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新时期矿山测绘工程测量技术的发展与应用探讨论文

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2025-01-15 16:54:31    来源:    作者:liziwei

摘要:随着国家社会和经济的迅速发展,采矿项目的规模日益扩大,因此,对采矿测量工作提出了更高的要求。文章结合国内外最新的勘测仪器与技术,探讨了新时代采矿勘测工作的开发与运用,以期推动采矿勘查工作的可持续发展。

  摘要:随着国家社会和经济的迅速发展,采矿项目的规模日益扩大,因此,对采矿测量工作提出了更高的要求。文章结合国内外最新的勘测仪器与技术,探讨了新时代采矿勘测工作的开发与运用,以期推动采矿勘查工作的可持续发展。

  关键词:新时期;矿山测绘工程;测量技术;发展

  在矿井勘测设计中,勘测工作是一个不可或缺的组成部分,在全过程中占有举足轻重的地位。由于矿山施工的规模越来越大,勘查工作日趋复杂化,在施工过程中,如何正确地运用测绘技术是一种发展方向。

  1矿山测绘工程测量技术概况

  在项目的初期,对施工现场进行勘查,在施工过程中,对矿井建筑体的建设状况和施工方向进行测量,对项目的管理过程进行监控。工程测绘的作用就是在进行工程的时候,给项目的设计人员提供相应的建筑图及建筑资料,保证在施工过程中能够科学、有效地保证建筑的正常进行。
       1.1我国矿山测绘工程测量技术的现状

  采用GPS代替了传统的人工目测方式。传统的三边定位是在选定的场地上假定若干个相邻的三角,然后通过测量三角边的长度来计算各点的准确位置。另外,角点检测也是以施工控制网为基础,通过对三条边、三条角的夹角进行测定,从而判断出三个点的准确定位;三角剖分法,它是先求得三角形的顶点及其夹角,然后用一条不变的参考直线对所求得的边距进行测定。总的来说,常规的矿井测绘工程测量工艺较为繁琐,采用这三种主要的测量方式得到的结果精度不高,另外,对测点地形条件的需求也很高,在对地形较为陡峭的地方,或是在测量间隔中有某些特定的情况下,所得到的结果往往不够准确,甚至不能测定。当前,矿山测绘工程测绘领域测绘技术发展面临着核心技术有待挖掘、相关测绘设备创新不足、测绘工程测绘费用高等问题。因此,必须引起有关单位的高度关注,并结合自身的具体条件,将现代化的测绘科技运用到实践中去。

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  (1)需进一步开发和引进核心性的技术。必须加强对各类测绘方法的研究与开发,才能更好地发挥矿产资源的作用。目前,我国矿业资源开发利用前景巨大,但很多矿业项目仍然面临着核心技术制约的难题。在测绘项目中,由于缺少核心技术,将严重影响测绘工作的品质与效果。国内矿产勘查工作缺乏先进的探测手段,很多技术的运用也出现了断层。在测绘领域,急需解决的核心问题之一就是缺少核心技术。

  (2)相关测量装备缺乏创新性。在矿井测绘工作的发展过程中,既要有先进的核心测绘技术,又要重视仪器设备的革新。测绘设备是保证各项测绘手段有效运行的重要手段。目前,国内大部分建筑企业已实现了计量仪器的现代化,但仪器的革新还需进一步提高。

  (3)矿山测绘工程的测量成本普遍偏高。首先,本研究小组采用的是常规的航测方法,其体系较为繁琐,且对其进行的日常维修及维修费用较高。其次,有关的设备操作员必须具有相应的资质,部分企业还要对员工进行相应的训练,这样就造成了计量费用的提高。此外,在材料利用上,由于手工绘制出的材质不够坚硬,因此要花费很多的人力和物力去维持,这也会导致企业在采矿项目中的测绘费用上升。

  1.2新时期矿山测绘工程测量技术特点

  (1)自动化水平高。随着时代的发展,采矿工程勘测工作取得了长足的进步,特别是在智能化方面有了长足的进步。相对于常规测绘方法而言,现代测绘方法大大减少了人工、施工等方面的投入,大大提升了测绘工作的效率,促进了采矿工作的智能化进程。通过对矿井测绘工程测量技术的高效运用,对工程测绘工作进行了灵活的处理,采用新式的测绘设备中的自动计算模式,能够实现对矿井状况的自动绘图,从而减少有关工作的工作量。

  (2)精准度高。在以往的矿井勘测施工中,受人为干扰,往往会产生较大的偏差。将这些新技术运用到矿井制图中,可以减少由于人为干扰造成的错误,从而大大地改善了矿井地质调查的准确性。另外,在常规的测绘工作中,往往需要人工对海量的资料进行运算,并依据成果进行绘图。这种方法不仅不能确保测试的准确性,而且还会产生错误。而在新时代,矿井测绘信息化的应用,则改善了这一局面,保证了矿井的正常生产。

  (3)实现数字化转变。在新的时代背景下,各类专门的制图程序被大量地运用于矿井测绘工程测量中。地图绘制者可以利用此软体来完成量测资料中的体积、面积及距离。另外,测绘信息科技也能将影像资料直接数位化,并将资料储存于档案管理系统,为后续的相关工作提供必要的信息资料支撑。

  2矿山测绘工程中测量工作的影响因素
       2.1测绘工作人员的专业水平

  矿井测绘工作中,由于其工作复杂,对工作人员提出了更高的要求。若计量工人的业务素质不达标,有些工序就不能顺利完成。目前,在实际的测绘工作中,勘测员的业务素质与资料的准确性有很大的相关性。另外,在整个项目施工过程中,制图者是最为积极主动的一个环节,其基本理论和实际操作水平的高低将会决定着施工质量的好坏。

  2.2专业的测量技术和仪器设备

  在矿井勘测设计施工过程中,有关的勘测方法与仪器装备是必不可少的。他们是测绘工作的一种手段,与测绘科技的实施有着密切的联系。为保证仪表的正常工作,企业应组织专门的人员对其进行日常的维护保养。只有把这些工作做好,才能保证测绘工作平稳可靠地进行,使测绘资料具有更高的利用价值。

  2.3测量监管的严格程度

  监理工作是测绘工作的一个关键步骤。项目施工过程中,要对施工过程中的检测工艺、检测手段、检测设备、检测人员的作业标准、隐患等诸多问题进行监控。对测绘项目实施科学、严密的监督是十分必要的,只有如此,才能将采矿项目的勘测费用降到最低。

  3新时期矿山测绘工程测量技术的应用
       3.1数字摄影技术

  在进行工程测绘中,利用多视角照相方法进行采矿作业,并可对某些具体的情况进行拍照,并可远程传输影像,这是常规工程测绘所不能比拟的。数字照相不仅可以对各种对象进行拍摄,还可以对特定场地进行实时监测,以保证项目的品质。该方法与常规的施工方法相比,具有较高的科学性和速度,并能代替人工的方法,具有较强的实用性和适用性。

  3.2全球定位系统测量技术

  GPS在过去的十几年里已经在地理位置、气象、卫星导航等方面扮演着不可替代的角色。这种方法只需要使用一颗卫星就能确定具体的位置,而且对于一些特殊的建筑物,还可以通过远程的遥测技术来实现。GPS主要采用两种工作模式,一种是在所要测量的工作区选定一个定点位置,在一定时期之内,连续地接收各个卫星发出的信号,同时建立一个可移动的接收站,对卫星发出的信号进行跟踪,确保在发射之后可以被及时收到。

  3.3 GIS系统的应用

  地理信息系统最大的优点是无需像GPS那样,在工程建设中无需设置参考点,可以在项目的前期就实现对项目的施工过程及施工质量的实时检测,所以地理信息系统最大的优点是无需在项目施工之前设置基准点,划定测量范围,并且能够涵盖项目的全流程,对项目的施工及质量进行实时监控,在应用上更加便利,对于矿区的测绘工作有着重要的作用。

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  3.4空中摄影工程测量技术

  与数字相机相比,空中摄影工程测量技术能够实现对建筑物整体的全方位观测,因此,该方法较数字照相法更为适用,能够更加直接地反映施工进程。此项科技的应用,避免了作业人员多次进行多个角度的量测或人工作业,而使用此项科技后,只要有专业的作业人员,便可大大减少作业的工作量。

  3.5无人机遥感技术

  在使用无人机进行地图绘制的时候,为了保证安全,图像准确,在没有被探测到的情况下,首先要对周围的情况进行大致的观察,再以此为基础,制定出一条较为科学、较为合理的飞行路线,再由无人机来探测,来判断该装置的具体方位。在实际应用中,无人飞行器在工作时难免会出现偏差,因此,在作业时,要对被测区域进行拍照,这样才能将所在地区的状况清楚地记录下来,并将其存储起来,最终通过对图像进行处理,获得3D图像,并对其精度进行检验,为后续资料的分析提供依据。这种方法不仅能保证摄像机拍摄出满意的图像,而且还能对航空三角法进行改进,提高其实用性。通过改变飞行姿态、转向、曝光和延时摄影等方式,使图像更加完整和直观,从而改善成像效果。

  4工程案例分析

  4.1工程概况

  以某个矿区为实例,该矿体在矿区的西北部,长4200m,宽3700m,测区面积15.5km2。测区地形中部高,四周低,最高点为1232m,最低点为912m;由于该地区的地形地貌复杂、地形复杂,难以进行手工测绘,最后选择了无人机航拍。

  4.2测量任务

  为了强化矿区的安全,增强计划和管理能力,适应新时期矿产企业发展需要,开展了一次无人机测控行动。主要工作有:①1:2000、1:5000地形图的获取;②数码前向成像;③矿山的地理位置图。此次飞行测量使用的无人驾驶飞行器为快眼二型,采用了一种不定量化的数字摄像机,并在地表布设了很多的控制点。在获取飞行资料后,利用三角形自检方法校正像点的位置,并求出光形畸变,从而达到高精度的定位。根据实测成果生成测绘成果,对无人机航空摄影的准确性进行评价。

  4.3作业过程

  第一,航路的规划。根据矿山的地貌特点,参考图纸的比例尺,确定了9条航路,都是东西向的。该技术的关键技术指标为,在1060m的飞行高度,18cm的分辨力,35%~65%的偏航与航道重叠,每个飞行路径共16幅图像,采用GPS飞行管理系统进行定点曝光的控制。第二,就是对地表的掌控。外业工作中,外业工作人员在现场穿刺、地面控制点布置时,应参照《航空摄影测量外业规范》进行。在航线、旁向3幅~4幅交叠的区域,共有39个平高平面,这些平面图可以共用。第三,就是对资料的处理。在GPSCORS网络下,通过GPS卫星定位系统,实现载波相位差校正,实现了基准站的精密定点解算。第四,对数据的准确性进行了研究。采用Inpho软件对空间站进行了粗差检查和平差计算,从而达到了对地面的精确定位。

  4.4成果分析

  根据《低空数字航空摄影测量内业规范》的规定,经调整后的测绘成果能够达到1:2000以上的精度标准,证明了该方法所得到的图像具有较高的分辨率;该方法适用于小型地区大面积的地图制作,是一种实用的方法。经实测所得资料,其极限值符合规定,鉴别误差仅对面的精度有一定的影响,而对高程的影响不大。通过对地面分辨率的适当放宽,提高航深,也可以利用无人机进行小尺度的地形测量,通过全野外布点,区域网空三级加密来完成。

  5新时期促进矿山测绘工程测量技术发展的具体策略

  5.1努力引进无人机测量技术

  本文介绍了一种应用于矿井地貌调查的方法,该方法可以有效地解决传统方法在山地条件下进行的耗时、耗力的问题,为勘查工作带来了极大的便利。这片区域的地形并不是很平整,但是有了3D摄像头,就能将整个区域的地貌都呈现出来。利用该技术,勘探队可以准确地确定矿区内的高程和等高线,为矿区整体测绘工作的准确性提供帮助。同时,采用无人飞行器对矿井进行测绘,能提高微控制器摄影的工作机理。这是由于在空中具有较高的清晰度,使得整个测试的顺利进行,从而降低了测试的成本。但是,使用这种方法时,需要测量人员对该方法所涉及的有关知识有所了解。首先,采用单片法为主的测量方法,并与无人驾驶飞机及平板计算机相结合。这样,所有的数据收集工作都会更加的方便和快速。其次,在矿井调查中应用最为广泛的是综合方法。万能式测高仪采用一种三维测高仪,它把地面的状况全部显示在测高仪上,然后再经过测量,得到一幅综合的地形图。同时,由于分段法更适合于山地、山地等复杂的地质条件,所以在某种程度上,与三维测绘具有相同的功能。总的来说,无人机导航是一种比较先进的导航方式,它的高科技应用大大减轻了作业人员的劳动强度。

  5.2努力提高测量设备的自动化和智能化程度

  矿井地图绘制是一项非常庞大的系统工程,若仍然沿用传统的方式,不仅难度大,而且准确性也难以保证,因此,需要与时俱进,继续采用新的工艺和设备。在新的一年里,随着计算机和互联网的快速发展,许多行业的企业开始采用智能化的方式进行自动化,同时,勘查工程也要跟上这个潮流,朝着智能化和自动化的方向前进。在开采过程中,无人探测的作用很大,只要对设备进行改良,提高其自动化程度,就可以保证矿区的勘测工作万无一失。在测试设备智能化和自动化的今天,其重要性已由简单的手工操作变为准确的分析,以尽量减少错误。另外,为了实现一些试验工艺与其他有关的软件之间的信息交互,必须使仪器的自动化和智能化水平得到进一步的提高。为了实现“双赢”,对全矿井地图绘制所需的相关设备是必不可少的。

  5.3打造高技能、高素质的测量人才队伍

  运用高科技设备进行测绘,还需要有特殊的技术人员,看似容易,实际上对工作人员的职业素养提出了极高的要求。此外,在矿井勘查工作中,要注意职工之间和工种之间的相互配合,以确保工作的顺利开展。例如,即使是自动控制装置,也要对其工作状态及各项指标进行试验,并且要有较强的工作能力,具备较强的试验能力;如果相关测试设备出现异常,则必须确保维修人员具备相关维修工作的经历。但应指出,不管是什么单位,必须对矿井施工单位进行定期的专业技能培训。

  6结论

  在整体经济体系中,矿物资源占据着更加独特的位置。因此,采矿工程勘测工作的开展,尤其应引起人们的高度关注。总而言之,必须从提高技术先进性,完善设备,培养人才等三个角度来进行。