数字化测量技术在矿山测量中的应用分析

数字化测量技术在矿山测量中的应用分析

锁佳瑞

甘肃宝徽实业集团有限公司  甘肃陇南  742300

摘要：矿山测量是矿山开采过程中的重要环节，其测量结果直接关系到矿山的开采规划、安全生产以及资源的有效利用。传统的矿山测量技术存在精度有限、效率低下以及数据管理不便等诸多问题。随着信息技术的飞速发展，数字化测量技术应运而生并逐渐应用于矿山测量领域。数字化测量技术凭借其高精度、高效率、数据易于管理等优势，为矿山测量带来了革命性的变化。基于此，本文章对数字化测量技术在矿山测量中的应用分析进行探讨，以供相关从业人员参考。

关键词：数字化测量技术；矿山测量；应用；策略

引言

矿山测量是矿山安全生产和资源合理开发的基础，随着信息技术的快速发展，数字化测量技术以其独特的优势逐渐成为矿山测量的主流技术。数字化测量技术融合了计算机技术、网络技术、测量技术等，能够实现测量数据的实时采集、处理和分析，为矿山企业的生产和管理提供了有力的技术支持。

一、数字化测量技术在矿山测量中的具体应用

（一）矿山地形测量

全球定位系统（GPS）能够快速确定矿山各个控制点的坐标，提供大面积的地形框架数据。全站仪通过精确的角度和距离测量，可以详细测定矿山地形的碎部点。三维激光扫描技术则能以极高的密度获取矿山表面的点云数据，从而构建出精准的数字地形模型。这些技术的应用精确测定矿山边界，详细描绘地表特征，如山峰、山谷、河流等。为矿山开采规划提供准确的地形基础数据，包括坡度、坡向等信息，有助于合理规划运输道路、开采平台等基础设施的布局，提高开采效率并降低成本。

（二）矿山井下测量

全站仪用于井下巷道的掘进定向与定位，其高精度的测量确保巷道按照设计方向掘进。在巷道贯通测量方面，全站仪与GPS技术协同作业，准确计算贯通点的坐标和方位角，保障巷道准确贯通，避免偏差导致的资源浪费和安全隐患。对于井下采空区测量，三维激光扫描技术可快速获取采空区的三维形态数据，精确测量其形状和体积，为采空区的后续处理，如充填、支护等提供可靠的数据支持。数字化测量技术能够及时更新井下测量数据，为井下通风、排水等系统的优化布局提供依据。

（三）矿山储量计算

GIS技术可有效整合地质与测量数据，将不同来源的数据进行统一管理和分析。基于数字化测量得到的矿体表面数据，利用专业软件进行矿体建模，精确描绘矿体的空间形态。通过在模型中设置不同的矿石品位区间，能够详细分析矿石品位的分布情况。结合测量的矿体体积数据，可以精确计算矿石储量。这不仅提高了储量计算的精度，而且可以根据不同区域的储量和品位情况，合理规划开采顺序和开采方法，实现矿山资源的高效利用，同时为矿山的经济评估和可持续发展规划提供有力的数据支撑。

（四）矿山变形监测

GPS技术能够实时监测矿山地表的位移情况，通过在不同位置设置监测点，定期采集坐标数据，可分析地表的移动趋势。全站仪也可用于精确测量地表变形点的水平和垂直位移量。利用GIS技术对变形数据进行整合分析，能够直观地展示变形数据的空间分布和时间趋势。通过设定变形阈值，当监测数据超过阈值时及时发出预警，对矿山滑坡、塌陷等灾害进行有效预警。这种基于数字化测量技术的变形监测系统，有助于矿山企业及时采取防护措施，保障矿山生产安全和周边环境的稳定。

二、数字化测量技术在矿山测量应用中的常见问题

（一）测量设备与环境的适配性问题

矿山井下存在高温、高湿度、高粉尘以及复杂的电磁干扰环境。全站仪在井下使用时高湿度和粉尘会影响其光学元件的性能，导致测量精度下降。井下的电磁干扰会影响GPS信号的接收，使其定位出现偏差。在矿山地表测量时地形崎岖不平，测量设备面临磕碰损坏的风险。而且一些矿山地处偏远山区，气候条件恶劣会对设备的稳定性造成影响。三维激光扫描设备，在恶劣天气下无法正常工作或者采集到的数据质量不佳。这些复杂的矿山环境与数字化测量设备之间的适配性问题，常常会影响测量工作的顺利开展，增加测量的误差和不确定性。

（二）数据处理与整合的难题

不同的数字化测量技术产生的数据格式各异，GPS数据多为坐标和时间序列数据，而三维激光扫描数据是海量的点云数据，将这些不同格式的数据整合到一个统一的系统中非常困难。数据量庞大，在处理过程中对计算机的硬件要求很高，普通的计算机设备会出现处理速度慢甚至无法处理的情况。由于测量过程中的误差、不同测量时段的差异等因素，数据存在冲突和不一致性。在矿山储量计算或者变形监测等需要精确数据的应用中，这种数据处理与整合的难题会导致结果的偏差，影响决策的正确性。

三、数字化测量技术在矿山测量应用中的优化策略

（一）设备优化与维护强化

根据矿山的具体环境特点选择合适的数字化测量设备，对于井下测量选择具有良好抗干扰性、防尘、防潮性能的全站仪等设备；对于地表大范围测量，选用高精度的GPS设备。在设备采购时，应注重设备的质量和稳定性，而不是仅仅考虑成本。定期对测量设备进行检查、校准和保养，确保设备始终处于最佳工作状态。对于三维激光扫描设备，定期清洁光学部件，校准扫描精度。设立设备故障应急处理预案，当设备出现突发故障时，能够及时维修或更换备用设备，减少对测量工作的影响。积极关注设备技术的更新换代，及时引进新设备或对现有设备进行升级改造，以提高测量的效率和精度。

（二）人员专业技能培训

开展基础理论知识培训，包括数字化测量技术的原理，如GPS的卫星定位原理、全站仪的测量原理、GIS的数据处理原理等。让测量人员深入理解技术背后的理论依据，有助于他们更好地操作设备和处理数据。进行实践操作培训，在实际的矿山测量环境中，让测量人员亲身体验数字化测量设备的操作流程、数据采集方法等。组织测量人员在井下进行全站仪的测量操作练习，在地表进行GPS测量操作训练。还要注重数据处理和分析软件的培训，像GIS软件、矿山测量专用数据处理软件等。培训测量人员如何导入、整理、分析测量数据，如何利用软件的功能生成准确的测量报告和矿山模型。

（三）数据管理质量控制

建立统一的数据管理系统兼容不同数字化测量技术产生的数据，例如将GPS的坐标数据、全站仪的角度和距离数据、三维激光扫描的点云数据等进行整合存储。在数据采集阶段，要规范测量流程，确保数据的准确性和完整性。规定测量点的选取标准、测量的时间间隔等。对采集的数据进行实时质量检查，对于明显异常的数据及时进行重新测量。在数据存储方面，采用安全可靠的存储方式，如冗余存储、云存储等，防止数据丢失。在数据处理阶段，建立数据审核机制，对处理后的数据进行审核，确保数据的一致性和可靠性。在矿山储量计算中，对矿体建模所依据的数据进行多次审核。利用数据挖掘和分析技术，对测量数据进行深度分析，发现潜在的规律和问题，为矿山开采决策提供更有价值的数据支持。

结束语

综上所述，数字化测量技术在矿山测量中的应用具有不可替代的重要性。通过在矿山地形测量、井下测量、储量计算和变形监测等方面的广泛应用，数字化测量技术极大地提高了矿山测量的精度、效率和数据的科学性。随着数字化技术的不断发展，未来数字化测量技术在矿山测量中的应用将更加深入和广泛。矿山企业应积极拥抱数字化变革，不断探索和创新，以提高矿山开采的整体效益，实现矿山的可持续发展，同时也保障矿山生产过程中的安全与稳定。

参考文献

[1]张雪松.关于数字化测量技术在矿山测量中的实践探讨[J].西部探矿工程,2022,34(12):152-154.

[2]雷先林,赵亮.数字化测量技术在矿山测量中的应用[J].内蒙古煤炭经济,2022,(22):190-192.

[3]谭旭东.数字化测量技术在矿山测量的应用分析[J].矿业装备,2022,(05):78-79.

[4]江子凯.矿山测量中的数字化测量技术整合运用[J].世界有色金属,2022,(09):43-45.

[5]周亮.数字化测量技术在矿山测量中的应用[J].山西冶金,2022,45(02):323-324+327.