摘 要：在以科技創(chuàng)新為主要手段的科學(xué)數(shù)字化的今天，傳統(tǒng)的測(cè)量手段已不能滿足當(dāng)前煤礦測(cè)量的要求，無(wú)論測(cè)繪技術(shù)還是測(cè)量工具都需要進(jìn)行一次根本性的變革。測(cè)繪新技術(shù)的出現(xiàn)不僅解決了煤礦測(cè)量中的測(cè)繪難題，更在煤礦測(cè)量工具和技術(shù)的更新?lián)Q代中起到了劃時(shí)代的作用，使得測(cè)量數(shù)據(jù)更加精確、及時(shí)、便捷。本文詳細(xì)介紹了煤礦測(cè)量中的測(cè)繪新技術(shù)，并結(jié)合實(shí)際介紹測(cè)繪新技術(shù)在煤礦測(cè)量中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：煤礦測(cè)量；測(cè)繪新技術(shù)；應(yīng)用

引言

煤礦資源對(duì)我國(guó)的發(fā)展起到了舉足輕重的作用，而煤礦測(cè)量作為煤礦開(kāi)采的重要組成部分，它在當(dāng)今所起到的作用越來(lái)越受到人們的重視。在煤礦的勘測(cè)設(shè)計(jì)階段、開(kāi)采階段、后期的運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段，通過(guò)煤礦測(cè)量技術(shù)所得數(shù)據(jù)的分析來(lái)提供煤礦的安全信息保障，但由于傳統(tǒng)測(cè)量工具的精度、測(cè)量范圍、尺寸受本身加工設(shè)備的影響，往往小誤差的測(cè)量在煤礦開(kāi)采中會(huì)被放大，不僅直接影響到煤礦開(kāi)采的經(jīng)濟(jì)效益，更大大降低了煤礦作業(yè)工人的安全系數(shù)。測(cè)繪新技術(shù)的出現(xiàn)不僅解決了測(cè)量精度上的難題，更加提高了工人的安全系數(shù)和煤礦開(kāi)采的經(jīng)濟(jì)效益，是數(shù)字時(shí)代下煤礦測(cè)量的必然發(fā)展趨勢(shì)。

1 新測(cè)繪技術(shù)在煤礦測(cè)量中的重要性

近年來(lái)，由于對(duì)煤礦測(cè)量工作的失誤，煤礦事故在各地頻頻發(fā)生。煤礦測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性對(duì)煤礦的安全作業(yè)具有重大的意義。而新測(cè)繪技術(shù)的出現(xiàn)使煤礦測(cè)量技術(shù)邁向了新的高度，它不僅使煤礦測(cè)量實(shí)現(xiàn)了由傳統(tǒng)型向科學(xué)型的轉(zhuǎn)變，而且它通過(guò)應(yīng)用“3S”技術(shù)、全站儀、慣性測(cè)量系統(tǒng)等一系列數(shù)據(jù)獲取高精密性、數(shù)據(jù)傳輸及時(shí)便捷性、數(shù)據(jù)全天候動(dòng)態(tài)跟蹤性實(shí)現(xiàn)了對(duì)煤礦開(kāi)采的科學(xué)管理，使煤礦作業(yè)更加安全、經(jīng)濟(jì)效益更加明顯。

2 煤礦測(cè)量中的測(cè)繪新技術(shù)

2.1 “3S”技術(shù)

即GPS——衛(wèi)星定位技術(shù)；GIS——地理信息技術(shù)；RS——遙感技術(shù)。“3S”技術(shù)融合了以上三種技術(shù)的科技優(yōu)勢(shì)。作為數(shù)字化時(shí)代下的高科技產(chǎn)品，近年來(lái)隨著“3S”技術(shù)不斷的更新和完善，其運(yùn)行的穩(wěn)定性、科技的先進(jìn)性、空間數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確及時(shí)性越來(lái)越多的被應(yīng)用到煤礦測(cè)量領(lǐng)域。

GPS——衛(wèi)星定位技術(shù)。自動(dòng)化、高精度、全天候是GPS的主要技術(shù)特點(diǎn)。在煤礦測(cè)量當(dāng)中，主要用于布置煤礦區(qū)域的測(cè)量控制系統(tǒng)，一方面可對(duì)煤礦區(qū)域的地理地貌、幾何分布等進(jìn)行數(shù)字化的監(jiān)控，還可以對(duì)礦區(qū)的土表的沉降程度根據(jù)自身的全天候、自動(dòng)化技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行全方位的監(jiān)測(cè)，對(duì)于礦井下部礦道的彎曲程度進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的監(jiān)控，對(duì)于煤礦區(qū)域的周邊環(huán)境進(jìn)行一定的檢測(cè)，同時(shí)還可以對(duì)礦井中的小車進(jìn)行定位和調(diào)度。

GIS——地理信息技術(shù)。GIS的主要技術(shù)特點(diǎn)則是用圖形或者地圖的方式對(duì)煤礦以及周邊區(qū)域地理信息數(shù)據(jù)的采集和描述，同時(shí)也可以對(duì)圖形進(jìn)行動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)更新和修改。在煤礦測(cè)量中GIS技術(shù)主要用于編輯繪制煤礦的地理地貌圖形，并且通過(guò)分析動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)圖形中地理地貌的變化來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)整圖形，同時(shí)也可以通過(guò)調(diào)度系統(tǒng)對(duì)井下作業(yè)進(jìn)行監(jiān)控。

RS——遙感技術(shù)。RS遙感技術(shù)主要特點(diǎn)是利用外層太空的遙感來(lái)對(duì)地表的光譜變化進(jìn)行監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集，對(duì)煤礦區(qū)域以及周邊的地理地形環(huán)境進(jìn)行具體的觀測(cè)，從而研究井下采礦作業(yè)對(duì)周圍環(huán)境的影響。通過(guò)對(duì)RS遙感技術(shù)所采集到的數(shù)據(jù)的分析和整理，提高煤礦作業(yè)區(qū)域的生態(tài)環(huán)境，有利于煤礦作業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2.2 全站儀

全稱為全站型電子測(cè)速儀，全站儀通過(guò)與計(jì)算機(jī)二者結(jié)合在一起，能夠高效的建立起礦山的三維系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，從而有效的進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、分析、整理，避免了大量的人工數(shù)據(jù)輸入所帶來(lái)的誤差，使得數(shù)據(jù)的處理更加便捷、有效、精確。

2.3 ISS——慣性測(cè)量系統(tǒng)

區(qū)別于GPS定位系統(tǒng)，它能夠動(dòng)態(tài)化、全天候、高效性的對(duì)不同環(huán)境、不同區(qū)域下的煤礦進(jìn)行測(cè)繪。在一定程度上可以和GPS定位系統(tǒng)功能優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

3 測(cè)繪新技術(shù)在煤礦測(cè)量中的應(yīng)用

3.1 全站儀在煤礦測(cè)量中的應(yīng)用

全站儀的技術(shù)特性集經(jīng)緯儀和測(cè)距儀的優(yōu)點(diǎn)于一體。全站儀在測(cè)量過(guò)程中測(cè)量結(jié)果以數(shù)字形式呈現(xiàn)，其操作便捷、功能穩(wěn)定、數(shù)據(jù)結(jié)果可通過(guò)數(shù)據(jù)采集記錄電子手薄采集到室內(nèi)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、圖形繪制等一系列一體化作業(yè)。地面控制測(cè)量、地形地貌測(cè)量等可通過(guò)全站儀的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行精確測(cè)量，同時(shí)也可應(yīng)用于礦井下測(cè)量工作。在今后煤礦測(cè)量中，因其測(cè)量的精確化、智能化、數(shù)據(jù)數(shù)字化使其成為煤礦測(cè)量工具的主要發(fā)展方向。全站儀與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)可建立煤礦區(qū)域的三維數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸?shù)让旱V測(cè)量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。目前，在各礦區(qū)的測(cè)量工作中，以全站儀為主導(dǎo)的測(cè)量工具正在逐步的替代傳統(tǒng)的測(cè)量工作，不僅大大增加了測(cè)量的準(zhǔn)確性，更使得測(cè)量數(shù)據(jù)的獲取更加全面，測(cè)量結(jié)果的處理更加智能化、數(shù)字化。

在當(dāng)?shù)氐哪趁旱V測(cè)量中，利用全站儀測(cè)量數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)定位數(shù)據(jù)對(duì)比，如表1所示。

表1 全站儀定位與傳統(tǒng)定位測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)比表

通過(guò)表1對(duì)比可以看出：

全站儀定位數(shù)據(jù)比傳統(tǒng)測(cè)量數(shù)據(jù)更高速、高效，應(yīng)用范圍更廣，節(jié)約人力物力更加明顯；全站儀測(cè)量范圍更大，更加實(shí)用，逐漸會(huì)成為工程測(cè)量的首選手段；全站儀測(cè)量數(shù)據(jù)平差比傳統(tǒng)的測(cè)量導(dǎo)線網(wǎng)平差更加快捷，平差精度也相對(duì)較高。

3.2 GIS技術(shù)在煤礦測(cè)量中的應(yīng)用

GIS技術(shù)在煤礦測(cè)量中的應(yīng)用主要體現(xiàn)以下三個(gè)方面：一是礦山區(qū)域地理地形圖的快捷繪制。GIS通過(guò)與GPS定位技術(shù)的結(jié)合，在礦區(qū)地形圖的繪制過(guò)程中不僅可以整體的繪制礦山的地貌地圖，而且通過(guò)GPS對(duì)區(qū)域具體位置的定位與GIS地理全貌的數(shù)據(jù)分析整理，使得煤礦區(qū)域中具體的地理地貌圖形在煤礦測(cè)量中有更加清晰、更加精確的定位和描述；二是優(yōu)良的煤礦測(cè)量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。不僅使測(cè)量數(shù)據(jù)方便進(jìn)行存儲(chǔ)、整理，更使得測(cè)量數(shù)據(jù)的查詢更加的數(shù)字化、人性化，提高了測(cè)量數(shù)據(jù)處理的工作效率；三是GIS技術(shù)應(yīng)用到監(jiān)控系統(tǒng)過(guò)程中。特別是應(yīng)用到井下煤礦作業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，不僅可以實(shí)時(shí)的、動(dòng)態(tài)的監(jiān)控井下的煤礦作業(yè)，而且可以對(duì)礦井以下的地形地貌進(jìn)行全方位全天候的可視化監(jiān)控。這一系統(tǒng)的誕生和應(yīng)用，創(chuàng)造了煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的新型管理模式，為煤礦的安全生產(chǎn)提供了強(qiáng)有力的保障。

3.3 GPS定位技術(shù)的升級(jí)——ISS，即慣性測(cè)量系統(tǒng)

慣性測(cè)量系統(tǒng)與GPS系統(tǒng)的區(qū)別在于：避免了GPS系統(tǒng)信號(hào)限制的局限性。慣性測(cè)量系統(tǒng)可在不同的自然環(huán)境、不同的地理地貌的條件下，利用慣性導(dǎo)航的原理，對(duì)距離、經(jīng)緯度、重力感應(yīng)、高程、方位角及垂線偏差等數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，主要應(yīng)用到以下幾個(gè)方面：一是檢測(cè)地表的沉降和幾何形變；二是對(duì)煤礦以及周邊區(qū)域的地震預(yù)防和監(jiān)測(cè)；三是對(duì)礦井下管道進(jìn)行位移監(jiān)測(cè)；四是彌補(bǔ)GPS技術(shù)缺陷，同GPS定位系統(tǒng)組合成高精度、全角度、全天候的定位系統(tǒng)，在一定程度上可以實(shí)現(xiàn)兩種系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。通過(guò)使用慣性測(cè)量系統(tǒng)和定位系統(tǒng)的結(jié)合，其導(dǎo)航和定位的精確度在實(shí)際的測(cè)量工作中明顯的有很大提高。

3.4 RS技術(shù)在煤礦測(cè)量中的應(yīng)用

RS技術(shù)，即遙感技術(shù)。RS技術(shù)利用外層空間對(duì)礦區(qū)地表表層所發(fā)出的電磁波的監(jiān)測(cè)和截取，對(duì)光譜信息進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理和分析，組合成圖像，圖像中包括對(duì)地表的植被和土壤等生態(tài)環(huán)境變化的分析，通過(guò)圖形成像來(lái)顯示礦區(qū)的開(kāi)采對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境變量的影響，從而有效合理的利用礦區(qū)的土地，達(dá)到礦區(qū)的開(kāi)采對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響最小化。

4 結(jié)束語(yǔ)

測(cè)繪新技術(shù)的出現(xiàn)是煤礦測(cè)量革新的必然結(jié)果，“3S”技術(shù)、全站儀、慣性測(cè)量系統(tǒng)的出現(xiàn)不僅代替了傳統(tǒng)粗放式的測(cè)量手段，更使煤礦測(cè)量的精度、效率、圖像處理得到了很大的改善，在數(shù)字化、信息化的今天，測(cè)繪新技術(shù)的發(fā)展無(wú)疑如一股浪潮一般推動(dòng)了煤礦測(cè)量工作優(yōu)質(zhì)、高效化作業(yè)，在煤礦測(cè)量乃至整個(gè)測(cè)量史上涂上了濃墨重彩的一筆。作為數(shù)字時(shí)代的科技產(chǎn)物，必將迎來(lái)更加光輝燦爛的明天。

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作者簡(jiǎn)介：金祥波（1978-），男，漢族，大專學(xué)歷，甘肅省靖遠(yuǎn)縣人，助理工程師，1999年參加工作在甘肅窯街煤電集團(tuán)天祝煤礦工作，2006年應(yīng)聘于內(nèi)蒙古利民煤焦有限責(zé)任公司煤礦，主要從事煤礦地質(zhì)、測(cè)量、煤質(zhì)、防治水技術(shù)及管理工作。