测绘新技术在露天开采金属矿山测量中的应用论文

2024-11-06 15:33:57 来源: 作者:liziwei
摘要:测绘新技术的创新发展为金属矿山测量、地质勘探工作提供巨大便利。为探究测绘新技术在露天开采金属矿山测量中的实际应用,文章针对其在露天开采金属矿山中的应用价值展开分析,结合分析GZCORS技术、无人机航空摄影测量技术、地面三维激光扫描技术在露天开采金属矿山中的应用实例,明确不同测绘新技术的测量精度,以期为露天开采金属矿山测量提供有益借鉴。
摘要:测绘新技术的创新发展为金属矿山测量、地质勘探工作提供巨大便利。为探究测绘新技术在露天开采金属矿山测量中的实际应用,文章针对其在露天开采金属矿山中的应用价值展开分析,结合分析GZCORS技术、无人机航空摄影测量技术、地面三维激光扫描技术在露天开采金属矿山中的应用实例,明确不同测绘新技术的测量精度,以期为露天开采金属矿山测量提供有益借鉴。
关键词:测绘技术;金属矿山测量;航空摄影测量;地面三维激光扫描
露天金属矿山在开采过程中时,不管是前期的采矿设计还是后期的地质修复,都离不开先进的测绘技术。由于露天金属矿山的采矿工艺比较特殊,在采矿时会产生大量的危岩,从而对矿区的勘测与制图造成一定的影响。近年来,伴随信息技术的快速发展,传统测绘技术的弊端愈发凸显,例如:难度大、安全风险高、精度难以保证等。为此,文章在露天开采金属矿山测量中引入多种测绘新技术,以期利用测绘新技术降低露天金属矿山测量过程中安全事故发生概率,大幅提高测量精度。
1测绘新技术的优势
1.1全面获悉矿山状况
金属矿山所在矿区地形、地貌、地质结构都较为复杂,利用常规手段难以摸清矿山基本情况,贸然进行勘测和开采必然会造成多种事故,如测绘仪器损坏、矿区内部坍塌等,进而为勘测工作带来巨大损失。此时,利用地面三维激光扫描等技术,可以对露天开采金属矿山不同区域展开建模,针对矿山地质情况加以分析,通过三维仿真等手段,实现对矿区地质的测量。由此可见,利用新的测绘技术,可以提高勘测人员对矿区的地质状况的了解程度,从而大幅提升对露天采矿工作的管理水平。
1.2优化矿山资源管理
工业的快速增长加大了对矿产资源的需求,同时也加大了对金属矿的消费。受矿区资源开发速度和条件的制约,目前已不能满足金属矿产的市场需要。因此,需要对现有的矿产数据进行分类分析,合理地开发和利用金属矿。例如,借助无人机航空摄影测量技术等,可以协助采矿企业掌握金属矿山资源分布、开采情况,并结合先进计算机处理技术,根据生产需要等展开资源调配,指导金属矿山的露天开采工作,为金属矿山资源管理提供便利。
1.3降低安全事故概率
由于露天采矿的危险性较大,因此,在采矿时容易发生塌方、滑坡和不规则地面沉降等重大工程问题,不仅给矿山开采企业带来巨大的经济损失,而且给矿山开采工人带来生命财产损失。借助无人机航空摄影测量技术、GZCORS技术等,可以对矿山地形地貌展开建模与测绘,同时,通过建立预警和报警系统,能够在第一时间发现金属矿山露天开采过程中存在的安全隐患,最大限度规避安全隐患的发生,实现矿山开采经济效益、社会效益最大化。
1.4确保开采顺利进行
在金属矿山的露天采矿过程中,经常要根据采矿的具体条件和实际情况,对开采流程和细节进行相应的调整,因此,必须要指派专业的测绘工作者使用现代的测绘科技来进行测绘工作,确保矿山地形、地貌、地质分布等能够在地形图上精准呈现,为设计者提供更为有效、精确的开采资料,方便设计者随时调整开采过程中的设计图纸,确保金属矿山建设与开采工作顺利进行。通常情况下,金属矿山露天开采工作的采矿与剥离是同步开展的,开采过程中所面临的地质条件较为复杂,为此工作人员需要借助测绘新技术对矿体边界加以确定,以此来规避采矿过程中的不必要损失,降低采矿贫化率,确保露天开采工作顺利进行。
2测绘新技术的实际应用
2.1 GZCORS技术的应用
GZCORS系统由多个控制中心共同构成,主要包括数据处理终端控制中心、基准站、数据互联传输共享中心。GZCORS技术将多种尖端技术的优势集于一体,可以通过建立空间数据信息采集系统,针对监测的金属矿山区域内的气象数据等,展开24h连续不断的数据采集,综合整理数据信息的客观变化规律,可以推测金属矿山区域内的气候环境变化。现阶段,伴随新技术的逐渐引入,GZCORS技术逐渐成为露天开采金属矿山测量的主要测绘技术。
2.1.1控制测量
若想实现对露天开采金属矿山多个区域的精准测量,在测量过程中需要配以科学的控制技术。相比于其他矿山开采工作,金属矿山露天开采较为特殊,在开采过程中会对周围原有的地形、地貌特征等造成一定破坏。为此,在露天开采金属矿山测绘时,测绘工作人员需要合理布置控制点位,并对控制点位的兼容性、可行性等展开分析。结合某金属矿山露天开采实例,在实际生产中,大部分的特征点都不能得到正确的应用。这时,在基准站的帮助下,以其为平面控制起算点位,对金属矿山露天矿区采用静态观测方法,进行全天时、连续的连续监测。该方法不需要安装过多的资料接收装置,只需要一个固定的参考站就可以实现资料的恢复,大幅降低了露天开采金属矿山测量作业投入成本,还能够在一定程度上确保监测结果精度及完整度。
2.1.2地形测量
在露天开采金属矿山地形测量中,可选择将GZCORS技术与全站仪相结合的测量方式,并将该技术用于地形数据、地物数据等的测量、采集与分析。若无显著遮挡且观测回波较为平稳,则GZCORS技术获取的零星资料可直接使用。反之,如果存在明显遮挡物且无法获取固定点位的相关数据,则在数据采集过程中应将GZCORS技术与实时动态技术相结合,利用该技术设置相应的图根控制点,随后借助全站仪收集、分析零散数据信息。
在测绘工作中,为了防止重复测量,必须使用各种特殊的仪器对交界区域展开测量,每个测点均需进行两次观测。与此同时,在测绘过程中应持续强化数据验证工作。当数据信息与平面相对位置误差在3cm以内,高度误差在5cm以内时,则可将获取数据的平均值视作最终的观测点数据。测量工作结束后,应根据矿区的实际情况,将资料直接输入到绘图软件中,还可依据露天开采金属矿山的真实地质情况、自然条件等绘制地形图。在地形图绘制过程中,应对重点区域做好相应标注,以此来为资料数据校验、核对等提供良好条件。测绘完成后,要进行外业调查,利用测绘工作中所使用的程序技术编写出综合报表,经二次复核检验后,方可将编制好的地形图用于日常金属矿山露天开采作业中。
2.1.3精度检验与分析
在某金属矿山露天开采测绘作业中,利用全站仪对两个图根的反复检查和复测,可提高GZCORS-RTK(如图1所示)的测量精度和时效性。若两个图根重复检验的环境条件一致、仪器方法一致,则可视为同精度监测。通常情况下,常用的全站仪精度校验表如表1所示。
综合来看,将GZCORS技术联合全站仪、RTK等技术应用在露天开采金属矿山测量工作中,可大幅提升测量工作精度,确保金属矿山露天开采作业顺利进行。
2.2无人机航空摄影测量技术的应用
无人机航空摄影测量技术是一种借助带有遥控设备的无人飞行器,利用相关的计算机程序实现数字遥感器的自动拍摄,从而实现对区域数据的采集与监测测绘技术。相较于传统测绘技术,无人机航空摄影测量技术具有成本低、使用快捷、适应性强等优点,特别适用于矿井资料监测。在金属矿山测绘中,该技术可以利用平差处理、航空摄影、数据输出等方式,在地表拍摄过程中可以在有限区域内采集更多且更为充足的数据资料,将该技术与计算机处理技术相结合还能够在短时间内完成信息数据的处理,可以更为有效地完成露天开采金属矿产的测量工作。
2.2.1测量内容
无人机航空摄影测量技术涉及的测量内容较多且较为复杂。在金属矿山露天开采测量工作中主要应用了航空摄影、平差处理、数据加密、数据输出等技术。其中,无人机航空摄影测量技术可利用低空摄影方式,针对指定地区的地质、地貌、水文等数据进行采集,借助遥感技术、多种计算机处理技术可以实现数据的快速输出。测绘工作人员可以利用此种远程测绘技术,大幅提高数据采集的安全性。利用无人机测量某露天金属矿山示意图,如图2所示。
2.2.2精度检验与分析
无人机航空摄影测量技术完成数据采集后,仍需对数据采集精度加以核验,评估数据采集整体质量。借助GZCORS技术联合RTK技术对精确测量地物的坐标点位,将无人机航空摄影测量技术的测量结果与该坐标点位加以对比,计算平面、高程误差是否满足相关规范及要求,是否能够满足矿山地形测量精度标准。结合某金属矿山实际情况,计算无人机航空摄影测量技术的测量精度,如表2所示。
综合来看,无人机航空摄影测量技术不仅能达到露天采矿条件下金属矿山测绘作业的规范要求,也能满足矿区地形测绘的精度要求。因此,采用无人机航测技术进行露天采矿金属矿勘查,是一种精度较高的方法。
2.3地面三维激光扫描技术的应用
地面三维激光扫描技术是一种基于软件控制系统、扫描回转平台及数据处理系统相结合的新方法,能够实现对复杂地表环境中的地形特征的快速获取,以及对复杂地表环境的快速建模。其工作原理为:利用反射镜的高速转动,实现对目标区域内的激光脉冲进行精确定位,通过多次扫描,实现对目标的快速测距,并通过角的变化获得区域内的控制点的3D坐标。最后,通过计算机对该地区的地貌进行处理,得到了该地区的3D地貌图像。在进行目标区的测绘前,首先要利用全站仪、GPS在目标区中布设若干个已扫过的控制点,再把全部的控制点资料进行统一上传,使各控制点的座标系数转化为相对大地坐标,为以后的资料资料的加工奠定基础。
2.3.1测量内容
在金地面三维激光扫描数据采集和处理过程中,主要包括野外资料采集、内业资料收集、前期计划设计几个环节。通过对矿山所在场地的勘察与布设,实现后续数据的融合与重构,最后实现模型的可视化与整理,为地面三维激光扫描技术的实际应用奠定理论基础。相对于传统的人工观测方式,地面三维激光扫描技术能够在一定人类活动范围内实现对特定区域的精确定位。相对于传统的单点获取,地面三维激光扫描具有更方便、更快捷的获取方式,获取的数据量可达到每秒300万个,大幅缩短了现场勘查的时间,显著提升了露天矿山勘查的工作效率。在获得了高精度的三维数据之后,可以快速建立三维数据库与模型,完成测量。
2.3.2精度检验与分析
用无棱镜全站仪来检验三维激光扫描的精度,以全站仪测量的数据为真值,并计算了三维激光扫描的误差。经计算,由三维激光扫描测得的平面位置误差为±0.078cm,高程误差为±0.12cm。总之,三维激光扫描技术能较好地满足矿区地形测绘、储量测绘和土方测量等不同精度需求。
3结语
综上所述,对露天矿山进行高质量的测绘、地质勘探工作十分重要,高效、合理地利用GZCORS技术、无人机航空摄影测量技术、地面三维激光扫描技术等新技术,可以全面、科学的提高金属矿山开采的精度和准确度,为采矿工作的有序进行提供保证。同时,还能有效地防止矿区沉陷、滑坡等安全隐患,确保金属矿山采矿工作安全、有序地进行。
参考文献:
[1]卫功明.现代无人机测绘技术在金属矿山地质灾害中的地位与应用[J].世界有色金属,2022(21):151-153.
[2]许文洪.测绘新技术在露天开采金属矿山测量中的应用与分析[J].云南冶金,2023,52(1):21-24.
[3]张圣.RTK技术在金属矿山测量中的应用研究[J].世界有色金属,2023(5):16-18.
[4]王大伟.无人机航测技术在金属矿山测绘中的应用[J].世界有色金属,2023(13):34-36.
[5]陈飞.无人机遥感技术在金属矿山测绘工程测量中的应用研究[J].世界有色金属,2023(20):23-25.
[6]潘洲华.测绘新技术在露天开采金属矿山测量中的应用与分析[J].世界有色金属,2023(23):109-111.
