張志遠(yuǎn)，袁建民

（河南富昌建設(shè)工程有限責(zé)任公司，河南 鶴壁 458000）

礦山測量是采礦科學(xué)的一個分支，它是綜合運用測量、地質(zhì)及采礦等多種學(xué)科知識，來研究礦山勘探設(shè)計、礦區(qū)建設(shè)、礦物開采直至礦井報廢整個過程中的礦山測量及礦圖繪制的理論與方法、儀器設(shè)備的選型與校驗、測繪工程的組織實施，以及測繪成果的驗收、管理與應(yīng)用。由于礦山測量工作涉及地面和井下,不但要為礦山生產(chǎn)建設(shè)服務(wù),也要為安全生產(chǎn)提供信息，以供領(lǐng)導(dǎo)對安全生產(chǎn)做出決策。礦山測量的任何疏忽或粗率都會影響生產(chǎn)或有可能導(dǎo)致嚴(yán)重事故發(fā)生。礦山測量在礦山開采中的責(zé)任與作用都是很大的[1]。鶴壁市地質(zhì)工程多樣性方面的特點，導(dǎo)致其礦山測量工作的開展具有一定困難，儲量、開采量等數(shù)據(jù)一直處于不精確的狀態(tài)，但是隨著新的測繪技術(shù)的出現(xiàn)，為測量工作的完善提供了堅實的基礎(chǔ)，同時也能滿足當(dāng)?shù)氐V山測量測繪的全新要求[2]。

1 礦山測量新技術(shù)

20世紀(jì)60年代以后，隨著電子、激光等技術(shù)的迅速發(fā)展，推動了礦山測量儀器設(shè)備的研發(fā)工作，陀螺經(jīng)緯儀、光電測距儀、電子經(jīng)緯（水準(zhǔn)）儀、全站儀、攝影測量、GPS全球定位系統(tǒng)、遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）等新儀器、新技術(shù)，以及計算機技術(shù)等相繼在礦山測量工作中得到應(yīng)用，使傳統(tǒng)的礦山測量發(fā)生巨大變革，朝著數(shù)據(jù)采集、儲存、計算和繪圖數(shù)字化、自動化、可視化的方向發(fā)展。鶴壁市礦山測量工作隨著新技術(shù)的日新月異也有了長足的發(fā)展，目前，應(yīng)用于礦山測量工作的新技術(shù)主要有以下幾種：

1.1 全站儀

近年來，全站儀得到了進(jìn)一步發(fā)展。一方面，普通全站儀的穩(wěn)定性、操作性得到不斷改善和升級；另一方面，為適應(yīng)不同的測繪環(huán)境需要，全站儀出現(xiàn)了很多新功能和差異化產(chǎn)品。例如：

（1）免棱鏡功能。免棱鏡測距不僅大大減輕了野外作業(yè)的強度，而且解決了有些地方無法測距的困難。免棱鏡測距測程一般為200米～500米，最遠(yuǎn)可達(dá)2000米。免棱鏡全站儀代表了全站儀便捷化的發(fā)展方向。

（2）可視對中、可視照準(zhǔn)功能。這種全站儀的對中器能發(fā)出紅色光線，在地面控制點上形成一個很小的紅色斑點，可滿足對中誤差1毫米左右。

（3）電子氣泡功能。電子氣泡的分辨率（靈敏度）為2″/mm，遠(yuǎn)高于普通的圓水準(zhǔn)器和管水準(zhǔn)確，能提高儀器的整平精度。

（4）跟蹤鎖定功能。開啟跟蹤鎖定功能，手動照準(zhǔn)棱鏡，進(jìn)行初始化測距，讓儀器“記住”棱鏡。以后棱鏡移動，儀器自動跟蹤棱鏡，當(dāng)棱鏡短暫停留時，進(jìn)行測量并記錄。

（5）遙控測量技術(shù)。棱鏡桿上裝有一個全站儀的操作面板，與全站儀無線連接，一個人可以在鏡站上實現(xiàn)對全站儀的各種操控，完成測量工作[3]。

1.2 “3S”技術(shù)

“3S”技術(shù)是由全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）和遙感（RS）組成的一個有機的整體。GPS用于實時快速地提供目標(biāo)的空間位置；RS用于實時快速地提供目標(biāo)及其環(huán)境的幾何與物理信息及各種變化，發(fā)現(xiàn)地球表面上的各種變化并對GIS進(jìn)行數(shù)據(jù)更新；GIS用于對多種來源時空數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理、集成管理、動態(tài)存取。

GPS具有全天候、高精度、自動化、高效益等顯著特點，可廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。GIS由計算機系統(tǒng)、各種地理數(shù)據(jù)和用戶組成，通過計算機對各種地理數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析、合成和管理。RS利用遙感器從空中探測地面物體性質(zhì)，具有大范圍獲取數(shù)據(jù)資料，獲取信息速度快、周期短，信息量大的特點。三種技術(shù)手段有機結(jié)合進(jìn)行互補，可提高礦山測量的工作效率，如GPS與GIS結(jié)合可以對礦山危險源進(jìn)行監(jiān)測，可實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集并對收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時分析；RS與GIS結(jié)合可對土地的利用情況和分布規(guī)律進(jìn)行實時動態(tài)監(jiān)測。

1.3 慣性測量系統(tǒng)

慣性測量系統(tǒng)是通過慣性元件（陀螺儀和加速度計等）感受載體在運行過程中的加速度，由計算機對輸入的加速度進(jìn)行兩次積分，便可得出該載體在空間的位置變化，以確定載體的位置和地球重力場參數(shù)的組合系統(tǒng)。

慣性測量系統(tǒng)通常分為平臺式系統(tǒng)和便捷式系統(tǒng)，當(dāng)其與GPS系統(tǒng)組合成一個新系統(tǒng)后，則會成為高精度和定位的未來發(fā)展方向之一。兩者組合后，其性能之間能夠?qū)崿F(xiàn)有效的優(yōu)勢互補，不僅能夠?qū)^大面積的土地進(jìn)行地質(zhì)測量和參數(shù)處理，而且還能夠自動的建立三維模式框架立體圖進(jìn)行總覽，使定位和導(dǎo)航精度的穩(wěn)定性能夠得到有效的保證。在實際礦山測量工作中，慣性測量系統(tǒng)通常都是在礦山井下測量中進(jìn)行應(yīng)用。

1.4 三維激光掃描

三維激光掃描是通過高速激光掃描測量的方法，在復(fù)雜的現(xiàn)場和空間對被測物體進(jìn)行快速掃描測量，所發(fā)射的紅外線光束，一旦接觸到物體，光束立刻被反射回掃描儀，掃描儀將獲得的激光點信息進(jìn)行處理并自動存儲和計算，快速、高精度地獲取被測對象表面的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)和信息，所有的三維數(shù)據(jù)都能夠被直接地采集，在礦山測量中具有可靠性和真實性。由于它遠(yuǎn)離開采作業(yè)區(qū)，安全系數(shù)高，所以特別適用于鶴壁市復(fù)雜地形的礦山測量。

三維激光掃描技術(shù)有以下特點：①非接觸測量。采用非接觸掃描目標(biāo)的方式進(jìn)行測量，直接采集物體表面的三維數(shù)據(jù)，可用于解決危險、復(fù)雜環(huán)境以及人員難以到達(dá)的情況；②數(shù)據(jù)采樣率高。目前，激光掃描儀采樣點速率可達(dá)到數(shù)萬到數(shù)十萬點/秒，采樣速率是傳統(tǒng)測量方式難以比擬的；③主動發(fā)射掃描光源。掃描過程中可以不受環(huán)境的約束；④高分辨率。可對目標(biāo)進(jìn)行高密度的三維數(shù)據(jù)采集，從而達(dá)到高分辨率的目的；⑤數(shù)字化采集。采集的數(shù)據(jù)是直接獲取的數(shù)字信號，具有全數(shù)字特征，易于后期處理及輸出。

2 結(jié)語

在科技日新月異的今天，各種測量新技術(shù)層出不窮，把測量新技術(shù)充分應(yīng)用在礦山測量中就顯得十分重要，尋求先進(jìn)的測量方式，使測繪技術(shù)不斷成熟，培養(yǎng)能熟練掌握新技術(shù)的測量團(tuán)隊，才能更好的服務(wù)于礦山測量。