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序論:在您撰寫礦山測量技術論文時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
礦山測量中具有眾多特點,主要包括:礦山測量是設計把關工作,應該嚴格審核校對設計圖紙以及數據,在確認正確后才可以予以應用;礦山測量是艱苦的工作,因為礦山測量的工作環境較差,而且使用的工具、儀器較為笨重,難以攜帶;礦山測量是非常細致的工作,在礦山測量中“失之毫厘,差之千里”,對精確度有很高的要求;礦山測量是具有較強連貫性的工作,礦井從上到下以及從遠到近,都屬于一整個礦山系統;礦山測量工具具有較廣的點面,包括井田范圍中的構筑物、電桿、村莊以及井下的巷道等等;礦井測量是反復檢查與測量的工作;礦山測量是眾人參與,團體人員一同完成的一項工作;礦山測量的質量受到眾多因素的而影響,如:工作人員、工具、儀器、環境、測量方法等。
2礦山測量技術發展的現狀
(1)測量儀器的應用。
現在,巖層移動變形檢測儀器、全站型儀器、衛星定位技術以及電子經緯儀等,不僅僅應用于測量地面與數據收集上,而且還能夠大大提高工作效率以及測量的準確性,從而使得勞動強度大大降低,工作環境不斷改善。為能夠更好的開發與保護土地與礦產資源等,更好的保護礦區的環境等具有非常重要的作用;
(2)測量技術的應用。
計算機技術、遙感技術、地理信息技術以及衛星空間定位技術等,不單單是整個測繪學科的核心,而且還是整個礦山測量中的重要核心技術,同時這些技術在不斷發展的過程中,其理論研究與實際應用也得以不斷完善與發展。在當前礦山測量中遙感技術、數字攝影測量、衛星定位技術、機助制圖、電子速測儀以及計算機處理技術等都得到了廣泛的應用。礦山測量的工作者已經了解到了外業儀器設備智能化、數字化以及自動化的優越性,而對內業數據的處理、輸出的一體化、形象化使得信息得以加工與處理,所以對認識資源與改造自然會不斷深入,使得現代科學技術對環境保護與資源綜合開發的潛力與優勢得以充分發揮;
(3)變形觀測的應用。
在礦山測量技術學科之中“三下”采礦研究、地表移動規律以及檢測是其重要領域,這些研究具備重要的經濟效益與社會效益。現在,我國在這上面的研究越來越朝著質復雜、地形復雜條件下發展,因此,對于多技術與多手段的三維空間開展計算機數值模擬、實驗室模擬方法研究以及非線性理論等方法研究都予以極大的重視,而且效果顯著。
3全面質量管理的探索與實踐
3.1全員質量管理的核心內容
3.1.1做好測量人員的思想工作
對礦山測量工作人員開展警示教育工作,定期召開座談會,對測量事故及其發生原因進行分析討論,從而使測量人員樹立起“質量第一”的思想,質量意識大大提高。
3.1.2測量技術與技術培訓
與礦山測量實際工作需要相結合,有計劃的組織所有測量工作者學習測量技術,并且交流技術經驗,從而使得測量人員的操作技術、業務素質和處理問題的能力不斷提高。
3.2全過程質量管理
3.2.1加強外業測量工作
在開展礦山測量工作之前一定要認真的對工具、儀器進行檢查與校正,使得檢測結果的正確性得以確保。熟悉并檢查施工設計圖紙,查閱測量資料,在對測量方案開展共同研究之后,施工人員開始下井施測,對工序的各環節進行測量,嚴格根據《礦山測量規程》的相關規定標準方法進行測量,在測量現場,應該將測量數據記錄清楚,不能夠存在涂改現象,在測量結束之后,應該對現場記錄和計算推導的正確性進行檢查,在保證其正確后才能夠離開。
3.2.2加強測量內業計算工作
認真的檢查與復算原始的記錄數據,在礦山觀測工作結束之后,應該對外業觀測手薄里的計算正確與否進行及時的整理與檢查,對檢查結果是否符合各項限差要求進行觀測,在確定觀測結果都與要求相符后,才可以開展計算。要仔細的開展復測復算。在礦山測量工作中,要求繪圖人員在計算結果的基礎上開展繪圖時,一定要根據“對算薄”的最終結果,并且“對算薄”一定要經由相關負責人簽字確認之后才可以使用,這就在一定程度上避免了由于資料錯誤展開繪圖而致使繪圖出錯問題的出現。
3.3全方位質量管理
礦山測量人員因為分工不同、管理層次不同、負責區段與范圍不同,因此個作業小組應該增強組織協調,將測量工作做好,還應該把現場工作的質量保證,推廣到測量工作與服務工作之中。在礦山測量工作中,都應該對之前測量成果的精確性、可靠性進行檢查,根據《礦山測量規程》相關規定決定限差;對工具、儀器定期的進行檢核,使得這些器具能夠保持良好的狀態,對于有問題的工具、儀器,杜絕使用;對設計圖紙進行認真檢查,在確保其準確無誤后,才可以通過對算之后準備測量資料,在對測量方案進行研究之后,施工人員才可以下井施測。測量工序之中的各環節,都應該嚴格根據《礦山測量規程》中的標準測量方法進行測量,并進行嚴格把關,及時的對超限資料進行補測及重測。
4結束語
【關鍵詞】金屬礦山;陀螺全站儀;地面三維激光掃描;測繪新技術
礦山測量服務于礦山勘探、設計、開發和生產運營的各個階段,必須將先進的現代技術同礦山測量的實際工作、具體特點相結合,拓寬礦山測量的生存空間和業務范圍,促進礦山測量的改進和發展,適應礦山體制改革的需要。目前陀螺全站儀、地面三維激光掃描儀等新技術、新儀器已經在地下開采礦山測量中得到了廣泛的應用,探討其工作原理、作業流程有利于優化作業程序,提高工作效率。以某金屬礦山為例,分析了陀螺全站儀定向的精度及地面三維激光掃描儀的作業流程及應用范圍。
1 陀螺全站儀在礦山測量中的應用
1.1 陀螺全站儀工作原理
陀螺全站儀是將陀螺儀和全站儀結合在一起的儀器,采用陀螺尋北本體與全站儀共同配合來測定任意測線的陀螺方位角。陀螺儀相對于慣性空間有定軸性的特性,而地球相對于慣性空間有自轉效應,因此在地球表面某一緯度φ處的陀螺儀就可以測量出相對于慣性空間的自轉角速度ω,然后將地球的自轉角速度分解為水平分量和垂直分量,其中水平分量ωn=ωcosϕ沿地球經線指向真北;可見,通過慣性技術測量敏感地球自轉角速度的水平分量便可以獲得地球的北向信息,這就是尋北儀工作的基本原理。
1.2 陀螺全站儀測量方法及限差
1.2.1 陀螺全站儀測量方法
陀螺全站儀定向采用中天法進行觀測,定向程序為:
(1)先在地面任意點上測定儀器當地的比例常數C值。觀測6個測回,計算出3個C值,取平均值作為當地本儀器C值,在一定時期內,50km范圍內可以使用同一C值;
(2)在地面已知邊上觀測3個測回,計算儀器常數;
(3)在井下待定邊上用2測回測量陀螺方位角;
(4)返回地面后,在原已知邊上采用3測回測量陀螺方位角,再求得三個儀器常數。
根據以上測量成果來檢驗儀器的穩定性和測量的精度,確保陀螺定向成果的可靠性和精度。
1.2.2 陀螺全站儀觀測限差要求
為了保證觀測精度,測量時需要嚴格執行以下各項限差:
(1)陀螺全站儀的C值測量互差不大于0.06;
(2)儀器的懸掛帶零位不能超過±0.5格,測量前后零位值的互差不得超過0.2格;井上下零位差超過0.3格時,應加入零位改正;
(3)相鄰擺動時間的互差不得大于0.4秒,間隔擺動時間的互差不得大于0.6秒;實踐總結可以保證相鄰擺動時間的互差不大于0.3秒,間隔擺動時間的互差不大于0.4秒;
(4)兩個鏡位觀測測線測前方向值、測后方向值。測前測后方向值的互差不得超過10";
(5)測回間方向值互差不大于40"。
1.3觀測精度
根據測量得到的數據,計算儀器常數一次測定中誤差、儀器常數平均值中誤差、井下陀螺方位角一次測定中誤差、井下測定陀螺方位角平均值中誤差,根據儀器常數平均值中誤差 、井下測定陀螺方位角平均值中誤差 ,得到螺定向邊最終定向中誤差為:
可以看出,在本次礦山測量方位定向中,陀螺全站儀穩定可靠,精度較高,可節省大量的勞力和時間,提高了測量的精度和工作效率。
2 地面三維激光掃描儀在礦山測量中的應用
2.1 地面三維激光掃描工作原理
地面三維激光掃描系統由三維激光掃描儀、數碼相機、掃描儀旋轉平臺、軟件控制平臺,數據處理平臺及電源和其它附件設備共同構成,是一種集成了多種高新技術的新型空間信息數據獲取手段。地面三維激光掃描技術的工作原理,即由三維激光掃描儀內部的一個發射體發射激光脈沖,再通過兩塊反光鏡有序快速旋轉,把由發射體發射的窄束激光脈沖按一定次序掃過目標區域。通過測量每束激光從發射到物體表面反射回儀器的時間計算相關距離,并且編碼器還會測量脈沖的相關角度,最終得到目標的真實三維坐標。軟件處理后,便會輸出實體建模。運用地面三維激光掃描技術,從事各類復雜、大型、不規則、非標準的實景或實體三維數據的采集,快速重構目標的三維模型。
2.2 地面三維激光掃描工作流程
(1)實地踏勘實際情況,制定合理的施測方案。合理布設掃描測站,劃分地面三維激光掃描作業面,保證整體埽,掃描無缺失,避免數據過度冗余,提高掃描效率。
(2)按照制定的施測方案計劃進行數據采集工作。根據精度要求設置掃描分辨率,對于規則區域,采用較低的分辨率,不規則區域采用高分辨率掃描。掃描完成后在現場初步分析數據質量是否符合設計要求,保證地面三維激光掃描采集的數據既不缺失,又不過度冗余。地面三維激光掃描的過程中避免人員走動,以減少異常點的出現。
(3)對采集好的點云數據進行數據預處理,包括:點云的拼接、去噪以及統一坐標系統等工作;并進行數據處理,得到觀測數據及三維模型等成果。
2.3 地面三維激光掃描在礦山測量中的應用方向
(1)礦區地形圖測繪:地面三維激光掃描儀可以實現遠距離非接觸性測量,對于人員難以企及和十分危險的地段進行測量具有明顯優勢,可以根據測量得到的點云數據,繪制大比例尺地形圖,可以滿足1:500比例尺地形圖的精度要求。
(2)三維模型構建:根據地面三維激光掃描得到的點云數據,可以提取特征點,利用專業軟件構建三維立體模型,使得地形地物的表達更加直觀形象。
(3)巷道變形監測:可以根據不同時期的地面三維激光掃描獲得的點云數據進行處理,并通過數據分析,進行巷道的變形監測。
3 結論
在金屬礦山巷道定向測量中,使用陀螺全站儀僅需測量幾小時,精度可以達到±6.2″,遠遠高于單井定向和兩井定向,投點和井下基本控制導線起始方位角傳遞任務是單獨完成的,排除了投點誤差對起始邊坐標方位角傳遞的影響,因而,提高了定向的精度;地面三維激光掃描可以具有遠距離無接觸測量的特點,可以用于礦區地形圖繪制、三維模型構建、巷道變形監測中,節省大量人力物力,并得到海量的點云數據,提供直觀的三維成果??梢钥闯?,陀螺全站儀、地面三維激光掃描儀等新技術、新方法的出現,極大的促進了礦山測量的發展。
參考文獻
[1]靳朝陽,王潤平,胡光,等.陀螺全站儀在井下導線測量中的應用[J].礦山測量,2010(6).
[2]馬立廣.地面三維激光掃描測量技術研究[D].武漢:武漢大學碩士學位論文,2005.
關鍵詞:礦山;礦山測量;任務;特點
Abstract: The mining enterprises occupied in underground mining should conduct strict connection survey above and below ground, establish the unified space control systems in mining area, so as to ensure the integrity and unity of systems of above and below ground, plane and the elevation, and correctly guide the underground mining work. In this paper, the basic tasks and characteristics of surveying are analyzed.
Key words: mine; mine surveying; tasks; characteristics
中圖分類號:U448.36文獻標識碼:A
礦山生產測量是礦山企業的基礎工作,是確保生產正常進行、監督資源合理工發不可缺少的一項技術工作。各礦山測量部門必須認真做好這項工作。礦山生產測量的主要任務,是在井下和露天建立精確的測量控制系統,按設計要求正確標定各種工程的幾何關系,及時準確地測繪各種礦圖,觀測與研究由于采礦引起的地表巖層移動的基本規律,以及負責礦石開采時的貧化、損失計算工作等。
一、礦山測量工作的基本特點
礦山測量作為礦井開發和生產中的關鍵環節有以下幾個方面的基本特點:礦山測量的結構通常會受到環境因素、測量方法、儀器、測量人員等多方面因素的影響;礦山測量是一項需要集體共同進行的工作,需要內外業共同參與以及多人反復循環;礦山測量工作具有點多面廣的特點,會對礦井范圍內的電網、橋梁、公路、鐵路、河流、村莊等所有物體造成直接的影響,且會涉及井下的工作面和巷道等;礦山測量工作通常具有極強的連貫性,整個礦山在測量時被看做一個由遠及近、從上到下的系統;礦山測量工作需要進行的極為細致認真,不能出現任何細微的差錯;礦山測量的工作由于存在儀器攜帶不便、工具笨重、工作環境惡劣等特點,因而工作環境極為艱苦;礦山測量工作的主要作用在于為礦山設計把關,因而需要極為細致準確,不能忽略或放過任何的錯誤,這會給礦山生產造成嚴重的經濟損失。
二、礦山測量工作的基本任務
礦山測量工作貫穿于報廢、生產、建設、設計和勘探的全過程之中,同時,根據每道工序具體情況的不同,礦山測量的具體任務也有所區別,主要包括以下幾個方面:設計部門在得到基礎圖紙資料后,要根據圖紙和文件的相關要求,對礦山進行機電安裝、管線埋設、土建工程施工和采掘等方面的測量工作,同時,要在煤礦生產和基本建設過程的各個階段上,對開發工作是否符合圖紙要求進行監督和檢查;在礦山生產中對礦山資源開發合理性進行實地監督;提高各項礦山測量資料的利用效率,全面了解并充分發揮礦山開發工程的基本特點,及時發放貫通通知單和安全聯系單等資料,從而為礦山的安全施工提供充分的保障;同時,要及時發現礦山改造、建設和生產過程中遇到的各項測量問題,并加以合理解決,從而有效降低礦山安全事故的發生幾率,并為礦山安全事故的救護與預防提供準確的測量資料;設置建筑物、巖層以及地表變形監測點,開展礦山環境保護、非采礦與采礦沉陷綜合治理、礦山巖層和地表移動特點檢測等綜合保護工作;按照礦山巖層和地表移動變形系數,對各類煤柱進行修改和設計,開展建筑物下、水柱下和鐵路下煤礦勘探和設計工作,通過移動變形參數,對地表沉陷問題的發生范圍和時間進行及時的預報,從而避免人身安全事故和建筑物破壞事故的發生,保證礦山的安全和諧。
三、我國礦山測量存在的問題
1、圖紙審核存在的問題
圖紙是整個礦山設計和生產過程實施的重要基礎,因而不能存在任何的失誤和偏差,然而,由于受到各種主客觀因素的影響,礦山設計圖紙在審核過程中通常會出現種種問題。圖紙審核過程中常見的問題主要包括:第一,如果遺漏施工巷道所在路線上的重要井巷,都會引發嚴重的安全問題;第二,圖紙中某些巷道在標注距離時,使用的比例不相同,有些在巷道中心線上,有些在皮帶的中心,還有些在軌道中心,這一問題將會導致圖紙中數據位置的不一致;第三,巷道的坡度和高程設計存在失誤;第四,貫穿巷道的長度尺寸標記存在失誤;第五,已有坐標點存在高程、方位角和坐標的錯誤。
2、井下測量常見的問題
主要有 :工具攜帶不全。有些礦山測量人員可能存在依賴心理或下井前的準備工作不充分等,會導致下井測量攜帶工具不全的問題,如起始資料、筆記本、垂球、小鋼尺和筆等,且這一問題通常只是在到達測量點以后才會發現,這一現象雖然是小問題,但這種情況的發生會給測量帶來不利影響,如影響測量進度、費時費工、影響測量準確度等,甚至會導致整個測量工作的失??;其此是起算數據的錯誤。這一測量錯誤將會產生較多的不良影響,為有效防止該問題的發生,礦山測量單位應該建立兩支獨立的查閱和抄錄起算數據隊伍,并將兩份數據進行對比,避免相同點號的使用。如果出現測點丟失的問題,補設的新導線點所使用的編號不能與原編號一致,在重新測量開始前,要檢查原有測量點的距離和角度,在確保沒有任何失誤后,才能夠繼續進行新的測量并向前延伸;再次就是原始數據的記錄錯誤,由于操作不符合規定所導致的記錄內容不全問題,包括測量的邊長、覘標高、儀器高、草圖、儀器設備種類、日期和測量地點等事項,從而影響事后的計算工作,因此,在進行礦山測量時,必須進行細致全面的記錄;記錄格式不符合有關規定,或者是記錄的格式已經發生改變,但記錄時仍在執行原有格式,這一問題通常會發生在數據的整理過程中;數據整理過程中常見的錯誤,如檢驗上下半測回互差時,只關注秒值而忽視了度值和分值;還有就是導線測量錯誤。沒有根據規定檢查邊長和角度而直接開始測量,這時若點有位移而或用錯導線點,卻仍以原坐標和方位來計算,所得結果就會出現較大偏差。為避免出現記反、覘標高量錯和儀器高錯量問題,可分別進行前后兩次測量,并保證覘標高和儀器高的測量位置相同。
四、礦山測量問題發生的原因
基于礦山測量工作的基本特點,可以發現,造成礦山測量問題的原因主要包括以下幾個方面:第一,礦山測量的結果容易受到頂板壓力和人為因素等的影響,從出現點位的變化,或是由正確變為錯誤,這一問題通常較難發現,因而容易影響礦山測量的準確性;第二,由于礦山測量過程參與人數眾多,因此,一旦某一工作人員出現任何的錯誤,就會導致整個測量結果的偏差;第三,礦山測量資料具有較高的連貫性特點,因而,測量過程中一點資料的錯誤就會影響資料整體的準確程度;第四,礦山測量人員有可能在思想疏忽或其他錯誤思想的影響下,出現不正規操作或是錯誤操作現象,從而造成測量失誤;第五,如果設計圖紙出現錯誤,或是未對各項數據資料和設計圖紙進行嚴格檢查,也可能會造成礦山測量結果的錯誤;第六,由于礦山測量工作的管理難度較大,管理涉及的工作范圍較廣,因而測量工作易出現失誤,從而影響測量結果的準確性和客觀性。
參考文獻:
[1] 孟凡森.開灤百年礦山測量[A].第六屆全國礦山測量學術討論會論文集[C].2002年
【關鍵詞】礦山開采;開采測量;測繪技術;測繪技術與方法
我國是一個能源消耗大國,每年對各類礦產資源的消耗量十分驚
人,而另一方面我國各類非法開采礦產資源的現象卻屢禁不止,由此對我國礦產資源的開采浪費十分驚人。在實際的礦產開采、監測與核查的工作中,尚未形成一套系統的礦山開采監測與測繪的技術和方法,很多實際工作的開展還是依賴于工人的經驗或者傳統的手工測繪手段,使得礦山開采監測測繪技術無法得到實質性發展。本論文結合現階段政策法規對礦山安全管理的要求,分析測量工作在服務于礦山安全管理的切入點,并研究了服務于礦山安全管理測量工作的方法,就是想要解決礦產資源儲量核查檢測及礦山開采監測的其它工作中的礦山測量技術體系問題及技術規程框架。形成完整的現代體制下的各類礦山開采監測的測繪技術體系和技術規程框架。
1 礦山開采監測與測繪概述
1.1 礦山開采監測的內容
礦山開采涉及地質、山體、礦產、水土等多方位,因此需要對開采過程實施監測的內容較多,主要集中以下兩個方面:
1.1.1 地質環境監測
礦山開采首先會對地質環境產生影響,主要是不利影響甚至是有
害影響,例如對礦山大肆開采造成地表沉陷、地下水下降、山體滑坡、
泥石流災害、生態系統被破壞等等,為了盡量減小礦山開采對地質環境所帶來的不良影響,必須要在開采的過程中,對礦山及開采過程實施動態化的監測,采取預防和防治結合的手段保障將礦山開采對環境的影響降到最小。
1.1.2礦山開采安全監測
礦山開采中的核心問題便是安全監測,因此礦山開采監測的過程
中必須要對安全進行監測,包括采用相關傳感器對有害干擾因素進行實時監測,對礦山內部的空區、塌陷地區進行監測和評估,對各類礦產資源實施安全管理機制,從制度和技術兩個方面確保礦產資源的開采過程的安全性。
1.2 礦山開采中的測繪技術
目前對礦山開采監測所應用到的主要測繪技術主要有GPS定位、
遙感測繪技術及激光探測技術等,下面逐一進行簡要的介紹。
1.2.1GPS定位技術
GPS定位技術是利用衛星的三點定位原理,對地球上的物體實現
三維空間內的定位的一種技術。GPS定位技術目前應用于礦山開采領
域,其主要應用在利用GPS定位技術實現對礦山的數字化地圖繪制,
利用數字地圖實現對開采過程的動態化監控。
1.2.2 遙感測繪技術
遙感測繪技術是目前普遍應用的較為成熟的一種測繪技術,簡單
來說,就是利用遙感技術,在計算機上面進行計算并且能夠達到測繪目的行為。遙感測繪技術能夠實現人類無法觸及到的礦山內部區域,從而在計算機上完成對礦山內部的礦產儲量分布、地質條件研判以及各類災害事故的預警等分析工作,是目前廣泛應用的一種測繪技術。
2.1 滑坡監測測繪
滑坡是礦山開采中經常出現的災害事故,對滑坡實施監測就必須
借助于現代測繪技術。目前能夠實現滑坡監測的測繪技術主要有大地測量法和GPS測量法。
2.1.1大地測量法
大地測量法是利用高精度測角、測距的光學儀器和光電測量儀器、全站式電子速測儀等儀器儀表實現對大地絕對位移的測量,從而進行分析是否產生滑坡災害,或者對滑坡災害進行預警。
2.1.2GPS測量法
大地測量法最大的缺陷是其測量精度較低,必須借助于大地作為
絕對參照物,因此近幾年發展了GPS測量法。GPS測量利用了GPS定位儀器能夠實現高精度下的滑坡位移和滑坡速度,測量精度高,能夠
實現全天候動態監測。
2.2 地裂縫監測測繪
地裂縫的監測是一項耗費巨大人力物力的監測工作內容,需要結合地標沉降的相關指標進行分析,因此地裂縫的監測測繪,通常是借助于傳統的測量法和GPS測量、遙感測繪技術相結合的方法進行監測,首先利用傳統的測量方法每隔一定周期觀察記錄大地的水平位移和垂直位移,并利用GPS測量實現固定參照物的三維空間的定位、位移和速度,最后結合遙感測繪技術對被監測區域的地標分層沉降進行標定,從而綜合分析出地裂縫的發展與走勢,實現對地裂縫的動態實時監測與測繪。
2.3 空區塌陷區監測測繪
隨著礦山開采力度越來越大,礦山山體內部難免會出現空區塌陷
區,一旦發生塌陷則釀成慘痛事故,因此需要對礦山開采中的空區和塌陷區進行監測測繪。目前主要應用遙感測繪技術實現對山體內部空區塌陷區的監測。隨著測繪技術的發展,現在也出現了利用激光探測技術實現對空區塌陷區的探測和研判,利用激光對礦山山體進行三維掃描,建立相關數據庫,通過數據比對和三維模型的分析,能夠準確的提出空區和塌陷區研判模型,并給出適當的監測和補救措施依據。
2.4 水土流失監測測繪
礦山開采不可避免的會對周圍環境產生破壞,造成水土流失的現
象,因此,為了盡量降低對周圍環境的影響,必須要對水土流失進行監測。目前對水土流失進行監測的方法主要有兩種:
2.4.1遙感監測法
遙感監測是借助于衛星和航空遙感技術,將地面的植被、沙石、
水源等地物掃描為電子地圖,構建三維數據庫,通過對數據的分析實現對地表水土流失的監測。這種方法往往適合于較大區域面積的水土流失的監測。
2.4.2地面監測法
地面監測法適合于較小范圍內的水土流失的測量與監測,其主要
方法是采用對被監測區域設置不同的監測地塊,為每一個地塊分別設置不同的參照物,如溝渠截面、植被率、沙石面積等,通過定期對參照物的測量測繪,形成數據報表,從而能夠為被監測區域的水土流失提供基礎性數據。
我國礦山測量工作及相應的技術規程遠遠滯后于目前礦山開采監測及礦山管理工作的需要,礦山測量技術體系不全,技術規程不能滿足新技術發展的要求,礦山測量內容不能滿足政府和社會對礦山開采監管的需要等。礦山開采中的核心問題是安全問題,而要保障礦山開采過程的安全,就必須要借助于現代化的測繪技術,對礦山開采流程中的各個環節進行測繪與監控管理,從而能夠實現對礦山開采的動態監測測繪與動態管理。針對礦山開采監測的具體方法,本論文詳細探討了測繪的方法與實施步驟,從系統方法的角度詳細分析了在礦山開采領域的測繪技術的應用問題,對于進一步提高測繪技術在礦山開采領域中的應用水平具有較好的指導意義。當然,測繪技術應用于礦山開采領域,不僅僅局限于本論文所探討的方法,更多的具體的應用技術方法有待于廣大測繪技術人員的共同努力,才能夠最終實現礦山開采監測中的測繪技術的快速發展和應用。
參考文獻:
[1]趙祥,劉素紅,王安建等.基于衛星遙感數據的江西德興銅礦開采環境影響動態監測分析[J].中國環境監測,2005.
關鍵詞:測量控制網;陀螺定向;井下礦;礦山測量
井下礦山測量是工程測量領域專業性較強的項目,也是礦產資源開發中不可替代的環節。鑒于其工作環境的特殊性,井下礦山測量擁有自身的特征。在測量工作中,測量控制網中的陀螺定向邊數的計算就是一項不可或缺的數據。這項測繪理論在國內外也擁有著較長的發展歷史。我國的井下礦山測量從早期的計劃經濟時代就有了較快的發展并形成了自身的理論體系。現階段,高新技術的普級和運用為井下礦山測量帶來了更多的便利操作方式。然而,在井下測量中,基礎的測繪工作組成環節仍占據著重要的地位。
1. 井下礦山測量的基本闡述
井下礦山測量的工作環境多處于自然條件較為惡劣的礦區,我國的礦藏資源地理分部極為廣闊,且極不均衡,部分礦藏開發區所處的地理環境較為復雜,給礦山測繪帶來了較大的工作難度。綜合種種的自然和人文因素,礦山測量的作業具有其自身的特征和工藝方法。在井下礦山測量中,通常會遇見無法通視的情形,在更為復雜的環境下,照相也較難有效開展。同時,在儀器設備的使用上,也會出現電磁波傳導困難的狀況,而陀螺經緯儀在井下定位中能有效的解決這個問題?,F階段,電子激光經緯儀的運用,在斜井施工測量管理和繪圖上,不僅有效的提高了速率,還大幅的降低了操作員的勞動強度。當前,地面遙感技術及現代新測繪設備的運用,讓井下礦山測量逐步的擺脫了原始的操作方式,不僅更為節省人力和時間,還大大的提高了測繪的精確性。然而,由于某些測量技術,受到自然環境的限制,難以大面積推廣,在使用上仍存在著較大的局限性。
井下礦山測繪工作,務必全部遵循我國《測繪法》的規定,即測繪工作人員必須擁有專業的證書,相關的督導和行業主管部門也務必擁有規定以上的資質。當前,根據各個礦山屬性的不同,礦山測繪的成果大都是處于“自享”的狀態。
2.井下礦山測量控制網的設計
井下礦山測量控制網的主要設計任務,就是保持導線的最遠點精度,能使導線的陀螺定向邊數計算誤差在控制范圍內。計算陀螺定向邊數,是在可靠性為0.997的條件下進行的,也可理解為是在置信概率或者置信水平為0.997的條件下進行計算的。早在上個世紀70年代,前蘇聯的礦山測量技術規程就對精度做出了規定,要確保將巷道平面的精度。在我國的礦山測量控制網的設計中,針對陀螺定向邊數的計算并沒有考慮到系統本身的極端誤差。所使用的計算方法會用控制網本身的定向誤差,導致點位誤差。據實踐總結,有時候這個誤差 值較大,并可能對導線網的總的點位誤差帶來較大的影響。
井下礦山測量控制網中,任意的陀螺定向邊,其方位角的誤差計算方式將受到三個因素的影響。其中,陀螺經緯儀改正數的起始邊坐標方位角會存在誤差,這個誤差值會影響最后的總體結果;另外,地面陀螺方位角也會存在誤差;最后是井下定邊陀螺方位角的誤差。這三個方位角的誤差值的平方和,進行開方計算,就得到了整體的系統誤差。在測量計算的過程中,前兩個因素是陀螺經緯儀改正數的誤差,因起始邊坐標方位角的誤差可能很小,大約在正負2″到正負5″之間,所以可以忽略。測繪期間,陀螺經緯儀的改正數會隨著時間的變化而變化,要最終確定這一誤差便需要長期的觀測。
3.井下礦山測量控制網中陀螺定向邊數的計算
3.1 消除陀螺定向邊數計算誤差的三種方法
第一種方法是在已知的起始邊上進行長期的重復觀測,確定改正數,在開始之前和結束之后分別觀測五次左右,取其平均值;第二種方法是在測繪開始之前觀測兩次,并在井下確定3、4條定邊,再觀測兩次,一共進行4次觀測,取其平均值;第三種方式是在開始之前,進行10天以上的觀測,確定改正數,然后在每天的井下定向觀測之后再確定一次改正數,將觀測期間的所有陀螺定向邊數的觀測值求其平均數。第三種方式是一種非常復雜且工作量繁重的方法,且對時間的敏感度較差,使用的范圍較小。
三種消除誤差的方式各有其使用的范圍,并各有特點。第一種方式獲得的誤差值較大,第二種方法獲得的誤差值最大,第三種方法的誤差值最低。在計算陀螺定向邊數的時候,第一種方式是最可取的。它不僅能夠消除定向誤差對測量控制網各部分相互位置的影響,還能解決巷道貫通的問題,其運用范圍較為廣泛,是一種可以推廣使用的方法。
3.2 陀螺定向邊數的計算
我們在第一種方式下,分析陀螺定向邊數的計算。
首先,控制網的點位誤差通過定向誤差計算而來,它與待定點的導線長度成正比。
在陀螺經緯儀定向邊分段的過程中,導線點位的總誤差通過長期的實踐觀測可以獲得。
其中,定向誤差所引起的導線點的點位誤差( )、邊長丈量時偶然誤差的影響系數(μ)及系統誤差系數(λ)、水平角測角誤差( )、導線邊數(n)和杯陀螺經緯儀分成的段數(k),都將影響經緯儀導線點位的總誤差( )。
其計算公式如下:
在計算陀螺定向邊數的時候,可利用反映分段長度變化與到點長度和點位誤差關系的曲線圖,來簡單迅速的確定定向邊數。陀螺經緯儀定向邊的邊數就是如此確定的。在定向誤差為正負10″和正負15″之間,繪制出分段長度與導線長度和最遠點誤差的關系圖。我們通過圖可以觀測到,根據確定的導線距離和最遠點的誤差,只要誤差能控制在曲線2、3之間或者3、4之間,便可以獲得導線分段的必要長度,并進一步求得陀螺定向邊的邊數。
一般情況下,礦山井下控制網的設計過程中,井底的車場起點到導線終點的總長度,關系著未來較長時間的礦藏采挖工作,陀螺定向邊數的計算根據第一種控制網的設計方式完成,即可保證測繪工作的可靠性。若是控制網有多個部分,陀螺定向邊數將取各個單獨部分的數值總和。井下礦山的陀螺定向邊數的計算誤差應在正負10″和正負15″之間,這也是工程測量工作者在長期的實踐經驗中,總結而來的。
長期的實踐和分析也表明,在井下礦山測量控制網的設計工作中,可靠性在大于等于0.997的范圍內,井田的兩翼可以長達7公里,若是希望兩翼更長,則需要采用控制網的輔助歸心,且不宜設計分段長度小于500米的控制網。根據井下礦山的測量控制網的最遠點誤差和控制網的可靠性,每個導線的長度和繪制的曲線圖均可以確定陀螺定向邊數。
參考文獻:
[1] 張思華,宋淑光,孫允峰. 井下測量中常見問題及預防措施[A]. 全國礦山測量新技術學術會議論文集[C]. 2009.
關鍵詞 礦山;測量;數據處理
中圖分類號TD1 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2010)33-0248-01
1概述
我國是一個礦產資源非常豐富的國家,煤、鎢、錫、鐵及以稀有元素礦物的儲量都居世界前列。因此,我國有大量的礦山在進行生產。礦山生產也促進我國經濟的快速發展,但是,我國的大量礦山并沒有建立起一套完整的礦山地理信息系統,這給礦區可持續發展帶來了困難,為了解決好日后礦山的可持續發展、礦區環境的改善及礦山安全的防范,需要建立起一套完整的礦山地理信息系統。
2 礦山測量技術淺析
由于井下測量的特殊性,先進的一些測量儀器如GPS等不能應用于井下測量,而且很多礦山單位也都未配備全站儀,所以經緯儀仍然是井下測量的主要工具。
2.1井下角度測量
井下測角一般用測回法測量角度p時,在C點安裝經緯儀,正平對中,在后視點A前視點B懸掛垂球線作為站標,并用礦燈蒙上白紙照明垂球線。
測回法的步驟如下:1)正鏡瞄準后視點A,使水平讀盤大致對于00,讀取水平讀盤讀a1,并使十字絲的水平中絲照準垂球線上的標志,使豎盤指標水準器的氣泡居中后,讀取豎盤數Ln;2)正鏡順時針方向旋轉照準部,照準前視點B,讀取水平讀盤讀數b1和豎盤讀數LB;3)倒鏡后逆時針旋轉照準部,照準前視點B,讀取水平讀盤讀數場和豎盤讀數RB ;4)倒鏡逆時針旋轉照準部,照準后視點A,讀取水平讀盤讀數a2和豎盤讀數RA;5)最后計算一測回所測水平角為:
豎直角δ的計算公式隨經緯儀豎盤刻劃方法的不同而異。若豎盤以全圓順時針方向注記,且當望遠鏡水平時豎盤讀數為900(正鏡)和2700(倒鏡),則豎直角s的計算公式為:
2.2井下邊長測量
井下多采用懸空丈量邊長的方法。具體做法是在前、后所掛垂球線上用大頭針作出標志,作為測量傾角時經緯儀望遠鏡十字絲水平中絲瞄準的目標和鋼尺量邊時的端點。丈量邊長時,鋼尺一端刻劃對準經緯儀的鏡上中心,另一端用拉力計施加在鋼尺比長時的標準拉力,并對準垂球線上的大頭針出在鋼尺上的讀數,要估讀到毫米,每尺段以不同起點讀數三次。并且導線邊長必須往返丈量。
2.3井下高程測量
井下高程測量主要是測出各相鄰測點間的高差。施測時水準儀置于二尺點之間,使前、后視距離大致相等,這樣可以消除由于水準管軸與水準軸不平行所產生的誤差。在計算兩點間的高差時,與地面水準測量一樣,用后視讀數a減去前視讀數b,即
h=a-b
當測點在頂板上時,只要在頂板測點的水準尺讀數前冠以負號即可。
2.4礦山聯系測量
礦山聯系測量主要采用連接三角形法。由于不能在垂球線A. B點安設儀器,因此選定井上下的連接點C與C’,從而在井上下形成了以AB為公用邊的三角形ABC和ABC’,一般把這樣的三角形稱為連接三角形。當已知點D點的坐標以及DE邊的方位角和地面三角形各內角及邊長時,便可按導線測量計算法,算出A. B在地面坐標系統中的坐標及其連線的方位角。同樣,己知A,B的坐標及其連線的方位角和井下三角形各要素時,再測定連接角s’,就能計算出井下導線起始邊D’E’的方位角及D’點的坐標。
3 測量數據處理以及三維數據的選擇
測量數據或觀測數據是指用一定的儀器、工具、傳感器或其他手段獲取的反映地球與其他實體的空間分布有關信息的數據。觀測數據可以是直接測量的結果,也可以是經過某種變換后的結果。任何觀測數據總是包含信息和干擾兩部分,采集數據就是為了獲取有用的信息。干擾也成為誤差,是除了信息以外的部分,為此,就要對采集到的數據進行平差處理。為了記錄和保存這些數據,更為了方便實用,就必須設計相關的數據平差計算系統。
將常見的數據處理歸納起來列表顯示。當然,這些平差的基礎是條件平差和間接平差。
4結論
本文重點研究了礦山測量數據的處理方法,對礦山測量的施測做了一定的研究,分析和介紹了測量數據處理的方法,并根據測量數據平差計算的特點,給出了平差計算的教據結構,并建立了數學模型。礦山測量數據計算機處理和三維巷道模型構建及其可視化是數字礦山的重要內容。
參考文獻
[1]張國良,朱家飪,顧和和.礦山測量學.中國礦業大學出版社,2000:4-75.
[2]武漢大學測繪學院測量平差學科組.誤差理論與測量平差基礎.武漢大學出版社,2003.
【關鍵詞】煤礦;測量;方法;原理
0 引言
隨著計算機技術以及軟件工程的快速發展,測繪專業領域也得到了空前的發展,煤礦測量已由傳統的經緯儀、水準儀、光電測距儀、平板儀及手工記錄計算的方法,逐步轉變全站儀、電子水準儀、GPS等先進的現代儀器,為測繪行業帶來了質的突變。雖然先進的儀器使得測繪工作者更為方便、高效,但我們必須全面了解測量方法的相關原理,才能更好的為現代煤礦測量工作服務[1,2]。
1 煤礦測量方法
煤礦測量,主要依托全站儀,因此全站儀常用的方法主要有極坐標法、小角度法、前方交會法、后方交會法等。下面根據本人工作經歷,具體對各自方法進行詳細介紹。
1.1 極坐標法
根據極坐標的原理,以2個已知點建立坐標軸,并以其中1個點為極點作為極坐標系,測定觀測點到極點之間的距離,測定觀測點與極點連線和兩個已知點連線夾角的方法。如圖1所示:
假設,需測定某點C坐標,首先必須先計算已知點A、B的方位角:
采用全站儀進行極坐標測量時,具體操作步驟如下:
(1)在測站點A點安置全站儀,對中整平,然后開機,首先要對儀器進行相關參數設置,主要有溫度、氣壓、濕度、棱鏡常數、對比度等:緊接在程序中選擇測量模式為“放樣”。
(2)首先輸入已知點A的點號,測站點儀器高度,以及A點的三維坐標坐標,并照準后視點B點,輸入A點到B點的方位角,或者是輸入后視點B點的已知坐標,然后照準B點,讀出數據,作為檢核,使測出的數據與設計數據差距很小[3]。
(3)輸入待測點的坐標,然后在儀器上顯示出當前視線方向與待定方向之間的水平夾角,當該夾角接近0度時,轉動水平微動螺旋使夾角為0°。
(4)指揮將棱鏡立于視線方向上,按“測設”鍵,全站儀即測量出測站至棱鏡的水平距離,并計算出該距離與設計距離的差值,在儀器上顯示出來。
(5)儀器操作員根據計算的距離偏差指揮持鏡員,持鏡員按照此距離靠近或遠離儀器,直到偏差量滿足要求時,并在地面上打入帶有小鐵釘的木樁。
(6)木樁固定后,將棱鏡架設在木樁頂板的小鐵釘上,儀器操作人員回到常規測量界面,測定出該點坐標。
該方法在礦山地下工程測量比較常用,且該方法比較靈活,限制條件比較少,適合長距離傳遞。
1.2 小角度法
由于礦山地下開采,形成了采空區,由于采空區上方巖層長期下沉,導致地表沉陷,使得地表產生沉陷、曲率變形、水平位移、傾斜變形等,嚴重影響了礦區人民的安全狀況。因此我們必須對礦區地區地表進行監控,及時了解該處地表變形情況,其中除了我們進行常規的沉降測量外,還需對水平位移變形情況進行觀測,由于礦山在監測設計時,主要是沿著開采區走向與傾斜斷面進行布設監測點,因此小角法是一種很實用的方法。
小角度法是將儀器安置于穩定點,測定視準線位移點間的微小夾角和水平距離。如圖2,利用全站儀精確測出基準線與置鏡點到觀測點視線之間的微小角度,并按式(4)計算偏離值:
小角度法觀測時,要盡量將觀測墩埋設在兩端基點的連線上,使觀測角度微小,以減小正弦函數泰勒級數展開的舍入誤差。
1.3 前方交會法
前方交會就是利用已知坐標條件求出未知點的一種比較實用的方法。在煤礦測量中,由于煤礦地質地貌條件復雜,因此往往致使測站點無法與前方測點通視,經常需要用前方交會的方法來預計待測點坐標和待測邊邊長。
因此,必須選擇遠離變形區且穩固的目標作為定向點,測站點與定向點的距離要求大于交會邊的長度,觀測點埋設在能進行多個方向觀測的位置。前方交會的角度最好滿足30°≤α≤150°,否則觀測出的位移量受測角誤差的影響較大。如圖3,假設對工作基點C進行校核時,可在穩定區埋設2~3個基點,用前方交會法檢定C的穩定性[4,5]。
1.4 后方交會法
在礦山測量作業過程中,特別是在年代較久或廢舊礦區開展工作,經常遇到如下情況:
(1)測區已知控制點相互通視條件差;
(2)在礦區所布設的控制網,因考慮圖形條件、控制范圍、通視等,已知點大多位于較高的山上,攜帶儀器不方便,或有些測點架設儀器很困難。雖然GPS在測繪工作中以得到普遍應用,但由于各作業單位的實際情況及林區衛星信號接受等諸多因素。為解決上述問題,我們在工作實踐中,經常采用全站儀測邊后方交會來測設測站,然后進行工程放樣或測量等工作[6]。
測邊后方交會一般在待定點上架設儀器,在已知點上擺設棱鏡,假設已知點為A(Xa、Yb)、B(Xb、Yb),待定點為P, 通過測量出已知點到待定點之間的距離分別為Sa、Sb.
2 結論
隨著科學技術的發展,礦山測量逐步走向自能化。論文結合本人的生產實際情況,主要介紹了現在礦山測量依托全站儀常用的測量方法,在礦山測量生產實際當中,現代礦山測量不僅僅是狹義上的施工放樣,隨著科學的發展,逐步發展到了地表監測等,因此極坐標、前方交會、后方交會以及小角度法是最為常用也是最為熟悉的方法,論文通過對這些方法的原理進行了詳細介紹,分析了各自方法的特點,因此在以后工作過程中,可根據自身條件進行擇優選擇。
【參考文獻】
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[3]張維寬,張永勝,孟紅何.全站儀極坐標法測設物探網的一種新方法[J].價值工程,2012(11).
[4]曾慶琦.淺談小型礦山測量方法及其應用[J].北京測繪,2013(03).