煤矿地质测量精度提升措施探析

马飞飞

（山西金地煤焦有限公司赤峪煤矿，山西 吕梁 032100）

煤矿是产于侏罗世纪时代，地球被繁茂的绿植覆盖，产出大量的氧气和二氧化碳，腐朽的绿植经过时间的催化形成了煤炭。最浅的露天煤矿也在距离地面100 米处，大部分的煤炭在距离地面1000 米的地方，地下地质复杂、在煤矿作业过程中，煤尘过大会直接引发爆炸等安全事故。而在社会各行各业飞速发展的时代背景下，煤矿的开采次数和开采深度逐渐频繁，危险系数逐渐增大，这对煤矿作业的安全生产要求逐渐提高。保证煤矿作业顺利进行的基础就是煤矿地质的测量与数据收集，由于是地下作业，地质测量分析等工作受到环境条件的限制，导致经常出现误差大、效率低等问题，这也是提升煤矿地质精准度的工作要求。[1]

1 煤矿地质测量精度提升的重要性

由于煤矿的生产是大自然经过几千年的时间自然形成的，是短时间不可再生的稀有资源。但是由于社会的发展，成为各大企业生产和发展的必要燃料，所以对于煤矿的开采量在各企业之间逐渐形成竞争，从而忽略了煤矿开采过程中的安全问题。例如：部分煤矿开采企业的超能力生产，导致大自然的地质超负荷承载，容易发生地面塌陷的安全事故。煤矿开采企业的煤层违规开采，没有严格遵守煤矿开采规定，规定要求生产采煤工作面不超过1 个，掘进工作面不超过2个的原则，为提高工作效率，并没有遵守；未充分考虑工作面采动应力的相互影响，企业相关工作人员未考虑到上、下层及相邻工作面对事故区域的动态应力叠加，地下工作的复杂情况很难预料，只能通过煤矿地质检测精度来提升安全措施，保障工人们的生命安全。例如：当巷道压力明显增大后，未采取有效措施。煤矿区域运输顺槽距离采煤工作面特定范围内出现底鼓、帮鼓、网兜等现象后，只是通过传统的加强支护处理，当仍然反复出现底鼓、帮鼓、网兜等现象且此现象明显增大时，相关企业如未通过精准的地质测量，无法清楚原因之根本，未能引起足够的重视，就无法采取有效措施。对该区域的管理仍然沿用之前的巷修措施，违规将采掘工作面外包，部分煤矿开采企业违反国家关于预防煤矿生产的安全事故的相关规定，将矿井下采掘工作面和井巷维修作业外包给没有相关资质的劳务公司，劳务公司再把工程分包给个人，无法通过专业知识的学习让矿工系统地掌握煤矿地质的危险问题汇报和危险状况的应急逃生知识。[2]

2 煤矿地质测量常用方法

目前看来，实际工作中，工作人员常会用到如下几类地质测量技术：GPS 地质测量技术、GIS 地质测量技术及陀螺定向地质测量技术，这三种测量技术分别有着不同的优缺点，因此为提升煤矿地质测量的效率与质量，相关工作者应结合地质测量现场的实际情况，科学合理地选用相应的技术。

一般来讲，GPS 地质测量法在矿山控制网中有着较高的应用率，能够帮助工作人员缩短矿山控制网时间，且目前此种技术已经发展得较为成熟，操作该技术的工作人员也已经积累起了较为丰富的工作经验，这有利于提升工作质量；GIS 地质测量法在煤矿地质测量中有着较高的兼容性优势，在使用此种技术完成测量后，测量人员可将相应的信息数据上传至计算机系统中，再操作计算机完成数据运算、分析、归纳操作，因此是一种颇具现代化特色的煤矿地质测量方法；陀螺定向地质测量法多被应用于煤矿井下测量，抗干扰能力强，同时应用范围也较广，能够满足地质测量人员多元化的工作需求，因此也有着较为可观的应用优势。

除此之外，随着大数据、物联网、人工智能等高新技术的蓬勃发展，被应用于煤矿地质测量的先进技术越发增多，目前看来此类先进技术在煤矿地质测量中也有着极为突出的应用优势，因此在后续的工作中，相关工作者还应优化对此类技术的研究与利用，将其效益最大化发挥，切实提升地质测量的精确性。[3]

3 煤矿地质测量精度提升的措施

结合工作实践可知，煤矿地质测量工作，包括一系列复杂的工作环节，如测量、记录、运算、制图、最终标定等，这些工作环节之间通常有着极为紧密的关联性，同时各环节也都涉及一系列复杂的技术要点。为提升煤矿地质测量的精确性，相关工作者必须围绕这些工作环节，在落实煤矿地质测量技术要点的基础上，完善对各项工作任务的实施，促进煤矿地质测量的提质增效。

3.1 完善对管理体系的设计

科学合理且完善的管理体系能够为煤矿地质测量工作的顺利开展提供一定的保障作用，使测量数据变得更为真实、准确且可靠，因此相关单位必须提前做好制度建设等工作，将其视作开展煤矿地质测量的重要准备工作来执行。

一般来讲应重点做好如下几项工作：首先，应建立测量仪器校对制度，督促技术人员在实际工作中，细心、精准地校对设备，提升设备精确度；其次，应建立方案评估制度，督促相关工作者在实际工作中结合测量区域的实际情况制定完善的测量方案，确保煤矿测量工作有着良好的可实施性；最后，应建立完善的测量数据审核体系，督促工作人员在结束测量工作后，全面审核相应的数据信息，避免出现数据遗漏、数据误差等一系列的问题。

3.2 煤矿地质测量设备的更新与调用

目前看来，市场中从事煤矿测量的单位受传统经营管理理念影响较为明显，很多单位都有着技术落后、设备版本老旧的缺陷，影响了煤矿地质测量的顺利进行。近年来，随着时代的进步与发展，煤矿地质的测量向逐渐智能化发展，智能开采技术逐渐应用到煤矿地质的数据测量与计算中，使很多老旧的测量技术越发显得不合时宜，例如，对测量机器人系统的设置与应用，相比人工测量、计算的科学性更稳妥，误差更小。实际工作中，测量机器人可通过构建巷道导线点、三维大地坐标中继传导和架线追踪测控网络实现采煤机、地质雷达等固定或者移动标志点的大地坐标，自动测量和标定自动生成直线度基线，减少人工测量带来的数据误差，实现高效煤矿地质测量的数据收集和报告分析，也实现了采煤机的定位导航，和与地质模型的自适应耦合，而推溜拉架参考的几何基准线的动态更新，可见位于时代前沿的测量技术相较于传统技术有着不可比拟的科技优势，因此为提升地质测量精确性，地质测量单位必须紧随智能化技术发展形势，加大技术投入，多引入先进设备到煤矿地质测量一线中，同时还应针对工作人员做好培训工作，增强其对先进技术的了解，督促其在实际工作中合理调用、校对设备，设置好相应的参数，确保各类机械设备的良好运行。

3.3 特定煤矿区域测点的选择

由于不同煤矿区域所处地理位置不同，导致各个煤矿的地质不同，那么对于不同煤矿区域的测量点也不同。三角点和水准点也会受地下板块运动的影响，甚至是矿井内的环境条件的影响，不同的矿井内的岩石分布不同，岩石的水波纹走向也会影响矿井内的煤炭分布以及生产量。矿区内的专业人员只有通过煤矿区域的特定测量点的选定，准确、认真、仔细地测量出地质数据并且对相关数据进行计算和分析，绘制出与实际矿井环境接近的地质图纸，为高效的采煤打好基础。地质图纸是为矿井工人下井采矿做好准备工作，地下矿井的环境较为复杂，如果不进行矿井环境的预测，就无法发现潜在的矿井危险。

3.4 提升煤矿测量人员的专业素质

具有专业测量素质的人员是提升煤矿测量数据精准度的前提与基础，煤矿地质测量人员不具备深厚的理论功底或者煤矿地区的实践探索经验不足，都会存在数据测量失误的情况，甚至会直接因为人工数据测量错误而导致无法发现潜在的安全隐患，也就无法到达测量煤炭地质数据记录收集的根本目的。提升煤矿测量数据的精准度不仅是发现潜在的安全隐患，更是为进入矿井的矿工提供参考数据。煤矿地质的测量需要计算出可安全采矿的范围以及随时存在的地块运动趋势，并且做出正确判断。根据国家以往的煤矿开采经验，传统的煤矿测量由于地理位置和测量据点的不同，造成测量数据差异性非常大，导致不仅效率低下，误差也非常大，但是随着开采技术的提升，可以通过人工操作无人机的方式，输入经纬度或者跟踪定位的方式测量测点的开采数据，减少人工徒步测量带来的不便和人工操作的失误，并且减少培训时间的浪费，提升工作效率，减少误差。当然随着科学技术的发展，煤矿地质工作者也应当根据当代煤矿开采轨迹和存在的问题进行分析与学习，不能停留在对于过去煤矿开采的基础上，煤矿开采单位可针对现有的工作者定期举行地质专业知识培训，这也是提升煤矿测量数据精确性的有效途径。同时还应针对相关技术人员，制定完善的激励、奖惩机制，激发工作人员学习先进技术的积极性，督促其不断夯实自身的知识、技能基础，多汲取来自行业一线的先进经验，做好相关工作。此外，煤矿地质测量单位在平时也可多组织技术人员去往其他矿中进行学习，也可从社会中聘请在本行业内具有威望的专家来到本矿中，指导技术人员的作业，全面提升技术人员的技能水平，并定期对其进行考核，最大程度上提升技术人员的专业素质，督促其严谨负责地完成相应的作业，避免在此后的工作中出现测量失准的问题。

3.5 煤矿地质测量原始数据的妥当保存和对比

煤矿虽然是不可再生的资源，但是千万年前的煤矿资产不是一次就能开采完成的。每次开采煤炭之前的准备工作就是地质测量，地质测量数据的算出也不是简简单单的工程，因此应当妥善保存各个地区的煤矿地质监测原始数据，以防止丢失或者遗弃。煤矿地质可能会受板块运动的影响，但是很多常年煤炭开采地区的板块运动不剧烈，也就是不会轻易受到板块运动的影响，所以煤矿地质的测量原始数据十分重要，经过多次地质的测量可以分析其中的运动周期，从而总结出地质的运动规律或者从中分析出地质的运动轨迹，作为煤矿开采之前准备工作的参考，避免盲目操作或者无从参考局面的发生，减少因人工经验缺少造成的数据测量的失误。在提升煤矿地质测量数据精准度的同时，强化监测点的变化趋势，防止盲目相信数据而忽略实际煤矿地质的变化。这也许就会本末倒置了，因此煤矿地质的原始数据非常重要。为了更好地保存原始数据，煤矿单位的相关人员必须重视建立原始数据核查制度，将初审制度与复审制度结合在一起，督促各级工作人员，在实际工作中，做好原始数据核对工作，在完成各项测量作业后，第一时间将数据记录下来，并及时分析过往工作中获得的原始数据，对比二者是否出现了差异，若出现了差异，还应深入分析造成这种差异的具体原因，确保煤矿地质测量过程中，工作人员得到的各项数据都是准确、真实且可靠的。

3.6 提升绘图的准确性

在煤矿地质测量工作中，绘图是指导后续测量工作的航标，因此相关工作者也应重视在收集准确的测量数据的基础上做好绘图工作，提升绘图精准性，避免在后续的测量工作中出现位置失误的问题，利用直观、形象的绘图指导工作人员的有序作业。目前，在开展绘图工作的过程中，技术人员应当注意做好如下两点：在开展正式的绘图作业前，应仔细了解矿井的实际地质情况，尽可能详细地绘图，将矿井的面貌真实地反映出来；在绘图过程中，必须将待测量点真实且准确地标注出来，同时还应绘制好周边的地标，为相关工作的顺利开展提供依据，助力测量精度的稳步提升。[4]

4 结语

总而言之，煤矿地质测量的精准度离不开测量人员的专业知识的理论分析与实践探索的大量数据收集等。同时，煤矿地质测量的分析大部分依据专业人才收集的大量数据比对，数据测量设备的选择与校对、不同地质选用的不同测量法、测量点的选择等因素都会影响测量数据的收集。通过分析和收集地质的数据，绘制出煤矿作业区域的地质分析图，为煤矿安全开采和安全生产打好基础。煤矿开采是高危行业，只有通过科学的数据收集和专业工作人员的严谨工作态度和经验以及严格遵守国家关于煤矿开采的有关规定，才能有效避免和科学减少煤矿危险事故发生，这也是有效提升煤矿地质测量精度的最终目的。