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        測繪新技術(shù)在煤礦測量中的應(yīng)用分析

        2022-07-01 01:59:24宋曉曉
        裝備維修技術(shù) 2022年7期
        關(guān)鍵詞:新技術(shù)測繪應(yīng)用

        宋曉曉

        摘? 要:為了實現(xiàn)對煤炭的安全、高效和精準開采,在生產(chǎn)過程中需要做好測繪工作。測繪工作的主要內(nèi)容是獲取實時地理坐標、施工用的角度和距離等。在過去,測量多通過水準儀來完成,不僅測量的效率低,獲取數(shù)據(jù)量有限,而且出現(xiàn)錯誤的可能性極大。煤礦井下很多距離和水平度的測量是通過傳統(tǒng)的拉線測量的,這給施工帶來了極大的不便。隨著時代的發(fā)展,一些新的測繪技術(shù)不斷出現(xiàn),例如全站儀、GPS、遙感技術(shù)等,極大地方便了煤礦生產(chǎn)測量。本文從目前煤礦使用的幾種主要測繪技術(shù)入手,探討了這些測繪新技術(shù)在煤礦測量中的應(yīng)用情況。

        關(guān)鍵詞:測繪;新技術(shù);煤礦測量;應(yīng)用

        1測繪新技術(shù)分類

        1.1激光測距儀測繪技術(shù)

        在煤礦井下生產(chǎn)過程中,需要經(jīng)常對距離和水平度進行測量。為了提高測量的效率和精度,使用了激光測距儀。激光測距儀的原理非常簡單,主要利用激光發(fā)散性低且直線傳播的特點。經(jīng)過有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,激光測距儀對距離的測量精度非常高,在近距離測量時誤差可以達到毫米級別。目前,激光測距儀有手持式和固定式兩種。

        1.2GPS測繪技術(shù)

        通常情況下,GPS指的是全球定位系統(tǒng)(GlobalPositionSystem),利用衛(wèi)星來實現(xiàn)空間位置定位,主要獲取實時經(jīng)緯坐標。在實際測量過程中,多使用能提供這種定位服務(wù)的芯片。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,這種定位芯片的尺寸越來越小,集成度越來越高,較好地滿足了各種條件下的測量要求。單臺GPS設(shè)備的定位精度通常情況下并不高,誤差可以達到數(shù)十米。為了提高測量精度,通常使用多臺GPS設(shè)備進行測量。在測量時,一臺GPS設(shè)備作為基站,使用多個GPS設(shè)備同時測量,最后通過差分消除這種誤差。采用這種方式,測量精度可以到達厘米級別,甚至毫米級別。

        1.3遙感技術(shù)

        隨著測繪技術(shù)的發(fā)展,遙感技術(shù)也被應(yīng)用到煤礦領(lǐng)域。遙感技術(shù)就是通過遠距離感知目標反射的電磁波、可見光及紅外線等,從而實現(xiàn)對目標物體的感知?,F(xiàn)代遙感技術(shù)主要是通過衛(wèi)星來實現(xiàn)的。在煤礦領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的就是航空攝影技術(shù)和InSAR(InterferometricSyntheticApertureRadar,合成孔徑雷達干涉)技術(shù)。遙感技術(shù)最大的優(yōu)點在于實現(xiàn)了對大面積地表的全天實時監(jiān)測,并實現(xiàn)了對測量數(shù)據(jù)的可視化處理,極大地方便了礦山測量。

        1.4RS測繪技術(shù)

        RS測繪技術(shù)本質(zhì)也是遙感技術(shù),該技術(shù)最先主要應(yīng)用于航空領(lǐng)域。近年來,RS測繪技術(shù)逐漸應(yīng)用于煤礦開采的測量中。在煤礦測量時,采用RS測繪技術(shù)能夠?qū)ΦV井地表進行大規(guī)模的同步觀測,在礦井實際測量過程中,經(jīng)常將GPS與RS測繪技術(shù)相結(jié)合使用,其目的是提高礦井測量的準確性。采用RS測繪技術(shù)測量時可對礦區(qū)環(huán)境進行大規(guī)模監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)異常時會通過相關(guān)設(shè)備將采集到的信息及時傳遞給計算機,并對信息數(shù)據(jù)進行分析,最后將分析結(jié)果反饋給工作人員,從而評估礦山周圍的環(huán)境安全水平,并采取相應(yīng)的措施減少煤礦開采中的安全隱患,促進煤礦企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

        2煤礦測量中測繪新技術(shù)的具體應(yīng)用

        以上介紹了煤礦測量中常見的幾種測繪新技術(shù)。為了更深刻地認識這些測繪新技術(shù),分析了一些測繪新技術(shù)在煤礦測量中的應(yīng)用情況。

        2.1激光測距儀測繪技術(shù)在巷道掘進中的應(yīng)用

        在煤礦開采過程中,需要掘進大量的巷道。在巷道掘進過程中,保證巷道的施工精度十分重要。巷道施工過程中一個重要的指標就是水平度,即巷道的傾角。通常情況下,巷道比較長,若不能保證巷道有一個穩(wěn)定的傾角,則很容易在局部地區(qū)形成一個低洼區(qū),這個低洼區(qū)的存在不利于排水。此外,若巷道施工的傾角偏離過大,則會導(dǎo)致某些巷道的空間層位相差過大。在過去巷道施工時,通常采用掛設(shè)標線的方式,由于標線在時刻移動,在施工過程中會出現(xiàn)較大的誤差。為了提高巷道掘進施工的精度,井下巷道掘進過程中使用了激光測距儀。在施工時,將激光測距儀固定在一個合適的位置保持不動,根據(jù)激光信號標定的位置進行施工。采用這種方法,可以在很大程度上保證巷道斷面尺寸和水平度滿足要求。與傳統(tǒng)的施工測量方式相比,這種方式可以省去施工過程中的校正測量工作。

        2.2GPS測繪技術(shù)在煤礦定位中的應(yīng)用

        在煤礦開采中,準確地標定礦區(qū)的地理坐標十分重要。煤礦采掘工程平面圖都鋪設(shè)在經(jīng)緯網(wǎng)坐標上,這就要求準確地定位采掘工作面的實時地理坐標,這不僅關(guān)系到生產(chǎn)的效率,還關(guān)系到生產(chǎn)的安全性。若在施工時地理坐標偏差過大,則很可能導(dǎo)致工程出現(xiàn)大量的返工,嚴重影響開采的效率。此外,若工作面的地理坐標定位不準確,很可能出現(xiàn)越界開采問題。越界開采不僅會引起一些煤礦地質(zhì)災(zāi)害,例如透水、瓦斯泄漏等,還會導(dǎo)致越界開采區(qū)域上方的地表建筑物出現(xiàn)嚴重的損壞。為此,需要準確地測量礦區(qū)地理坐標。在測量礦區(qū)地理坐標時,GPS技術(shù)發(fā)揮著重要的作用。GPS測量儀不僅體積小、使用方便、便于攜帶,而且在合適的條件下具有相當(dāng)高的測量精度。此外,合理地利用GPS測量數(shù)據(jù),還可以構(gòu)建礦區(qū)周邊的環(huán)境模型。

        2.3遙感技術(shù)在礦山生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

        隨著煤礦開采引起的環(huán)境問題逐漸得到關(guān)注,煤礦企業(yè)開始重視對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境變化的監(jiān)測。礦區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測內(nèi)容主要包括地表河流面積變化情況、地表植被變化情況,最重要的一點是對礦山開采形成的沉陷區(qū)進行測量。通常情況下,礦區(qū)的面積比較大,實現(xiàn)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測存在一定的困難。近些年來,隨著遙感技術(shù)的興起,航空攝影技術(shù)被應(yīng)用到礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測中。在不同時間點拍攝礦區(qū)圖像進行對比,就可以查看一些關(guān)鍵區(qū)域的生態(tài)變化情況。在進行圖像對比時,通常需要應(yīng)用一些圖像處理技術(shù),例如圖像特征匹配技術(shù)。在實際應(yīng)用過程中,可以根據(jù)需要對拍攝的圖像大小進行控制。在進行高精度監(jiān)測時,拍攝的礦區(qū)圖像的尺寸應(yīng)該大一些,反之則應(yīng)該適當(dāng)?shù)匦∫恍?。礦山生態(tài)監(jiān)測的另一個任務(wù)就是監(jiān)測礦山開采沉陷區(qū)的變化。在過去,為了獲得較為精確的礦山開采沉陷數(shù)據(jù),通常采用水準儀或RTK(RealTimeKinematic,實時動態(tài)測量)來進行地表沉陷測量。這種方式雖然測量的精度較高,但是測量的數(shù)據(jù)非常有限,而且測量的周期比較長,很難實現(xiàn)對礦區(qū)地表沉陷的大規(guī)模測量。

        2.4RS測繪技術(shù)在煤礦測量中的應(yīng)用

        RS測繪技術(shù)在采煤深陷區(qū)、煤矸石山測繪過程中應(yīng)用比較廣泛。應(yīng)用該技術(shù)可對受污染區(qū)域和污染程度實現(xiàn)連續(xù)、系統(tǒng)的監(jiān)測,同時實現(xiàn)對地下水水位和地下熱輻射的監(jiān)測。

        3結(jié)束語

        煤礦測量服務(wù)于煤礦開采的全階段。為此,在保證測量精度的同時,還應(yīng)該保證測量的效率。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,一些測繪新技術(shù)不斷地出現(xiàn),這極大地方便了煤礦測量。在實際煤礦測量過程中,需要根據(jù)測繪的不同需要,應(yīng)用合理的測繪技術(shù),通常會將不同的測繪技術(shù)進行組合來測量,以提高測量的準確性。介紹了煤礦測量中幾種常用的測繪新技術(shù),并探討了這些測繪新技術(shù)在煤礦測量的具體應(yīng)用,主要包括激光測距儀測繪技術(shù)在巷道掘進中的應(yīng)用,GPS測繪技術(shù)在煤礦定位中的應(yīng)用,遙感技術(shù)在礦山生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用和RS測繪技術(shù)在煤礦測量中的應(yīng)用。希望所論述內(nèi)容可以為認識測繪新技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用提供一定的參考。

        參考文獻

        [1]賀志堅,徐坤,邵化冰.測繪新技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟,2020(06):207.

        [2]馮偉.煤礦工程測量中測繪新技術(shù)的應(yīng)用[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量,2019,39(24):213-214.

        [3]王濤.測繪新技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用分析[J].世界有色金屬,2019(15):17+19.

        [4]楊恒.淺談煤礦測量中測繪新技術(shù)的應(yīng)用[J].科技風(fēng),2019(13):100.

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