矿山地质测绘中数字化测量技术的应用探讨_王雅琪.pdf

收稿日期:2 0 2 1-1 1-1 3作者简介:王雅琪(1 9 9 3-),女,山西代县人,本科,2 0 1 8年6月毕业于辽宁工程技术大学,助理工程师,研究方向:矿井地质。矿山地质测绘中数字化测量技术的应用探讨王雅琪(晋能控股煤业集团 忻州窑矿,山西 大同 0 3 7 0 0 3)摘要:目前,我国的能源资源需求量较大,致使矿山开采行业需要面临重大的挑战,部分矿山开采企业存在重生产轻安全管理的问题,导致矿山开采的安全事故问题常发。为能有效降低安全事故发生率,并提高矿山资源的采出率,则需首先了解矿山地质条件,正确制定出合理、高效的开采方案。因此,本文在对较为常用的数字化测量技术进行阐述后,试着分析其在矿山地质测绘中的应用,希望能够提高矿山测绘精度,为矿山开采行业的健康发展奠定良好的基础。关键词:矿山;地质测绘;数字化测量技术中图分类号:T D 1 7 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 6-7 9 8 1(2 0 2 2)0 3-0 0 8 1-0 4 随着矿山开采行业的快速发展,矿山开采作业的难度也在持续增大,尤其是现阶段的社会生产对能源资源的需求量显著提升,如何提高矿山开采率成为现阶段需要关注的重点难题。而矿山开采深度的增大也意味着矿山开采作业更为复杂,要想保障矿山资源的开采效率,则需针对矿山地质进行合理探查,并根据矿山地质特点判断出煤矿资源的分布规律。因此,急需加强对矿山地质测绘工作的重视,下面简要分析数字化测量技术这种先进测绘技术在矿山地质测绘中的应用要点。1 数字化测量技术在矿山地质测绘中的作用分析现阶段的数字化测量技术借助计算机和信息技术以及一些先进的测量技术已经实现了测量作业和制图作业的自动化,相对来说数据采集的效率和数据处理的效率明显提升。可以说,数字化测量技术的广泛应用显著促进了测绘技术的发展进程,为各类工程测绘作业提供了更为可靠的依据。相较于传统的测绘技术,数字化测量技术可以更为直观的展现测绘数据和信息,为工程建设提供可靠的参考数据。在矿山开采过程中,矿山地质测绘的主要目的是在了解矿山区域地质条件的基础上,对矿产资源的分布规律进行有效分析,制定科学合理的开采方案,而现阶段的矿山结构相对复杂,如果还是采取原本的地质测绘技术很难保障测绘结果的可靠性。因此,急需引进先进的数字化测量技术,通过测绘技术与信息技术等的融合来提高测绘效率和测绘结果的准确性。实践证明,数字化测量技术在矿山地质测绘工作中的应用,不仅能够实现对矿山地质信息的自动化采集,还能在系统内部完成数据处理和分析工作,并借助辅助软件对所采集到的信息进行整合处理,将其绘制成可视化的地理信息图。2 现阶段矿山地质测绘中常用的数字化测量技术目前来看,我国的能源资源需求量较大,这在一定程度上推动了矿山开采行业的发展。但同时,随着矿山开采深度的加大,矿山开采的难度也随之提升。为了提高煤矿资源的采出率和保障煤矿开采作业的安全性,需要做好矿山地质的前期调查工作。因此,矿山开采中对地质测绘技术产生了较大的依赖,现阶段较为常用的地质测绘技术以数字化测量技术为主,主要包括如下几种:2.1 G I S技术在矿山地质测绘和煤矿生产环节中,G I S技术均是十分常用的测绘技术之一。在G I S技术的作用下,不仅可以详细绘制出矿山的地质构造状况,了解能源资源的分布状况,还可服务于能源生产的过程,通过提供详细的地理信息及时探查矿井生产作业中可能存在的安全隐患和问题隐患,对于提高矿井开采的安全性具有积极作用。与前期所应用的位置服务(L B S)相比,G I S技术更具应用优势,在明确地理信息的基础上,还可结合煤矿开采的作业需求,通过对各类地理信息的汇总与处理,形成空08 内蒙古石油化工2 0 2 2年第1 1期 间信息和数据,将所探查的矿山地质测绘信息以更为直观的形式表现出来1。2.2 G P S技术G P S技术应用过程中对于时间和地点的限制较小,因此在测绘作业中是较为常用的测量技术之一。由于G P S所获取的位置信息十分准确,促使其在能源生产过程中的矿区边坡监测、沉陷监测、调度车辆监测等方面发挥了突出的作用。在目前的煤矿开采作业中,G P S技术的应用可以为煤矿生产和管理提供十分可靠的管理依据和生产依据,且数据信息的获取效率十分显著,借助卫星信号可以实现对矿山地质分布状况的准确测量。但现阶段的矿山地质条件较为复杂,很难单独依靠G P S技术实现对矿山地质的精准测量,通常需要与其他先进的策略技术进行联合应用,以提升矿山地质测绘结果的可靠性。2.3 全站仪技术全站仪技术主要依托于全站仪设备,其属于一种精密性设备,可借助光学原理实现测距目标。除此之外,也可利用全站仪技术对于一些水平角度和垂直角度等进行计算,并且通过光学结构的原理将其转换为具体的地理空间信息。在前期应用中,全站仪技术主要被应用于矿山隧道的建设工程中,具体施工中可以随着隧道掘进的速度缓慢移动全站仪,实现对矿山地质状况的实时监测,这可为隧道工程的安全施工提供可靠的保障。另外,全站仪获取的数据支持在线转换,与其他勘察数据的配合度较好,该测量技术的应用可为偏心监测提供参考,能够准确获取三维坐标信息以及方位角度信息等。2.4 C G I S技术该技术属于一项系统性技术,其中主要包括数据库、三维模型以及数据库处理系统,主要服务于矿山勘测技术的处理工作。在该系统应用中,是通过对矿山地理信息和空间属性信息的具体分析,将其形成通用空间数据模型的过程。其中主要涉及的数据库包括储量数据、制图数据、测量数据和地质数据。C G I S技术通常被应用于井下空间数据的测量,对于水平数据的测量可实现快速准确和统一坐标的目标。考虑到井下作业环境的特殊性,可以采取沿着车道铺设电缆的测量措施,在此基础上能够将电缆各个节点和路径的数据进行准确获取,并确定坐标系的路径和角度。此外,该技术应用的过程中,可在系统内部完成对各类数据的计算与校正,并结合已有的技术创建出空间示意图和数据模型。该技术还支持对空间高程的测量,基于同一的水准网络计算出各个点的高程信息,最后绘制成较为可靠的井下空间示意图。3 数字化测量技术在矿山地质测绘中的应用3.1 在场地测量中的应用场地测量的主要内容包括矿井分布、场地基础设施等,在此过程中主要涉及的测量技术有全站仪技术,并利用计算机对测得的数据进行分析和处理,借助C A S S软件绘制成测绘信息图。为了提升测绘数据的准确性,可以通过反复测绘信息,并结合被测对象的实际状况对数据信息进行不断补充与完善,使其能够准确反映场地信息,为后续的场地建设和规划工作奠定良好的基础。3.2 在矿山地形和构造测量中的应用矿山地质勘测的要点为绘制出矿山地质的投影图,使其真正呈现出矿山的地质构造状况,为接下来的场地施工规划以及矿产开采作业提供可靠的参考依据。在以往的矿产地质勘测作业中,采取手动测量的方式,相对来说测量精度较低,且测量工作量偏大,很难保障测量工作的效率。而当前的煤矿开采作业对开采效率的要求较高,如果在最初的地质勘探阶段就花费大量的时间,则很容易影响后续的煤矿开采效率,且会在一定程度上降低煤矿企业的经济效益。因此,急需选用数字化测量技术代替传统的测量技术,通过提高测绘技术的自动化水平增强测绘效率。同时,可以与3 D成像技术相融合,实现对测绘信息的三维建模,将矿山地质信息以虚拟现实技术呈现出现,这可让相关的开采人员更为直观的了解矿山地形和构造特性,确保管理人员和技术人员全面了解矿山地貌信息,在此基础上保障煤矿开采计划的科学性。3.3 在矿山控制测量中的应用现阶段的矿山开采条件更为复杂,尤其是在开采深度逐渐加大的基础上,进行深部巷道施工和掘进的过程中,需要面临十分复杂的地质条件,这也为矿山控制测量工作带来了更大的难度。为此,控制测量过程中,需要合理选择数字化测量技术,利用G P S技术、G I S技术等在测量区域内布置好测量点位,在G P S技术和G I S技术的双重作用下对区域内的高程进行测量控制,尤其是G P S技术的应用可一定程度上提升测量精度和测量数据的完整性。3.4 在地下矿山测量中的应用地下矿山测量中需要优先选用防爆型数字全站仪,主要针对地下地形进行勘测。实际测量时,18 2 0 2 2年第1 1期王雅琪 矿山地质测绘中数字化测量技术的应用探讨需要将防爆型数字全站仪的精度设置成3 0,水平精度设置成1 5,采取闭合导线测量手段完成地形测量。在获取相关的地形信息后,借助专业绘图工具完成草图绘制,根据草图内容对地形测量的准确性进行检验,以提高地形测量的数据的精确性。3.5 新型数字化测量技术的应用新型数字化测量技术的应用特点表现为测量数据准确、测量方法简单和高效等,可实现对地质测绘信息的图像和数据转换,具体测量中可根据实际需求选择输出图像信息或者测量数据信息。在确定测量点位时,只需在系统内部输入准确的坐标值便可精确提示放样点位置,大大的简化了测量点设置的流程,可进一步提升测量效率。矿山地质测绘中,可充分借助新型数字化测量技术提升测绘结果准确性,为矿产资源的评估与探查提供可靠的依据2。其技术流程见图1所示:图1 新型数字化测量技术的技术流程图 将该测量技术引入到当前的矿山开采作业中,可在很大程度上减轻测量人员的工作压力,可直接利用测量分析模块完成矿山地质信息的收集和整合操作,也可有效缩短矿山开采的前期准备时间。其中的数据处理单元可以对地质工程相关的一系列信息进行全面整合,并从中提取一些与矿产资源分布相关的地质信息,方便开采人员结合地质信息掌握矿产资源的分布规律,同时也可为煤矿资源开采的方案制定打下坚实的数据基础。除上述优势以外,新型数字化测量技术还表现出了较强的兼容性,可与一些测绘技术联合应用,共同为矿山地质测绘工作提供技术支持。从某一方面来讲,新型数字化测量技术在矿山地质测绘工作中的应用也可有效缩短外业作业的时间,可减轻外业作业人员的工作压力,在提高测绘工作效率和提升测绘结果的准确性方面均发挥了突出的作用。4 结语总之,数字化测量技术的应用是提高矿山地质测绘质量和效率的重要举措,为能提高煤矿资源开采的效率,提升煤炭资源的采出率,则需首先保障矿山地质测绘结果的准确性。而数字化测量技术的测绘精度相对较高,是众多先进测绘技术的总称,具体开展矿山地质测绘作业时,可根据矿山的地势和地形特点合理选择测绘技术,充分发挥各类测绘技术的应用优势,从根本上保障测量精度,为后续矿山开采的安全作业进行保驾护航。参考文献1 P i i p p o S i m o,S a d e g h i M a r t i y a,K o i v i s t oEm i l i a,S k y t t P i e t a r i,B a k e rT i m.S e m i-a u t o m a t e dg e o l o g i c a lm a p p i n ga n dt a r g e tg e n e r a t i o nf r o mg e o c h 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HM变流器设备并完成了系统装车试验,目前装备牵引P HM变流器设备列车已正式载客运营。车载设备通过4 G无线通信方式实现了牵引数据稳定、可靠回传,基于现场回传数据完成了网压状态监测及异常预警模型、支撑电容容值及E S R参数监测模型开发,初步实现了列车牵引系统P HM功能开发。参考文献1 杜林森.轨道车辆健康诊断系统的研究D.西南交通大学,2 0 1 3.2 张全明,邓亚波.基于神经网络的机车牵引系统故障诊断研究J.控制与信息技术,2 0 1 8(3):7 4-7 7.3 李敏华,郭昆丽,王鹏宇等.基于MAT L A B的地铁牵引控制系统仿真研究J.国外电子测量技术,2 0 2 0,3 9(3):3 5-3 9.4 贾春园.P HM技术在牵引供电系统中的应用研究J.智能城市.2 0 2 0(4):1-4.5 马新娜,施文锐.高速列车状态监测大数据的预警可视化分析研究J.电子测量与仪器学报,2 0 1 9,3 3(7):2 1-1 7.6 杨倩.高速列车传动系统可靠性试验台监测及预警系统的研究D.吉林大学,2 0 1 6.7 唐海燕,唐洲.功率变换器中直流支撑电容器的选择和应用J.大功率变流技术.2 0 1 1(6):2 7-3 0.38 2 0 2 2年第1 1期王雅琪 矿山地质测绘中数字化测量技术的应用探讨