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信息技术在矿山地质测量中的应用研究论文

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2024-09-07 11:50:29    来源:    作者:liziwei

摘要:随着现代科学技术的不断发展,信息技术逐渐被应用到各个领域,在矿山地质测量中也得到了广泛应用,为矿山开采工作提供了极大的便利。但由于我国矿山地质测量中信息技术的应用时间较短,还存在很多不足之处。因此,应加强对信息技术在矿山地质测量中应用的研究与分析,充分发挥出信息技术的优势,提高其应用水平。基于此,本文详细分析了信息技术在矿山地质测量中的应用策略。

  摘要:随着现代科学技术的不断发展,信息技术逐渐被应用到各个领域,在矿山地质测量中也得到了广泛应用,为矿山开采工作提供了极大的便利。但由于我国矿山地质测量中信息技术的应用时间较短,还存在很多不足之处。因此,应加强对信息技术在矿山地质测量中应用的研究与分析,充分发挥出信息技术的优势,提高其应用水平。基于此,本文详细分析了信息技术在矿山地质测量中的应用策略。

  关键词:信息技术;矿山地质测量;应用策略

  矿山地质测量是矿山开采工作的重要组成部分,是实现矿山安全开采的前提和基础。传统的矿山地质测量方法中存在较多不足之处,如数据信息处理方式单一、缺乏科学规范,影响了测量工作效率与质量。新时代背景下,通过将信息技术应用到矿山地质测量中,可有效解决传统方法中存在的问题,并使其更好地适应矿山开采工作。

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  1矿山地质测量中应用信息技术的优势

  1.1提高测量精度和效率

  信息技术的应用可以极大地提高矿山地质测量的精度和效率。传统的测量方法通常需要大量的人工操作,容易出现误差,并且效率低下。然而,通过信息技术,如GIS(地理信息系统)、GPS(全球定位系统)和遥感技术等,可以实现高精度、高效率的测量。GIS系统可以对矿山地质数据进行快速、有效的整合、分析和可视化,使得地质工作者可以更直观、更精确地理解和解释地质数据。GPS和遥感技术则可以提供实时、高精度的地面位置信息,使得地质测量更为精确和快速。

  1.2增强数据处理和分析能力

  信息技术在数据处理和分析方面的应用也是其在矿山地质测量中的重要优势之一。借助先进的数据挖掘和机器学习技术,地质工作者可以从大量的地质数据中挖掘出重要的信息,进行深度学习和预测。在过去,处理和分析这些数据需要消耗大量的时间和人力资源。然而,有了信息技术的帮助,这些工作可以大大简化。例如,机器学习算法可以自动识别和学习数据中的模式,从而帮助工作者发现新的矿产资源或预测地质灾害。

  1.3提升安全性

  利用信息技术,可以实时监控矿山的工况,预测地质灾害,从而减少人员的安全风险。例如,通过使用地面雷达和无人机等遥感技术,可以实时监测山体的稳定性,预测滑坡和塌方等地质灾害。此外,通过物联网技术,可以实时监控矿山内部的环境参数,如温度、湿度、气体浓度等,及时发现异常情况,避免事故的发生。

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  2矿山地质测量中存在的问题

  2.1传统测量方法效率低下

  传统的矿山地质测量主要依赖于人力进行,如直接测量、间接测量和比例测量等。这些方法虽然在一定程度上能满足测量需求,但由于其繁琐的操作过程和大量的人力投入,导致测量效率低下。尤其在大规模的矿山地质测量中,这种低效率更加明显。此外,人为因素也可能导致测量结果的误差,影响测量的准确性。

  2.2数据精度有限

  尽管传统的测量方法能够获取到一定的矿山地质数据,但这些数据的精度往往有限。例如,手动测量往往受到操作者技术水平、视力、疲劳等因素的影响,无法保证测量结果的精确性。同时,由于设备精度和测量技术的限制,部分重要但难以直接测量的地质参数(如地层倾角、断层走向等)的测量结果往往存在较大误差。

  2.3开展工作较为困难

  传统的矿山地质测量工作通常在恶劣的环境下进行,如在高温、阴暗、潮湿的矿井内,或者在陡峭、滑坡频发的山坡上。这些恶劣的工作条件给测量人员带来了极大的身体和心理压力,严重影响了测量工作的效率和质量。此外,恶劣的工作环境也给测量人员的安全带来了威胁,增加了工作的风险。

  3信息技术在矿山地质测量中的应用策略

  3.1遥感技术的应用

  遥感技术是利用无人机、飞机或者卫星等载体,配备专门的传感设备,如光学传感器、红外传感器、雷达,从远距离收集关于地球表面特征和现象的信息的科学技术。这种技术可以快速、全面地获取大范围的地表信息,反复进行,形成时间序列数据。在矿山地质测量中,遥感技术提供了一种高效、大范围的测量方式。

  首先,选择合适的遥感数据来源至关重要,例如,卫星遥感适用于获取大范围的地质信息,无人机遥感则更适合较小范围的精细测量。

  其次,可以通过遥感图像处理软件解析遥感数据,将其转化为实用的地质信息,如地质剖面图、地层分布图等。遥感数据需要通过实地测量或实验室分析进行验证和校准,以确保数据的准确性,提高地质解释的可靠性。

  最后,需要定期更新遥感数据,监测矿山地质的动态变化,及时发现和预测可能的地质灾害,降低安全风险。

  遥感技术在矿山地质测量中的应用具有显著的优越性,可从以下几个方面进行展示。

  第一,遥感技术以其无与伦比的视野宽广而备受赞誉。例如,航空遥感可以达到超过1万m的高度,而卫星遥感的高度更是可以超越10万m。因此,借助遥感技术获取的卫星图像,可以覆盖的范围异常广大。

  第二,遥感技术以其极高的测量效率在矿山地质测量中赢得了广泛的应用,与之相比,人工测量显得相形见绌。仅一次的遥感测量便可完成人工测量数月甚至数年的工作量,这意味着遥感技术的应用能极大地节省人力、物力和财力。

  第三,遥感测量技术的一个显著优点是其对自然环境的适应性强。在极端天气条件和高风险地区进行人工测量会带来巨大的成本和危险,同时对测量人员的身体条件和技术水平有很高的要求。然而,使用遥感技术可以有效地解决这些问题。

  第四,遥感技术有多种设备可选,能够提供各种类型的信息。由于电磁波的性质各异,它们探测到的信息也会有所不同,这不仅确保了信息的全面性,也保证了信息的真实性,从而极大地提高了矿山地质测量的准确度。

  3.2 GPS技术的应用

  全球定位系统(GPS)技术,作为信息科技的重要组成部分,凭借其极高的精准度、强大的自主性和用户友好的操作性,在地质测量领域大放异彩,显著提升了测量的准确性和工作效率。相对于传统的人工测量方法,此项技术能够将误差率有效地控制在可容许的范围内,因此在矿山地质测量中得到了广泛应用。此外,随着我国北斗卫星系统的成功投入使用,依托卫星导航的强大支持,GPS技术的测量和定位精度得到显著提高。在矿山地质测量中,GPS技术的主要应用方式包括。

  第一,GPS技术可以用于精确定位矿山的地理位置和地形地貌。通过高精度的三维坐标可以准确地测绘矿山的地形地貌,为矿山的开采和操作提供精确的位置信息。

  第二,GPS技术也可以用于矿山的动态监测和管理。例如,通过GPS技术可以实时监测矿山的位移和变形,以预防地质灾害的发生。

  第三,GPS技术可以与其他地质测量技术(如遥感技术、GIS技术等)结合,实现多维度、全方位的矿山地质测量。例如,通过GPS和GIS技术的结合,可以实现矿山资源的精确定量和空间分布的精确描述,从而为矿山的开发和利用提供科学依据。

  3.3全站仪的应用

  全站仪的主要功能包括距离测量、角度测量和水平测量。它既可以测量两点之间的直线距离,也可以测量两条直线之间的角度。全站仪还可以进行倾斜测量,以确定物体的水平和垂直位置。其工作原理是利用电子技术和光学技术,通过测量目标物体与全站仪之间的角度和距离,来确定目标物体在三维空间中的位置。全站仪通常配备有高精度的光学望远镜和精密的角度测量装置,以保证测量的准确性。

  全站仪集测距仪和经纬仪之长,其能够以数字化的方式输出测量结果,并且可通过计算机和电子手册实现数据交换。正是由于其稳定的性能和用户友好的操作,使得全站仪在矿山测量领域得到了广泛的应用。全站仪具有广泛的应用范围,无论是在矿区的工程测量、地形测绘,还是地面的控制测量以及井下的测量工作和联系测量,都能够有效地完成。它以其数字化和智能化的特性,标志着矿山测量仪器的未来发展趋势。当全站仪与现代计算机技术结合时,能够自动收集、处理和传递矿石的三维数据,从而创建一个全面的矿山测量数据处理系统。这一系统摒弃了传统的手动输入、手动记录以及冗余的重复计算。全站仪在各种矿业环境中都发挥着重要的作用,包括露天和井下的矿石生产与建设、矿区土地的复垦以及对矿石地表移动进行监测等方面。目前,各大矿山测量机构已经开始采用全站仪来替代传统的测量仪器,以提升常规测量工作的效率和精确度。

  3.4多波束探测技术的应用

  多波束探测技术是一种先进的水下测绘技术,它能快速、准确地获取水底地貌信息。多波束探测技术使用声波对水下地貌进行测量,通过发射和接收多束声波,实现对大面积水底的连续、高精度测量。多波束探测技术的核心是多波束声呐系统,它由发射阵列和接收阵列组成,可以同时发射和接收多束声波。这些声波在水中传播后反射回来,被接收阵列捕捉并转换为电信号,再通过数据处理系统进行分析,得到水底地貌的精确信息。波束探测技术的优点在于,它可以在短时间内测量大面积的水底地貌,且精度高,数据连续,可以提供水底地貌的三维图像,为矿山地质测量提供重要数据。

  在矿山地质测量中,多波束探测技术在矿山水域的勘查与分析方面发挥重要作用。这项技术能够迅速并精确地采集水域的表面形状和深度分布信息,涵盖水下地貌、底部结构、深度变化以及悬浮物等,其测量精度甚至可以达到厘米级别。这些数据为矿山的开采和排水工作提供了关键参考,确保了矿山的安全稳定运行。除此之外,多波束探测技术也在矿山地质环境监测和后期整治中扮演了关键角色。在地质环境监测中,多波束探测技术可以实时了解地质环境变化,包括地下形变、沉降以及水位变化等。这样的连续性监测有助于及时发现并处理问题,避免灾害的发生。在矿山后期整治中,多波束探测技术可以辅助评估剩余资源,如资源的储蓄量、质量以及运输条件等。这样的评估有助于更高效地开发和利用资源,减少废弃物产生,从而降低环境污染。然而,多波束探测技术也有其局限性,如必须进行严格的水质校正,并需要进行交叉检验以降低测量误差。因此,在运用多波束探测技术进行矿山地质测量时,需要充分考虑到实际情况,并结合其他技术方法进行数据分析和处理,以保证测量结果的精确性和可信度。

  3.5 GPS-RTK技术的应用

  GPS-RTK(全球定位系统实时动态差分定位)技术是一种利用全球定位系统(GPS)进行实时精确定位的技术。RTK的全称为Real-Time Kinematic,即实时动态差分定位技术。GPS-RTK技术通过在一个已知位置设立的基站接收器和在未知位置的移动站接收器之间,实时传输并解算GPS卫星信号的差分改正值,从而实现对移动站的实时、高精度位置测定。

  满足矿山生产建设的要求,制作大比例尺的地形图显得尤为关键。传统的地图制作方法是依赖于测量导线来创建控制网,然后根据这个控制网进行详细的测量,最后利用这些详细的测量数据来绘制地形图。这种方式劳动力密集,过程缓慢,耗费大量时间,且需要多人同时参与(最少需要1人操作设备,1人记录数据,1人~2人进行距离测量)。然而,随着GPS-RTK技术的应用,一旦基站设置完毕,每个移动站只需要一人进行操作,每个点的测量时间仅需数秒,且配合地物标记法,无需手动记录。测量完成后,可以通过数据线将收集的数据导入到电脑中,并使用地质测绘软件进行图纸绘制,这大幅度提升了工作效率,节约了时间和人力。

  在矿山运营过程中,标记定位的任务量巨大,这包括地质钻探点的标记、矿石和岩石的分界线标记、采场最终边坡的标记以及矿区施工道路的标记等等。采用传统的标记方法,需要将定位点输入到设备中,然后通过调整角度和测量距离来定位标记点。由于无法一次性定位到标记点,因此,需要逐步逼近,不断调整角度和测量距离,直到达到满足精度的标记点。然而,使用GPS-RTK技术进行定位标记,只需要将定位点输入到设备的手持终端(类似一个小型电脑)中,终端屏幕会自动显示此定位点的方向,测量人员只需根据屏幕显示的方向移动。屏幕还会显示距离标记点的距离,当到达满足精度要求的位置时,进行标记,标记工作即完成。使用GPS-RTK进行定位标记,标记速度快,精度高,使得测量人员能够更容易地找到标记点位。

  3.6数据库技术的应用

  数据库技术是计算机领域中的一项核心技术,它用于在计算机系统中存储、管理和处理大量数据。数据库技术包括数据结构设计、数据管理、数据查询和数据安全等方面的内容。数据库系统可以大大提高数据的存取效率,保证数据的安全性和完整性,并方便用户对数据的管理和操作。在矿山地质测量中,数据库技术发挥着重要作用。

  首先,数据库可以用于存储测量数据,包括地质勘探、矿石和岩石的分界线、采场最终边坡、施工道路等的测量数据。这些数据通过GPS-RTK等测量设备获取,然后导入数据库,形成一个完整的、结构化的数据集合。

  其次,数据库可以提供高效的数据查询和分析功能。例如,工程师可以通过数据库查询特定区域的地质特征,预测潜在的矿产资源分布,或者分析矿区地质条件,为矿山设计和规划提供依据。此外,数据库还可以用于跟踪和监控矿山的开采进度,通过实时更新数据,可以及时发现和解决问题。

  最后,数据库能够保证数据的安全性和完整性。通过设置访问权限,防止未经授权的用户访问和修改数据。同时,数据库系统还有备份和恢复机制,在数据丢失或损坏时恢复数据。由此可见,数据库技术是矿山地质测量中不可或缺的一部分。它不仅提供了一个集中、有组织的方式来存储和管理测量数据,还为数据的查询、分析和利用提供了方便。在矿山工程的各个阶段,从勘探、设计到施工、运营,甚至环境保护和规划恢复,数据库技术都可以发挥重要的作用。

  4结语

  新时代下,我国的科学技术水平快速提升,矿山地质测量技术也得到了显著的提升。信息技术是矿产资源开发过程中的重要环节,也是一项非常重要的基础性工作。在矿产资源开采过程中,遥感技术、GPS技术、全站仪、多波束探测技术、GPS-RTK技术、数据库等多样技术起到了重要的作用,能够提高矿产资源开发效率,使矿产资源得到充分有效利用。