度上保证巷道断面尺寸和水平度满足要求。与传统的施工测量方式相比，这种方式可以省去施工过程中的校正测量工作。

2.2GPS测绘技术在煤矿定位中的应用

在煤矿开采中，准确地标定矿区的地理坐标十分重要。煤矿采掘工程平面图都铺设在经纬网坐标上，这就要求准确地定位采掘工作面的实时地理坐标，这不仅关系到生产的效率，还关系到生产的安全性。若在施工时地理坐标偏差过大，则很可能导致工程出现大量的返工，严重影响开采的效率。此外，若工作面的地理坐标定位不准确，很可能出现越界开采问题。越界开采不仅会引起一些煤矿地质灾害，例如透水、瓦斯泄漏等，还会导致越界开采区域上方的地表建筑物出现严重的损坏。为此，需要准确地测量矿区地理坐标。在测量矿区地理坐标时，GPS技术发挥着重要的作用。GPS测量仪不仅体积小、使用方便、便于携带，而且在合适的条件下具有相当高的测量精度。此外，合理地利用GPS测量数据，还可以构建矿区周边的环境模型。

2.3遥感技术在矿山生态环境监测中的应用

随着煤矿开采引起的环境问题逐渐得到关注，煤矿企业开始重视对矿区生态环境变化的监测。矿区生态环境监测内容主要包括地表河流面积变化情况、地表植被变化情况，最重要的一点是对矿山开采形成的沉陷区进行测量。通常情况下，矿区的面积比较大，实现矿区生态环境监测存在一定的困难。近些年来，随着遥感技术的兴起，航空摄影技术被应用到矿区生态环境的监测中。在不同时间点拍摄矿区图像进行对比，就可以查看一些关键区域的生态变化情况。在进行图像对比时，通常需要应用一些图像处理技术，例如图像特征匹配技术。在实际应用过程中，可以根据需要对拍摄的图像大小进行控制。在进行高精度监测时，拍摄的矿区图像的尺寸应该大一些，反之则应该适当地小一些。矿山生态监测的另一个任务就是监测矿山开采沉陷区的变化。在过去，为了获得较为精确的矿山开采沉陷数据，通常采用水准仪或RTK（RealTimeKinematic，实时动态测量）来进行地表沉陷测量。这种方式虽然测量的精度较高，但是测量的数据非常有限，而且测量的周期比较长，很难实现对矿区地表沉陷的大规模测量。

2.4RS测绘技术在煤矿测量中的应用

RS测绘技术在采煤深陷区、煤矸石山测绘过程中应用比较广泛。应用该技术可对受污染区域和污染程度实现连续、系统的监测，同时实现对地下水水位和地下热辐射的监测。

3结束语

煤矿测量服务于煤矿开采的全阶段。为此，在保证测量精度的同时，还应该保证测量的效率。随着科学技术的发展，一些测绘新技术不断地出现，这极大地方便了煤矿测量。在实际煤矿测量过程中，需要根据测绘的不同需要，应用合理的测绘技术，通常会将不同的测绘技术进行组合来测量，以提高测量的准确性。介绍了煤矿测量中几种常用的测绘新技术，并探讨了这些测绘新技术在煤矿测量的具体应用，主要包括激光测距仪测绘技术在巷道掘进中的应用，GPS测绘技术在煤矿定位中的应用，遥感技术在矿山生态环境监测中的应用和RS测绘技术在煤矿测量中的应用。希望所论述内容可以为认识测绘新技术在煤矿中的应用提供一定的参考。

参考文献

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