任社平
(西藏天圓礦業(yè)資源開發(fā)有限公司,西藏 日喀則 857000)
在礦山儲量地質(zhì)測繪過程中,主要是結(jié)合礦產(chǎn)勘查報告、儲量核算報告、上年度礦山儲量年報等信息,通過實地測量、礦山采樣測試和地質(zhì)編錄等方法,全面整理與礦山地質(zhì)相關的資料,并在本年度有效開采量、平均損失量和資源儲量增減上作出準確估算,在此基礎上編制礦山儲量年度報告,并核算本年度保有資源儲量,真正從整體上提升礦山儲量監(jiān)管水平。其中最重要的一點就是要采用滿足礦山測繪精度要求的技術和方法。為了提升礦山儲量報告的質(zhì)量,應該在測繪基礎資料上做到及時、全面與真實可靠,對礦山企業(yè)管理者的決策提供依據(jù),切實保護礦業(yè)權(quán)人的合法權(quán)益[1]。但是傳統(tǒng)礦山測量儀器已經(jīng)顯得很落后,需要改進測繪技術,才能促使現(xiàn)階段礦山生產(chǎn)建設效率實現(xiàn)提升。本文重點對新測量設備和技術在礦山地質(zhì)測繪工作中的應用進行分析闡述,以求更好的促進礦山測繪工作。
礦山測繪工作主要是在進行礦山開發(fā)建設與生產(chǎn)的時候,為礦區(qū)的規(guī)劃設計、建設生產(chǎn)、運營管理、安全監(jiān)測及開發(fā)前期的地質(zhì)勘探和資源儲量核實等階段開展的工程測量和礦區(qū)地質(zhì)地形圖、礦體地質(zhì)剖面圖標繪等工作。
在礦山資源量管理過程中,為了提升地質(zhì)測繪技術水平,要敷設礦區(qū)測量控制網(wǎng),這是保證順利開展測量工作的基準,控制網(wǎng)的布設一般應與國家高等級控制點聯(lián)測,采用國家統(tǒng)一的坐標系統(tǒng);其次是在礦區(qū)基本控制網(wǎng)的基礎上進行礦山資源量管理各階段的測繪工作,主要有:
(1)礦區(qū)地形圖測繪。
(2)礦區(qū)采剝范圍邊界拐點與開采深度標定。
(3)露天與地下礦山生產(chǎn)建設各階段工程測繪。
(4)采空區(qū)及露采場范圍、高程測量。
(5)地質(zhì)采樣部位與采樣剖面、槽(坑)探等工程測繪。
(6)礦體或礦層厚度及定位測量等。
當前我國在礦山資源儲量方面,主要依據(jù)初期形成的礦產(chǎn)資源儲量報告,報告引用的測繪數(shù)據(jù)陳舊,精度不高,很多報告未涵蓋后期測繪方面的情況[2]。這樣就影響了儲量報告及時更新的工作效率,且準確性得不到充分保障,無法將礦山儲量具體變化狀況體現(xiàn)出來。初期測繪工作不足主要表現(xiàn)在以下幾點:
(1)選擇的測量儀器不夠先進,測繪技術方法也存在問題,得到的數(shù)據(jù)也不多。
(2)礦區(qū)野外地質(zhì)測量工作程度低,調(diào)查不到位,不全面。運用實物開展工作較少,特別是很少進行取樣化驗和物理測試等工作。
(3)大多數(shù)圖件內(nèi)容比較簡單,質(zhì)量也不高;很多大比例尺地形地質(zhì)圖主要通過小比例尺地形圖掃描放大而成,精度不高;地形地質(zhì)圖地層劃分較為單一,缺乏產(chǎn)狀與圖例等信息。
(4)測量儀器沒有年檢,尤其是在露天礦山測量工作中過分依賴手持GPS采集的地理信息數(shù)據(jù)資料,精度嚴重不夠。
(5)很多報告編寫單位測繪人員綜合素質(zhì)不高,甚至有的礦企沒有配備專業(yè)的測量技術人員,很多時候由地質(zhì)人員承擔測量工作,測繪工作質(zhì)量無法得到保障。
現(xiàn)階段若是繼續(xù)選擇以往的經(jīng)緯儀、水準儀以及平板儀測量礦山項目所有要素,不僅會極大增加工作量,也將浪費大量的時間與精力,不能達到現(xiàn)階段礦山在測繪上提出的新要求,如何改進礦山測繪技術方法的運用是我們需要重點思考的問題。
我們要將全站儀測量的優(yōu)勢充分利用起來,才能在礦山所有測量要素上有效開展實地測量工作,保證測量數(shù)據(jù)精度,避免被外界環(huán)境因素所影響,及時、準確掌握被測要素三維坐標。不過這種方法也有不足的地方,如礦區(qū)地理環(huán)境復雜、采剝或采掘速度快、地形地貌變化快等實際情況,全站儀測量易造成通視條件不好,需要不停的遷站,耗時耗力,影響測量工作效率。
GPS測量技術,對靜態(tài)、快速靜態(tài)和GPS-RTK動態(tài)測量來說,定位精度比較高,測站方面省去了必須要求通視的條件限制,避免被氣候條件所影響,操作較為方便,能夠?qū)崿F(xiàn)快速三維坐標點位測量的目的[3]。運用GPS靜態(tài)配合RTK測量技術進行礦區(qū)地形圖測繪、露天礦采剝工程量驗收測量、露采場采剝范圍測量、槽(坑)探等工程測量、露天礦邊坡及尾礦庫變形監(jiān)測等測量工作時,具有傳統(tǒng)的全站儀測量所無法比擬的優(yōu)勢。但缺點是受礦區(qū)地形與高大建筑物、電磁信號干擾等影響,在這樣的條件下開展測量工作時要多次架設基準站;另外,不適合地下礦山要素的測量。
CORS測繪技術是主要涵蓋了全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)、計算機、數(shù)據(jù)通信以及互聯(lián)網(wǎng)等技術,能夠保證測量的精度與準確性,能實現(xiàn)全天候工作,通過一臺GNSS接收機能夠完成快速定位。CORS系統(tǒng)具有操作簡便、精度高的優(yōu)點,較大地提高了測繪工作效率,減輕了野外測繪工作者的勞動強度。尤其在開展礦區(qū)地表各項測量工作時,不需要先架設基準站。缺點是CORS站的首次建設費用較高,后期需定期檢核和維護;也不能用于地下礦山測量工作中。
三維激光掃描儀作為一種新型測量技術的應用,主要選擇非接觸式高速激光測量方式,對于礦山地形環(huán)境復雜等條件下,能夠通過快速掃描方式測量被測物體,將得到的點云數(shù)據(jù)傳遞至計算機軟件進行處理后,繪制被測物體的三維模型及線、面、體、空間等圖件。三維激光掃描測量技術與常規(guī)測量技術比較,具有非接觸性目標測量、數(shù)據(jù)采樣率高、高分辨率及高精度、數(shù)字化采集、兼容性好等眾多優(yōu)點[4]。礦山采剝、采掘面凹凸不平,呈不規(guī)則狀,很多地方巖壁陡峭,人員難以到達;礦體和工程量驗收計算通常選擇計算機成圖軟件建立三角網(wǎng)、DTM三維數(shù)字模型等方法,采樣點的選取與定位采集密度會對測量計算結(jié)果影響很大。不僅如此,在礦山機械化水平提升后,礦區(qū)采剝進程變得越來越快,這就要求測繪工作要快速、高效、高精度,從而保證生產(chǎn)的順利進行,也保障了效率。對以往的測量技術來說,主要缺點是沒有影像數(shù)據(jù),顯得不夠直觀,也缺少了和數(shù)據(jù)相匹配的礦山圖件及影像資料,不能實時為管理者提供豐富的測量數(shù)據(jù)、圖件及影像資料,無法及時、準確掌握礦山的實時開采狀況。在礦山測繪工作中,GPS定位系統(tǒng)配合三維激光掃描測繪技術的應用,與工程的結(jié)合更加緊密,應用范圍更加廣泛,進一步提高了測量基礎數(shù)據(jù)的質(zhì)量,很好地解決了上述測繪方法存在的問題。缺點主要是三維激光掃描儀測量設備購置費用較高,目前還沒有廣泛應用到各礦山企業(yè)。
GIS技術也可以稱之為地理信息技術,主要根據(jù)地理空間形成地理模型,在測量的時候可以得到各種類型空間數(shù)據(jù)信息,便于工作人員掌握實時動態(tài)信息,這樣才能從整體上提升測量工作的準確性與合理性。在GIS技術支持下,可以形成更加完善的礦山數(shù)字化體系。缺點是GIS測繪技術的應用需其他測量儀器和技術方法的廣泛配合,才能獲取高精度的地理信息成果資料。
綜上所述,在礦山資源量管理工作中的每一種測繪技術方法,都有各自的優(yōu)缺點。作為測繪工作的技術和管理人員,要積極總結(jié)經(jīng)驗,注重引進先進的測繪儀器和技術方法,保證礦山測繪工作水平實現(xiàn)提升,并應結(jié)合不同的礦區(qū)地理環(huán)境和各自特點有針對性的加以應用,揚長避短,盡可能將上述測繪方法有機地結(jié)合起來,制定相互配合,合理有效的施測方法。爭取在礦山資源儲量管理工作中發(fā)揮各自的優(yōu)勢,取得良好的應用效果。