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煤矿地质测量的应用及优化策略分析论文

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2024-12-10 15:36:03    来源:    作者:liziwei

摘要:随着对煤矿资源的不断开采,其安全生产的重要性也日渐凸显。因此,在提高煤矿资源生产安全性的过程中,首先要对其进行科学和准确的地质测量,才能确保生产的安全性、稳定性和生产效益。文章重点分析了煤矿安全生产过程中煤矿地质测量的作用,阐述了过程中应具备的测量原则,并提出相关科学有效的优化策略,以期为行业研究带来有价值参考。

  摘要:随着对煤矿资源的不断开采,其安全生产的重要性也日渐凸显。因此,在提高煤矿资源生产安全性的过程中,首先要对其进行科学和准确的地质测量,才能确保生产的安全性、稳定性和生产效益。文章重点分析了煤矿安全生产过程中煤矿地质测量的作用,阐述了过程中应具备的测量原则,并提出相关科学有效的优化策略,以期为行业研究带来有价值参考。

  关键词:煤矿安全生产;煤矿地质测量;煤矿智能化

  基于煤矿地质的特殊性,在对其进行地质测量环节中,工作内容会较为繁琐与复杂,同时也具有很高的危险性。同时,煤矿地质测量工作,在煤矿安全生产环节中起到至关重要的作用,直接关系到煤矿安全生产的质量与效率,并且与工人生命安全有较大的关系。在提高煤矿地质测量质量以后,才能确保煤矿生产更加安全,进而减少煤矿资源在开采期间发生危险事故的概率。

  1项目案例

  新疆天顺矿业位于巴里坤石炭窑煤田的西部,东南距巴里坤县城93km,距哈密230km,交通便利。东邻兵团红山煤矿,西到井田边界。其中心地理坐标为:东经92°24'52"北纬44°08'59"。从本次地质测量任务要求来看,主要有以下几点:

  第一,利用全球卫星定位系统GPS,建立统一的高精度的E级GPS平面控制网,拟在该矿主井、副井及斜井口工业广场及附近建立6~7个E级GPS点,作为工业广场的近井点。

  第二,建立统一的高程基准,即建立四等水准网,对地面工业广场近井点施测四等水准高程,约3km。

  第三,对副井的井下1条定向边进行陀螺定向观测求算该边的坐标方位角。

  第四,井上下联系测量,在主、副斜井地面进行矿区一级导线测量,利用本次所建E级GPS控制点,对地面控制点进行导线测量,约1~2个。沿主、副斜井进行7"导线测量和三角高程测量。

  第五,井下基本控制导线测量。对主、副斜井及相连接的井下基本控制导线进行井下7"导线测量和三角高程测量,确定井下导线起算点的平面坐标和高程。

  第六,针对上述各个测量环节,进行数据采集、数据整理、计算分析。

  2煤矿地质测量的原则

  2.1可行性

  在对煤矿安全生产因素进行详细分析过程中,运用切实有效的方式,进一步降低各种安全隐患,消除不利影响。在使用科学方式以后,深入了解煤矿的具体生产情况,提高对安全生产工作的重视程度,避免出现只重视经济效益而忽略生产效益的情况。所以,在积极转变安全生产理念以后,详细分析项目的可行性,从多元视角进行分析与控制,进一步提高项目生产的安全性与合理性,降低安全事故发生概率。

  2.2数据性

  在对煤矿地质进行测量期间,首先要对各项测量数据进行及时、全面的收集与整合,并详细分析数据中潜在的各种问题。对测量数据进行分析,对煤矿生产安全至关重要,每一个数据的波动都有可能引起不可估量的安全事故,因此,煤矿企业需要根据安全生产条例,结合实际测量结果,对开采过程进行严格控制,确保生产安全。

  3煤矿地质测量的作用

  3.1确保煤矿安全生产

  煤矿资源开采一般是在地下矿井展开作业,像矿井巷道、煤矿挖掘、运输等。在对煤矿开采过程中,水灾、地震等地质灾害发生的概率较高,从而会导致矿井发生淹没与坍塌。另外,地下矿井还存在瓦斯泄漏等情况,一旦矿井中通风效果不好,就会引发瓦斯爆炸等危险。因此,在煤矿开采之前,需要对煤矿地质情况展开测量,结合实际情况,预测出地质灾害发生的危险性。从近些年煤矿工程生产安全事故来看,大多数事故的原因都是受到地质灾害的影响。基于煤矿资源开采具有很大的特殊性,地质灾害的可能性非常高。一旦没有科学有效的预防措施,就会对煤矿企业造成严重的经济损失。在了解地质构造与特性以后,就可以确定岩层的稳定性,提高煤矿开采工作的整体安全性与测量精准性,为煤矿资源的开采提供更多安全保障,进一步降低煤矿灾害发生的可能性,同时也可以对环境进行全方位保护。

  3.2提高煤层开采工作的可靠性

  在对煤矿资源进行开采期间,需要专业团队展开测量,以此预测出煤矿的实际位置。由于煤矿开采工作量非常大,因此在开采环节中会引入大量的人力与物力。一旦在开采阶段中遇到问题,会导致人力与物力资源都暴露在安全风险之中。在对煤矿区域进行地质测量期间,会产生大量数据信息,进而为煤层的计算以及安全工作提供重要的数据支撑。所以,地质测量数据的精准度是煤矿开采工作的可靠依赖,通过对开采地点的实际测量,充分了解地质结构和岩层情况,对瓦斯的分布进行准确定位,同时给出正确的判断,有利于煤矿开采的各项后续工作。

  3.3降低安全事故的概率

  针对危险性极高的煤矿开采工作,若在开采环节中出现安全事故,会对煤矿作业人员的人身安全带来严重影响,并且增加企业的经济损失。因此,在具体开采环节中,应积极利用煤矿地质测量技术,减少矿井坍塌事故与进水情况的发生概率。对于开采区域以及周边的地质构造、水文特征以及排水能力等情况,都要进行科学的地质测量,提供详细和全面的地质测量报告,以此结合实际情况,制定有针对性与科学性的改进策略,确保煤矿行业可以稳定发展。

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  3.4掌握更多物理与力学性质

  在对煤矿地质测量结果进行全方位分析以后,可以了解煤层物理性质,获得更多参数与信息,进而为煤矿企业提供更多数据参考。因此,在具体采矿阶段中,需要使用合理与科学的采矿工艺与支护手段,进而控制煤层的变形和破坏,避免危险事故频繁发生。同时,在对煤密度展开初步判断以后,就可以确定煤的质量与成熟度,以便于煤矿安全生产作业。此外,在了解煤矿资源吸附能力以后,还能够进一步明确煤层气的存在情况,了解其具体的规模与大小,便于开发与使用。对煤抗压强度的全方位了解,成为煤矿安全开采与支护的主要依据,由此可以降低煤矿事故发生的概率。另外,对煤弹性模量的了解,也能够为煤矿资源的合理与高效运用提供重要的技术支撑,有助于煤矿资源使用率的显著提高[2]。

  3.5提高支护结构和排水系统的合理性

  测量人员对煤矿地质情况进行测量后,再根据采矿工作面的需求,对支护结构和排水系统进行全方位的设计,有利于支护结构更加牢固、排水系统应用效果更突出、采矿工作面更加安全与稳定,最大程度降低危险事故的发生频率,实现安全生产的目的,推进煤矿企业的健康稳定发展,为社会和人类提供重要的资源。同时,在提高企业经济效益与社会效益的基础上,还可以逐步改善赖以生存的生态环境,促进人类与自然和谐共处。

  3.6有利于掌握煤矿储量及分布

  在应用地质测量措施估算出煤矿资源储量之后,有利于煤矿企业更加全面与准确掌握到煤矿资源的存储状况,如储量规模、分布状态等,进而为煤矿资源的合理和安全开采提供重要的保证,提高煤矿资源的利用率。通过对煤矿资源的合理开采与使用,防止出现资源浪费的情况,避免资源遭到破坏,进一步提高资源使用次数,提升企业的开采效益与效果,符合新时期社会发展要求,为煤矿企业的长期稳定发展助力。

  4煤矿地质测量的优化

  4.1加强煤矿地质测量信息化建设力度

  在煤矿企业长期稳定发展背景下,随着开采力度的增加,建设规模也在持续扩大,因此,地质测量工作的重要性也越来越突出。在充分意识到煤矿地质测量工作意义以后,如果还是使用传统的测量方式,如人工检索、分析,是无法满足新时代发展要求的,同时也严重影响了煤矿资源的开采效果。基于此,在煤矿地质测量阶段中,要根据具体的矿区作业情况,提高地质测量的信息化建设重视程度。所以,在具体展开测量过程中,积极使用先进的测量设备及测量技术,确保地质测量更加精准。通过引用实时反馈系统,加速煤矿智能化建设。

  4.2注重煤矿地质测量管理

  在对煤矿区域进行地质测量环节中,重视地质测量管理水平的提升,提高安全监督与管理力度,如图1所示,强化开采人员安全生产意识,将其有效落实到实际工作中,保护作业人员生命安全。与此同时,为了确保煤矿地质测量准确性,需要对煤矿的地质和水文进行准确的测量,为安全措施的制定提供有价值参考。针对测量数据信息,需要展开全面地保存与记录,便于后续的使用与查找。另外,确保煤矿地质测量工作的管理质量,可以为煤矿行业的发展带来积极影响。在根据测量流程展开严格操作过程中,测量人员应具有专业的技术能力,熟练操作各项测量仪器与设备。例如,利用无人机技术,可以避免在地质测量环节中受到人为因素的影响,导致测量结果不准确等情况。

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  4.3提高地质测量工作的专业能力

  针对煤矿地质测量工作,测量人员在其中占有重要地位,因此测量人员的专业性非常重要,直接影响到地质测量的最终结果。在开采期间,要重点对测量人员进行专业性的培训,提高其专业能力与实际操作水平。一般情况下,从培训内容来看,不仅要应以测量技术为重心,还要对其进行合理的职业道德教育,全面提升测量人员的综合水平。由此,测量人员能够具备专业的能力,对数据测量结果进行研究,根据煤矿的具体开采情况,建立对应的台账,优化数据资料保存。另外,测量人员要分析煤矿位置的环境情况,在对地质展开全面分析以后,使预测工作更加准确,从而精准规避各项风险,保障煤矿各项生产任务顺利完成。

  5煤矿地质测量实际应用

  在某煤矿项目中,进行E级GPS控制网测量活动,把地面控制网布设为E级GPS控制网,借助该矿附近的国家Ⅱ等点“煤矿”和“南山”2个高级点,为该控制网的起算点。在主井、副井及附近建立6~7个E级GPS点。为了使用方便,选点时尽量保证部分控制点能相互通视。同时,在GPS控制网外业观测过程中,E级GPS控制网外业观测拟,使用4台思拓力STONEX S3测地型GNSS接收机,展开精密相对静态定位观测。在结合设计要求以后,采用3~4个时段观测,确保为40min以上。这一仪器的标称,平面精度为:(2.5+1ppm×D)mm,能同时观测美国GPS卫星、俄罗斯GLONASS卫星,以及中国的北斗BEIDOU卫星,同时采用L1、L2两种载波频率。

  在利用GPS控制网进行内页数据处理过程中,一般在外业观测结束后,及时将观测的GNSS卫星数据在计算机中下载,保存外业观测和记录资料。并在思拓力STONEX接收机随机商用软件“SGO数据处理软件包”中进行处理。

  在高程控制测量阶段中,四等水准测量布设以及水准施测情况分析如下:第一,地面四等水准网拟利用原E级GPS点“G001”的高程作为起算点,沿矿区道路布设四等水准网,联测该矿此次新埋设的E级地面控制点和一级导线点。第二,采用TOPCON S3型电子水准仪和3m双面水准尺进行施测。TOPCON S3型自动安平水准仪标称精度为每公里高差中误差3mm,此次观测顺序为“后-前-前-后”。

  在进行井下导线测量操作期间,通常使用SOKKIA SET2 130R3型全站仪或其他进口全站仪,按7"导线精度施测,水平角观测2个测回,边长观测2个测回,并进行正反觇观测。然而,针对井下高层测量,进行如下操作:第一,平巷高程测量。以导入高程的井下水准点为高程基点,使用TOPCON S3水准仪沿平巷进行水准测量。以上相邻两水准点间的高差,用两台仪器进行观测,当其互差不大于5mm时,取平均值作为观测结果。井下水准测量采用往返测,往返测高差的较差不大于±50mm■R(R为水准点间的路线长度,km)。第二,斜巷三角高程测量。与导线测量同步进行,三角高程采用对向观测法进行测量。垂直角观测两个测回,垂直角互差不超过15"。仪器高和觇标高在观测开始前和结束后用钢尺各丈量一次,两次丈量的误差不能大于4mm,取其平均值作为丈量结果。相邻两点往返测高差

  的互差不大于10mm+0.3mm×l(l为导线水平边长,m),三角高程导线的高差往返测互差不应大于±100mm■L(L为导线长度,km)。

  6结束语

  综上所述,在新时代社会发展环境中,社会整体经济水平持续提升,对煤矿资源的要求也越来越高。在对该项资源进行生产环节中,安全是第一生产力,地质测量工作是提高煤矿安全生产的有效举措,也是煤矿企业未来发展的主要方向。因此,在实现该目标的过程中,针对当前具体的开采环境,了解行业的生产要求与标准,优化各项地质测量手段与技术,积极渗透新兴的测量设备与工艺,能够科学合理的为煤矿资源的安全生产保驾护航。

        参考文献:

  [1]彭万路.微探煤矿地质测量在煤矿安全生产过程中的应用[J].现代工业经济和信息化,2022,12(9):137-138.

  [2]葛秀丽.煤矿地质测量在煤矿安全生产中的影响[J].内蒙古煤炭经济,2021(20):187-189.

  [3]宋志鹏,陈鑫.煤矿地质测量在煤矿安全质量生产过程中的应用[J].中国石油和化工标准与质量,2021,41(10):140-141.

  [4]张世阔.煤矿地质测量在煤矿安全生产过程中的价值与路径[J].内蒙古煤炭经济,2021(8):213-214.

  [5]朱雁明.论煤矿地质测量在煤矿安全生产过程中的作用[J].当代化工研究,2021(7):54-55.