李 鐘

（哈爾濱環(huán)宇測繪有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

1 礦山測量技術(shù)及貫通測量的發(fā)展現(xiàn)狀

礦山測量作為大地測量學(xué)與測量工程的分支其主要任務(wù)如下：

（1）礦山測量在礦山勘探和開發(fā)過程中研究所涉及的礦區(qū)地形測繪、礦區(qū)控制測量、礦井定向、礦井貫通、采掘延伸、礦山生產(chǎn)安全監(jiān)測和礦區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與治理；

（2）礦山測量直接應(yīng)用于礦井建設(shè)、礦產(chǎn)資源勘探、礦井生產(chǎn)與環(huán)境恢復(fù)等過程；

（3）礦山測量是實踐性和工程性很強的與采礦、環(huán)境、地質(zhì)、信息科學(xué)等交叉的學(xué)科。

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，當(dāng)今的礦山測量與傳統(tǒng)的礦山測量有了很大的發(fā)展，當(dāng)今的礦山測量融入了計算機技術(shù)、軟件技術(shù)和通信技術(shù)等技術(shù)?，F(xiàn)代礦山測量已經(jīng)跨入了以遙感、全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)為主的3S 技術(shù)時代。數(shù)字礦山的建設(shè)提上了日程。數(shù)字礦山是指在礦山范圍內(nèi)建立一個三維信息模型，礦山的所有信息按著三維空間坐標(biāo)進(jìn)行記錄，提供一個方便、快捷的檢索和顯示手段，相關(guān)工作人員可以快速、準(zhǔn)確的了解和利用礦山的全部信息。

數(shù)字礦山將原有的信息數(shù)字化，將其按著三維坐標(biāo)構(gòu)建起來一個數(shù)字礦山，將礦山和礦體詳細(xì)、全面的刻畫出來。同時，數(shù)字礦山在原有礦山的基礎(chǔ)上將空間位置間接的相關(guān)變動的信息融入其中，組成了意義更廣泛的多維礦山，讓人們隨時了解儲量、生產(chǎn)、機電、人事等方面的變化[1]。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)近年來在礦山的應(yīng)用越來越廣泛，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以幫助相關(guān)工作人員了解礦山的工作環(huán)境，對礦山的風(fēng)險進(jìn)行預(yù)測和對典型礦山進(jìn)行事故分析和再現(xiàn)。通過傳感器等實現(xiàn)了人和機器的相互作用，如圖1所示，虛擬現(xiàn)實技術(shù)提高了礦山安全和礦井工人的安全保護(hù)意識。

現(xiàn)代礦山測量在傳統(tǒng)礦山測量的基礎(chǔ)上增加了礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展研究、礦山安全生產(chǎn)監(jiān)測、資源與環(huán)境規(guī)劃、數(shù)字化與可視化等內(nèi)容，更加合理的開發(fā)和利用礦山資源、保護(hù)礦區(qū)環(huán)境，實現(xiàn)礦山的可持續(xù)發(fā)展[2]。

當(dāng)前的測量儀器已經(jīng)集成了多種傳感器并將其功能互補，空間測量技術(shù)手段與數(shù)字地面一體化測圖系統(tǒng)構(gòu)成了良好的互補關(guān)系。國內(nèi)外礦區(qū)貫通測量中已經(jīng)廣泛應(yīng)用計算機技術(shù)、GPS、光電測距儀、陀螺儀、防爆型的全站儀、激光指向儀等設(shè)備，礦山資源信息管理和測算繪圖自動化的研究也在興起。

新的測量技術(shù)手段和新型測量儀器的應(yīng)用為礦山巷道貫通提供了更可靠的支持。礦山巷道貫通測量技術(shù)已經(jīng)取到了巨大的進(jìn)步，但是還有很多問題需要解決和研究。新儀器和新技術(shù)在礦山工程數(shù)字化進(jìn)程中的推廣和使用；傳統(tǒng)測量方法向現(xiàn)代化測量方法的轉(zhuǎn)變效率；礦山的地面測量已實現(xiàn)了快速定位和自動導(dǎo)航，而礦井里卻無法實現(xiàn)快速定位與自動導(dǎo)航。

圖1 礦山工程精準(zhǔn)監(jiān)測虛擬技術(shù)

2 礦山巷道貫通測量存在的問題

礦山巷道貫通是一項十分重要的工作，巷道必須按著設(shè)計的要求精準(zhǔn)貫通，貫通的誤差一定要在允許誤差的范圍內(nèi)，否則會造成大量的人力、財力的浪費，可能會影響工期，有時會對工程造成嚴(yán)重的影響。因此，我們在礦山巷道貫通測量的精度，對礦山巷道貫通測量中存在的問題要十分注意[3]。礦山巷道貫通測量常存在以下問題：

（1）原始資料的可靠性，由于測量手段和方法的改進(jìn)，原有巷道的測量結(jié)果和數(shù)據(jù)與現(xiàn)階段的存在偏差，因此在巷道貫通時應(yīng)對原有數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗，對誤差進(jìn)行分析和校正；

（2）測量工作是一項十分精細(xì)的工作，測量過程的每一步驟都可能存在問題，因此在巷道貫通測量過程中應(yīng)對每一項工作進(jìn)行檢核，反復(fù)進(jìn)行計算，確保準(zhǔn)確可靠，將誤差控制在允許誤差的范圍內(nèi)；

（3）巷道貫通測量是一項連續(xù)的工作，在測量過程中操作不恰當(dāng)，自然條件等因素都可能增加誤差，因此在工作過程中采用提高精度的措施，采用擋風(fēng)措施、增加導(dǎo)線長度等來減小誤差；

（4）在巷道貫通測量過程中會有很多測點，稍有不注意就會用錯測點，因此在測量過程中應(yīng)該認(rèn)真仔細(xì)的核對點位；

（5）巷道貫通測量是在運輸大巷和斜井內(nèi)進(jìn)行施測，這過程中存在很大的安全問題，因此在測量過程中注意操作人員和儀器的安全；

（6）巷道貫通掘進(jìn)過程中，掘進(jìn)的方向和坡度都會影響貫通的質(zhì)量，因此在巷道掘進(jìn)過程中應(yīng)及時根據(jù)測量的成果來調(diào)整巷道的掘進(jìn)方向和坡度，并將所獲得的信息及時進(jìn)行測量填圖；

（7）在巷道貫通過程，將要實現(xiàn)貫通時可能存在很大的安全問題，如涌水、瓦斯超標(biāo)和相關(guān)人員生產(chǎn)工作等問題，因此在巷道貫通還剩二十米左右時，測量的相關(guān)工作人員要以書面報告的形式上報有關(guān)部門，采取相應(yīng)的安全措施；

（8）在巷道貫通過程中可能會使用一些新儀器，可能存在操作不規(guī)范等問題，因此在新儀器投入使用之前一定要培訓(xùn)相關(guān)工作人員的操作，確保在使用過程中嚴(yán)格遵守操作規(guī)程和技術(shù)要求。

3 礦山巷道貫通測量新方法的應(yīng)用

礦山巷道貫通測量除一些傳統(tǒng)的測量儀器，還應(yīng)用了防爆全站儀、GPS 定位等技術(shù)，其對數(shù)字化礦山建設(shè)具有推動作用。通常應(yīng)用GPS 技術(shù)進(jìn)行地面近井點的網(wǎng)形布設(shè)，井下作業(yè)時采用防爆全站儀[4]。根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，巷道貫通相遇點在水平重要方向上的誤差小于±0.3m，垂直方向的誤差小于±0.2m。應(yīng)用GPS 技術(shù)和防爆全站儀等新儀器，可以實現(xiàn)在水平重要方向上的預(yù)計誤差為±0.120m，垂直方向預(yù)計誤差±0.090m。應(yīng)用GPS技術(shù)和防爆全站儀后，地面平面控制的預(yù)計誤差分別減小了29%，井下平面控制的預(yù)計誤差分別減小了24%，井上下的預(yù)計誤差分別減小了24%。應(yīng)用GPS技術(shù)和防爆全站儀具有高精度、高效率、錯誤率低、節(jié)約人員、勞動強度降低、影響生產(chǎn)少等優(yōu)點，可以更好的服務(wù)于礦山貫通測量和其它測量工作。GPS技術(shù)和防爆全站儀不僅具有明顯的先進(jìn)性、可行性，而且與數(shù)字化礦山的發(fā)展趨勢相符合，具有較好的應(yīng)用前景。GPS技術(shù)和防爆全站儀更適用于一些巷道較長、更大的貫通工程，更能體現(xiàn)其精度、占用時間以及綜合效益等方面的優(yōu)勢[5]。

4 結(jié)論

礦山巷道貫通測量在礦山建設(shè)中具有重要的地位，新技術(shù)和新方法對礦山巷道貫通測量具有很大的推動作用，本文詳細(xì)介紹了GPS技術(shù)和防爆全站儀與傳統(tǒng)測量方法具有高精度、高效率、錯誤率低、節(jié)約人員、勞動強度降低、影響生產(chǎn)少等優(yōu)點，GPS技術(shù)和防爆全站儀具有良好的應(yīng)用前景，經(jīng)濟價值和效率均較高。