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摘要:煤炭资源是我国国民经济发展的支柱能源,煤炭开采过程复杂、位置因素多,因此需要先进的测绘技术为煤矿的生产提供技术保障和支持。本文主要介绍了当前煤矿工程生产对测绘技术的新要求,并对几项新的煤矿生产测绘技术进行了一系列描述,以供参考。
关键词:测绘技术;煤矿;生产
1当前煤矿工程生产对测绘技术提出的新要求
当前煤矿工程的现代化趋势越来越高,新技术、新装备、新工艺在生产中得到广泛的应用,不仅提高了生产的效率,降低了成本,还改善了安全生产的条件,为煤矿企业带来更大的经济利润。为了满足现代煤矿的建设与生产需求,一套与之匹配的测绘技术是不可或缺的。例如充分应用卫星遥感、GPS全球定位系统等现代测绘仪器与技术进行矿山测量。目前GPS技术、全仪站、GIS技术、RS技术等已经充分利用在矿山测量中,并不断纵深发展。对煤矿测绘技术的不断发展和应用研究是现代化煤矿得以可持续发展的保障。
2几种测绘新技术在煤矿生产中的应用
2.1GIS技术
GIS技术应用在煤矿测量中,主要体现在绘制矿山图形、进行数据管理、实时监控调度三个方面。在绘制矿山图形的过程中,GIS通过对空间地形信息准确的测量,可以对矿地利用情况及矿低的覆盖面积进行详细的测量,同时快速进行数据记录和分析,减少测量人员在数据分析中的工作量,使煤矿测量的工作更加简单、快捷化,整个测量工作的效率也得到显著提高。同时,在对测量工作的监管调度中,可以使用GIS技术来实时地传播井下的工作情况,更好地保障了测量工作的安全性。但在使用GIS技术的过程中,还要注意添加更多的专业应用系统,提升制图水平和信息资源的浏览范围。管理者也要增强自身的认识水平和对基础数据的了解,将GIS技术的功能充分地发挥出来。
2.2RS技术
RS技术在煤矿测量中的应用十分广泛,是非常重要的一种煤矿测量技术。主要应用在对煤矿地表沉陷范围与沉陷深度的检测、煤矿内部地下水的情况、煤矿中的污染情况(主要包括污染范围和污染程度)以及对煤矿所处地的边坡稳定性(主要为露天矿)。RS技术更加侧重于对数据的收集与提取(有时候RS技术测量的数据也是GIS技术中数据的来源之一)。一般来说,要实现RS技术的充分利用,在进行煤矿测量的过程中,还要注意一下几点:(1)RS基准站的建立:在建立RS基准站的过程中,一定要注意坐标的精确度,且尽量要将RS基准站建立在地势较高的地方,便于更好地接收卫星信号;(2)RS基准站的所处环境:在应用RS技术来进行测量的过程中,不宜受到外界环境的干扰,因此,RS基准站附近不能有高压电线或无线电发送源。
2.3全站仪技术
全站仪电子技术与光学技术相结合而发展出来的一种仪器,是集合了光、电、机为一个整体的高技术测量仪器,集合了高差测量、垂直角测量、水平角测量、测距等功能。广泛应用在地下隧道的施工、地上大型建筑与煤矿的建设生产的测量中。
将全站仪应用在煤矿中可以取代传统人工记录与计算分析,实现矿山三维数据的自动采集、传输以及处理。另外还可应用在矿山地表移动的监测、矿区土地复垦工程的实施以及矿区施工等方面,不仅起到加快了生产速度的作用,还提高了生产效益。全站仪在煤矿工程中常应用的操作有:测定水平角,将仪器调到角度测量模式,可以得到水平角;坐标测定,首先设定测站点的三维坐标,然后将后视点的坐标设为方向角,之后全站仪会自动计算出后视方向的方位角,之后继续转动照准部,找出站点上设定的标志,按下测量键即可得到站点的三维坐标;测定距离,与传统的井下导线测量对比,这种测绘方法精度高,操作方便,并且因为光的传播速度会受温度与气压的影响,全站仪可以自动计算出偏差值,修正温度、气压的影响;定向测量,方向控制对煤井下的巷道的挖掘与贯通非常重要,全站仪可以通过对巷道中心以及腰线进行标定来确定方向,并且相对于传统的经纬仪,这种技术测量更加简便,且精度更高。
2.4GPS技术
在测量过程中,要想保证整个工程项目的顺利进行就必须做好测绘工作,并且保证绘测的准确。GIS技术是绘测技术的一种,它既能提高绘测的质量,也能保证测绘工程的信息系统正常运行的,所以被广泛应用在煤矿测量中。GPS技术广泛应用在土地、地质等领域中,GPS技术之所以能被广泛应用是因为它具有传统绘测技术所没有的观测时间短、定位精准、效益高等特点,并且操作性很高,是新型测绘技术的一种。在煤矿测量中,GPS技术主要是对煤矿大面积沉陷区域进行监控;对没有帐篷的矿边坡进行稳定性监控;对没有帐篷的矿区进行监控,对矿区内的车辆进行调配工作;控制矿区内的构建工作。
GPS技术在煤矿绘测中的应用,既可以保证矿区内的安全,也可以对矿区内的生产进行操作,它能保障煤矿生产操作的安全化。要想提高煤矿企业在市场的竞争力,就必须加强GIS技术在煤矿测绘中的运用,现在越来越多的煤矿企业重视起了GIS技术的应用,是因为他们看到了煤矿行业未来发展的新商机。
2.5三维处理激光扫描类技术
三维处理激光扫描类技术应用所要用到的设备主要有GPS定位装置、升降台、数码相机及三维处理的激光扫描仪。此技术是通过三维处理的激光扫描仪器采集数据,然后将采集来的数据在和全球标准坐标进行融合,可以通过多类格式传输出,还可以利用相关软件同V.C++结合,将数据转化为源代码。与传统的测绘方式相比较,此技术具有以下优势:可以实时性获取三维信息;空间的精准度高;获取数据详细且可观察到图片格式的数据特性;捕获数据效率高且精准度高,提高了数据采集与分析的效率;操作更加简便,费用投资更少,应用更广泛。三维处理激光扫描类技术在煤矿测绘中主要应用如下:(1)通过对地质的剖面测量来获取较精准的地质剖面类数据;(2)对井筒安装及其断面部位的测量;(3)对露天矿区资源储存量的精准测算使其的管理更便利;(4)对地表的变化状态进行监测。
3煤矿测量技术发展中的困难
3S技术已在除煤矿、地下工程等以外的其他领域得到了迅速发展,但在煤矿测量中,因大量的日常测量工作是在井下进行的,而井下无法接收GPS卫星信号,使其应用极大限制。要将卫星发射的信息用于井下测量中,需解决岩层中的通信问题。可以采用的通信手段是以超声波作为载波,将信号通过岩层传到井下,实现井下的实时定位。要做到这一点,目前还有大量的研究工作需要做,其中最难,工作量最大的是分析超声波在各种岩性的岩石中传播的特性,以及准确及时的岩性物探方法。岩层通信技术如能研究成功,对井下安全保障将会极大改善,亦可及时掌握矿井灾害情况,为灾害救援及时提供信息。
结束语:总而言之,关于煤矿的测绘是一门交叉性质较强的科类。上述的这些新技术的发展都为我国煤矿工程的现代化做出不小的贡献。在未来的发展道路上,要想实现煤矿工程的可持续、高效益发展,先进的测绘技术将必不可少。
参考文献:
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