原紹波，陳其明

（1. 山東黃金礦業(yè)（玲瓏）有限公司靈山礦區(qū)，山東 招遠(yuǎn) 265400 ；2. 福建省政和縣源鑫礦業(yè)有限公司，福建 南平 353600）

在礦山開采中，礦山測(cè)量工作是較為重要的工作環(huán)節(jié)，是由專業(yè)的測(cè)量人員使用相關(guān)設(shè)備和自身專業(yè)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)，對(duì)礦山山體結(jié)構(gòu)、地質(zhì)進(jìn)行勘察、測(cè)量的過程，并對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)一步的研究和處理，從而保障礦山開發(fā)工作的順利進(jìn)行。而礦山測(cè)量水平的高低會(huì)對(duì)礦山開發(fā)質(zhì)量產(chǎn)生一定程度上的影響。隨著科技的發(fā)展，測(cè)繪技術(shù)也在不斷優(yōu)化和改進(jìn)，現(xiàn)階段，3S 技術(shù)等測(cè)繪新技術(shù)與先進(jìn)測(cè)量設(shè)備相結(jié)合，能有效提高礦山測(cè)量中效率和質(zhì)量。測(cè)繪新技術(shù)在礦山測(cè)量的應(yīng)用過程中，應(yīng)根據(jù)不同礦區(qū)的不同需求和技術(shù)優(yōu)勢(shì)合理選擇應(yīng)用，達(dá)到提高礦山測(cè)量的質(zhì)量和效率的目的[1]。

1 礦山測(cè)量工作的主要內(nèi)容

1.1 礦山工程方案設(shè)計(jì)與放樣

以礦山測(cè)量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)好礦山工程施工方案后，礦山測(cè)量人員應(yīng)根據(jù)方案進(jìn)行管線和機(jī)電設(shè)備的安置工作，以及礦山工程建設(shè)的挖掘與土建環(huán)節(jié)的測(cè)量工作。并根據(jù)礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中的基建施工與金屬礦產(chǎn)資源生產(chǎn)現(xiàn)狀，對(duì)施工、生產(chǎn)過程依照方案與測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)督，也要積極參與到礦山開發(fā)中礦產(chǎn)資源的開發(fā)與利用管理工作中去，做好礦產(chǎn)資源開發(fā)與利用關(guān)節(jié)的監(jiān)督工作，對(duì)礦山生產(chǎn)、開發(fā)過程進(jìn)行指導(dǎo)性的監(jiān)督與核查。從而保障礦山開發(fā)的綜合質(zhì)量和效率。

1.2 建設(shè)礦區(qū)內(nèi)部測(cè)量控制網(wǎng)絡(luò)

礦山工程施工中，礦山測(cè)量是首要環(huán)節(jié)，測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)也將應(yīng)用在礦山開發(fā)方案設(shè)計(jì)、礦山勘探、礦山開發(fā)以及礦山周圍環(huán)節(jié)的綜合治理等工作環(huán)節(jié)中。根據(jù)測(cè)繪數(shù)據(jù)在礦區(qū)內(nèi)部建立基準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn)，然后根據(jù)網(wǎng)點(diǎn)反饋數(shù)據(jù)建立礦區(qū)內(nèi)部的全面勘測(cè)控制網(wǎng)絡(luò)，并與國家級(jí)的控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接與數(shù)據(jù)共享，通過國家級(jí)網(wǎng)點(diǎn)與礦區(qū)網(wǎng)點(diǎn)的對(duì)比，明確網(wǎng)點(diǎn)數(shù)據(jù)并對(duì)礦區(qū)內(nèi)部的施工進(jìn)度全面監(jiān)控。另外，礦山測(cè)量數(shù)據(jù)也是礦區(qū)設(shè)計(jì)部門進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)的基礎(chǔ)資料，精確的測(cè)量數(shù)據(jù)有利于設(shè)計(jì)部門對(duì)礦區(qū)情況的掌握，從而提高設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性。

1.3 設(shè)置地表檢測(cè)點(diǎn)

礦山測(cè)量數(shù)據(jù)應(yīng)用貫穿礦山工程開發(fā)的整個(gè)環(huán)節(jié)，因此，在礦山工程建設(shè)、開發(fā)中為保障礦山開發(fā)質(zhì)量， 加強(qiáng)礦山測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和有效性尤為重要。在進(jìn)行礦山測(cè)量的過程中，礦山測(cè)量人員首先要在礦山區(qū)域地表合理位置設(shè)置長期監(jiān)測(cè)點(diǎn)，通過對(duì)巖土層結(jié)構(gòu)變化的檢測(cè)與研究，為金屬礦的勘探工作提供有效數(shù)據(jù)，從而提高設(shè)計(jì)與勘探工作的可行性。設(shè)置地表檢測(cè)點(diǎn)的測(cè)量目的是為了檢測(cè)因地表下結(jié)構(gòu)的變動(dòng)出現(xiàn)地表沉陷的問題，并根據(jù)檢測(cè)出的地表沉陷綜合信息的計(jì)算，預(yù)防施工過程中出現(xiàn)坍塌事故，有效保障礦山生產(chǎn)的安全性。

2 礦山測(cè)量中測(cè)繪新技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

測(cè)繪新技術(shù)是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)、空間科學(xué)、光電技術(shù)以及信息科學(xué)等科學(xué)技術(shù)的融合與應(yīng)用，發(fā)展為以3S 測(cè)繪技術(shù)、全站儀、三維激光測(cè)繪等關(guān)鍵技術(shù)的現(xiàn)代化測(cè)繪新技術(shù)，通過科學(xué)的手段有效獲得礦山地形、環(huán)境信息，并進(jìn)行礦山工程的合理規(guī)劃和科學(xué)開發(fā)[2]。

2.1 檢測(cè)數(shù)據(jù)數(shù)字化體現(xiàn)

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使測(cè)繪工作質(zhì)量變得越來越高，在兩者不斷以更先進(jìn)的方式融合下，大量測(cè)繪軟件的出現(xiàn)使測(cè)繪工作的開展更有效率。在測(cè)繪工作中，測(cè)繪設(shè)備與測(cè)繪軟件能夠?qū)y(cè)繪數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字化的方式體現(xiàn)，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下，改變了測(cè)繪數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式和查找方式，在金屬礦山工程方案設(shè)計(jì)或開發(fā)環(huán)節(jié)，對(duì)測(cè)繪數(shù)據(jù)的取用更加方便、快捷[3]。

2.2 自動(dòng)化水平較高

礦山測(cè)量工作較為繁雜，尤其是地形較為復(fù)雜的礦區(qū)，使用傳統(tǒng)的礦山測(cè)量方式會(huì)產(chǎn)生較大的人力、物力資源的消耗，增加礦山開發(fā)成本同時(shí)也降低了礦山開發(fā)的效率。而測(cè)繪新技術(shù)是通過對(duì)先進(jìn)設(shè)備和現(xiàn)代化檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，自動(dòng)化水平較高，在應(yīng)用過程中會(huì)有效降低對(duì)礦區(qū)人力、物力資源的浪費(fèi)。提高礦山開發(fā)效率的同時(shí)也降低了礦山開發(fā)成本。另外，測(cè)繪新技術(shù)也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)礦山測(cè)繪數(shù)據(jù)的自主運(yùn)算，有效增加測(cè)繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。

2.3 測(cè)繪數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、更新速度快

傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)不能與計(jì)算機(jī)技術(shù)有效結(jié)合，在測(cè)繪數(shù)據(jù)的紀(jì)錄、存儲(chǔ)、查找等方面工作量較大，為提高測(cè)繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，需要對(duì)測(cè)繪區(qū)域反復(fù)測(cè)量，測(cè)繪人員工作量較大，工作效率也會(huì)受影響。測(cè)繪新技術(shù)能與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)有效結(jié)合，做到對(duì)測(cè)繪區(qū)域地質(zhì)、環(huán)境數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)紀(jì)錄與存儲(chǔ)。另外，當(dāng)檢測(cè)到礦區(qū)地貌發(fā)生變化，測(cè)繪新技術(shù)下也能對(duì)測(cè)繪數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，提高了測(cè)繪數(shù)據(jù)的有效性和實(shí)用性[4]。

2.4 測(cè)繪數(shù)據(jù)運(yùn)算精確度高

傳統(tǒng)的礦山測(cè)量方法更依賴與人工操作，因礦山地貌普遍較為復(fù)雜，在測(cè)量過程中不但工作量大，卻有一定的危險(xiǎn)性，獲得測(cè)量數(shù)據(jù)后的計(jì)算與繪圖工作同樣更依賴人工，因人工操作具有不確定性因素，在測(cè)量、數(shù)據(jù)計(jì)算、制圖中容易出現(xiàn)誤差問題從而影響礦山測(cè)量工作的科學(xué)性，反復(fù)的進(jìn)行人工計(jì)算也會(huì)增加工作量、影響工作效率。3S 、全站儀等測(cè)繪新技術(shù)的使用，結(jié)合了衛(wèi)星探測(cè)技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)，能大大提高礦山測(cè)繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確運(yùn)算。

2.5 測(cè)繪結(jié)果顯示方法眾多

對(duì)測(cè)繪結(jié)果的顯示，傳統(tǒng)測(cè)繪工作是通過人工繪制圖像來完成，對(duì)測(cè)繪結(jié)果與數(shù)據(jù)的顯示方法較為單一，且在測(cè)繪數(shù)據(jù)信息傳遞、共享過程中效率較低。而測(cè)繪新技術(shù)在先進(jìn)的技術(shù)支持下，顯示方式多種多樣，包括測(cè)繪結(jié)果的數(shù)字化顯示、二維圖像顯示、三維立體圖像顯示等方式，不斷測(cè)繪效率大大提升，也加強(qiáng)的測(cè)繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精準(zhǔn)性，方便測(cè)繪人員從各個(gè)角度更直觀的了解對(duì)礦山的整體地貌，在下一步工作開展中更加便利和精準(zhǔn)。同時(shí)，也有利于提高礦區(qū)人員對(duì)礦區(qū)結(jié)構(gòu)的了解，在施工中對(duì)方位的掌握更加精準(zhǔn)，更提高了礦區(qū)人員施工過程中的安全性。

3 測(cè)繪新技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用分析

在各項(xiàng)科技快速發(fā)展和被廣泛應(yīng)用下，測(cè)繪新技術(shù)方法眾多，并具有不同的應(yīng)用方式和各自的優(yōu)勢(shì)，因根據(jù)不同礦山地貌的不同、礦山內(nèi)部結(jié)構(gòu)的差異性，對(duì)各類測(cè)繪新技術(shù)靈活搭配應(yīng)用，才能最大程度發(fā)揮出測(cè)繪新技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

3.1 無人機(jī)技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

隨著科技的進(jìn)步，無人機(jī)技術(shù)也受到了建筑、攝影等多個(gè)行業(yè)的歡迎，并隨著此類技術(shù)在市場(chǎng)的發(fā)展態(tài)勢(shì)，在無人機(jī)技術(shù)的不斷提升下，成本卻有所降低，因此更促進(jìn)了無人機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用。在測(cè)繪工作中，無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)也是目前的較為常用的測(cè)繪方式，通過紅外掃描儀、磁測(cè)儀以及輕型光學(xué)相機(jī)等航空高分辨率攝影設(shè)備，與遙感技術(shù)的結(jié)合，對(duì)測(cè)繪區(qū)域進(jìn)行拍攝和紀(jì)錄，并將測(cè)繪數(shù)據(jù)共享到計(jì)算機(jī)設(shè)備中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理工作，無人機(jī)技術(shù)也同時(shí)具備測(cè)繪數(shù)據(jù)的預(yù)處理、加密等功能。無人機(jī)技術(shù)成本低、測(cè)繪精確度相對(duì)較高，且應(yīng)用較為靈活，在礦山等較為復(fù)雜、惡劣的環(huán)境中尤其適用。

3.2 三維激光掃描技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

三維激光掃描技術(shù)是使用專業(yè)高精度掃描儀對(duì)測(cè)量物體掃描后獲得測(cè)量數(shù)據(jù)的技術(shù)，是通過激光對(duì)物體不同方位照射后對(duì)光束反射后行程條紋的計(jì)算，對(duì)反射距離感光處理行程三維立體景象的過程，從而形成物體的全息圖片，當(dāng)激光再次對(duì)全息圖片進(jìn)行照射，并通過對(duì)角度的調(diào)整，就可以對(duì)物體的全貌進(jìn)行個(gè)觀察。對(duì)物體的紋理、反射率以及三維坐標(biāo)進(jìn)行觀測(cè)，并對(duì)目標(biāo)物體快速復(fù)建。三維激光掃描技術(shù)通過在各個(gè)行業(yè)中的嘗試與探索，形成具有穩(wěn)定性強(qiáng)、安全性高、遠(yuǎn)程操控和測(cè)量數(shù)據(jù)精準(zhǔn)等技術(shù)特點(diǎn)。三維激光掃描技術(shù)是目前較為先進(jìn)的測(cè)繪技術(shù)之一，適合遠(yuǎn)距離礦山測(cè)量工作，通過坐標(biāo)為掃描控制點(diǎn)對(duì)礦山進(jìn)行遠(yuǎn)距離檢測(cè)。

3.3 慣性測(cè)量技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

慣性測(cè)量技術(shù)是根據(jù)衛(wèi)星定位技術(shù)對(duì)地面地貌、環(huán)境的測(cè)量與搜集而形成的地面是數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，能對(duì)礦山的管線、地質(zhì)重力變化等進(jìn)行有效檢測(cè)，慣性測(cè)量技術(shù)具有操作自主性強(qiáng)、方便、快捷等優(yōu)勢(shì)。根據(jù)礦山內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同，與GPS、全站儀等測(cè)量技術(shù)結(jié)合應(yīng)用，從而有效提高測(cè)量效果。慣性測(cè)量技術(shù)是利用三軸地磁解耦和陀螺儀加速計(jì)算，在慣性測(cè)量技術(shù)的發(fā)展中，使用三軸加速度計(jì)和三軸地磁解耦運(yùn)行，速度受外界環(huán)境影響出現(xiàn)誤差較大，地磁傳感器以地磁線為參照，測(cè)繪范圍較大，但測(cè)繪強(qiáng)度較低，而融入陀螺儀后，加強(qiáng)了系統(tǒng)測(cè)繪數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和精確性。

3.4 全站儀在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

全站儀是使用光學(xué)技術(shù)和機(jī)械技術(shù)相結(jié)合的測(cè)繪新技術(shù)，具有能應(yīng)用于不同角度、距離、深度、坐標(biāo)的測(cè)量優(yōu)勢(shì)，是目前較為先進(jìn)的測(cè)繪儀器，也在礦山測(cè)量中應(yīng)用較為廣泛，全站儀在角度測(cè)量中，通過同軸化原理進(jìn)行角度測(cè)量。即根據(jù)不同角度，調(diào)節(jié)調(diào)焦透鏡與望遠(yuǎn)物鏡的設(shè)置數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)測(cè)量目標(biāo)的準(zhǔn)確瞄準(zhǔn)；在進(jìn)行距離測(cè)量時(shí)，首先進(jìn)行目標(biāo)瞄準(zhǔn)，并選擇符合測(cè)量需求的測(cè)量模式，包括精測(cè)、粗測(cè)與跟蹤模式三種，測(cè)距完成后全站儀顯示目標(biāo)物體平距、物體斜距與物體高差；在進(jìn)行坐標(biāo)測(cè)量時(shí)，首先要設(shè)置測(cè)繪站點(diǎn)的三維坐標(biāo)，其次根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定方位角和棱鏡常數(shù)，根據(jù)礦山區(qū)域的大氣實(shí)際情況設(shè)置改氣溫和氣壓值，測(cè)量高度并輸入全站儀，最后開始進(jìn)行測(cè)距和坐標(biāo)測(cè)量。

3.5 GPS 定位測(cè)繪技術(shù)

目前，GPS 定位技術(shù)正廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域、科學(xué)領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域以及日常生活領(lǐng)域，GPS 靈活、便捷，在礦山測(cè)量工作中也起到極為重要的作用。GPS 定位技術(shù)引入礦山測(cè)量工作中，可通過設(shè)置多個(gè)定位點(diǎn)進(jìn)而形成一張定位網(wǎng)，對(duì)礦山進(jìn)行全方位的監(jiān)測(cè)，測(cè)量多角度的數(shù)據(jù)。通過對(duì)井下情況的探測(cè)，了解井下情況，為井下作業(yè)人員提供安全保障。除此之外，在周圍環(huán)境發(fā)生變化或溫度、風(fēng)向等天氣變化時(shí)，GPS 技術(shù)依舊不受干擾而正常運(yùn)行。測(cè)量速度快、準(zhǔn)確率高、易操作、抗干擾力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，使得GPS 定位測(cè)繪技術(shù)在礦山的前期測(cè)量后期開采工作中都發(fā)揮極為重要的作用。

3.6 3S 技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

3S 技術(shù)是將GPS、GIS 和RS 三大測(cè)繪新技術(shù)綜合發(fā)展形成的一體化測(cè)繪新技術(shù)，也被稱為空間信息技術(shù)。GPS 測(cè)繪技術(shù)是在全球定位系統(tǒng)的支持下，在礦區(qū)測(cè)量中建立全面控制網(wǎng)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山全區(qū)域、全天候的實(shí)時(shí)檢測(cè)，檢測(cè)過程不受氣候變化影響；GIS 測(cè)繪技術(shù)是在地理信息系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下，通過對(duì)信息數(shù)據(jù)庫大量數(shù)據(jù)的參考分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山區(qū)域的高效、精確測(cè)量，并通過三維形象顯示出測(cè)繪區(qū)域的立體面貌；RS 測(cè)繪技術(shù)是在遙感技術(shù)的支持下，對(duì)礦區(qū)地面變化進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，是測(cè)繪人員對(duì)礦區(qū)整體的規(guī)模和面積更加掌握。在三大技術(shù)的綜合應(yīng)用下，對(duì)礦山地貌地形的測(cè)繪效率和精確度大幅度提升，同時(shí)在對(duì)礦山全區(qū)域的實(shí)時(shí)檢測(cè)下，能有效幫助治理礦區(qū)環(huán)境污染等問題。

4 結(jié)語

通過以上分析，礦產(chǎn)資源的開采促進(jìn)了國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，礦山測(cè)量工作直接影響礦山開采的科學(xué)性與安全性，為提高礦山測(cè)量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，采用遙感、地理信息系統(tǒng)、全站儀等測(cè)繪新技術(shù)進(jìn)行礦區(qū)測(cè)繪，通過詳細(xì)、精準(zhǔn)的測(cè)繪數(shù)據(jù)，提高礦區(qū)人員對(duì)礦山內(nèi)部結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和掌握，并為礦山施工方案設(shè)計(jì)提供有力的數(shù)據(jù)支持，同時(shí)提高礦山施工人員的施工安全，加強(qiáng)礦山環(huán)境的綜合治理。