煤矿测量中的测绘新技术探析

摘 要：在以科技创新为主要手段的科学数字化的今天,传统的测量手段已不能满足当前煤矿测量的要求,无论测绘技术还是测量工具都需要进行一次根本性的变革.测绘新技术的出现不仅解决了煤矿测量中的测绘难题,更在煤矿测量工具和技术的更新换代中起到了划时代的作用,使得测量数据更加精确、及时、便捷.本文详细介绍了煤矿测量中的测绘新技术,并结合实际介绍测绘新技术在煤矿测量中的具体应用.

关 键 词：煤矿测量；测绘新技术；应用

引言

煤矿资源对我国的发展起到了举足轻重的作用,而煤矿测量作为煤矿开采的重要组成部分,它在当今所起到的作用越来越受到人们的重视.在煤矿的勘测设计阶段、开采阶段、后期的运营维护阶段,通过煤矿测量技术所得数据的分析来提供煤矿的安全信息保障,但由于传统测量工具的精度、测量范围、尺寸受本身加工设备的影响,往往小误差的测量在煤矿开采中会被放大,不仅直接影响到煤矿开采的经济效益,更大大降低了煤矿作业工人的安全系数.测绘新技术的出现不仅解决了测量精度上的难题,更加提高了工人的安全系数和煤矿开采的经济效益,是数字时代下煤矿测量的必然发展趋势.

1新测绘技术在煤矿测量中的重要性

近年来,由于对煤矿测量工作的失误,煤矿事故在各地频频发生.煤矿测量数据的准确性对煤矿的安全作业具有重大的意义.而新测绘技术的出现使煤矿测量技术迈向了新的高度,它不仅使煤矿测量实现了由传统型向科学型的转变,而且它通过应用“3S”技术、全站仪、惯性测量系统等一系列数据获取高精密性、数据传输及时便捷性、数据全天候动态跟踪性实现了对煤矿开采的科学管理,使煤矿作业更加安全、经济效益更加明显.

2煤矿测量中的测绘新技术

2.1“3S”技术

即GPS――卫星定位技术；GIS――地理信息技术；RS――遥感技术.“3S”技术融合了以上三种技术的科技优势.作为数字化时代下的高科技产品,近年来随着“3S”技术不断的更新和完善,其运行的稳定性、科技的先进性、空间数据的准确及时性越来越多的被应用到煤矿测量领域.

GPS――卫星定位技术.自动化、高精度、全天候是GPS的主要技术特点.在煤矿测量当中,主要用于布置煤矿区域的测量控制系统,一方面可对煤矿区域的地理地貌、几何分布等进行数字化的监控,还可以对矿区的土表的沉降程度根据自身的全天候、自动化技术特点进行全方位的监测,对于矿井下部矿道的弯曲程度进行动态化的监控,对于煤矿区域的周边环境进行一定的检测,同时还可以对矿井中的小车进行定位和调度.

GIS――地理信息技术.GIS的主要技术特点则是用图形或者地图的方式对煤矿以及周边区域地理信息数据的采集和描述,同时也可以对图形进行动态数据更新和修改.在煤矿测量中GIS技术主要用于编辑绘制煤矿的地理地貌图形,并且通过分析动态数据对图形中地理地貌的变化来动态调整图形,同时也可以通过调度系统对井下作业进行监控.

RS――遥感技术.RS遥感技术主要特点是利用外层太空的遥感来对地表的光谱变化进行监控和数据采集,对煤矿区域以及周边的地理地形环境进行具体的观测,从而研究井下采矿作业对周围环境的影响.通过对RS遥感技术所采集到的数据的分析和整理,提高煤矿作业区域的生态环境,有利于煤矿作业的可持续发展.

2.2全站仪

全称为全站型电子测速仪,全站仪通过与计算机二者结合在一起,能够高效的建立起矿山的三维系统网络,从而有效的进行数据的采集、分析、整理,避免了大量的人工数据输入所带来的误差,使得数据的处理更加便捷、有效、精确.

2.3ISS――惯性测量系统

区别于GPS定位系统,它能够动态化、全天候、高效性的对不同环境、不同区域下的煤矿进行测绘.在一定程度上可以和GPS定位系统功能优势互补.

3测绘新技术在煤矿测量中的应用

3.1全站仪在煤矿测量中的应用

全站仪的技术特性集经纬仪和测距仪的优点于一体.全站仪在测量过程中测量结果以数字形式呈现,其操作便捷、功能稳定、数据结果可通过数据采集记录电子手薄采集到室内计算机系统中实现数据处理、图形绘制等一系列一体化作业.地面控制测量、地形地貌测量等可通过全站仪的技术特点进行精确测量,同时也可应用于矿井下测量工作.在今后煤矿测量中,因其测量的精确化、智能化、数据数字化使其成为煤矿测量工具的主要发展方向.全站仪与计算机数据处理技术可建立煤矿区域的三维数据采集、处理、传输等煤矿测量数据处理系统.目前,在各矿区的测量工作中,以全站仪为主导的测量工具正在逐步的替代传统的测量工作,不仅大大增加了测量的准确性,更使得测量数据的获取更加全面,测量结果的处理更加智能化、数字化.

在当地的某煤矿测量中,利用全站仪测量数据与传统定位数据对比,如表1所示.

表1全站仪定位与传统定位测量数据对比表

通过表1对比可以看出：

全站仪定位数据比传统测量数据更高速、高效,应用范围更广,节约人力物力更加明显；全站仪测量范围更大,更加实用,逐渐会成为工程测量的首选手段；全站仪测量数据平差比传统的测量导线网平差更加快捷,平差精度也相对较高.

3.2GIS技术在煤矿测量中的应用

GIS技术在煤矿测量中的应用主要体现以下三个方面：一是矿山区域地理地形图的快捷绘制.GIS通过与GPS定位技术的结合,在矿区地形图的绘制过程中不仅可以整体的绘制矿山的地貌地图,而且通过GPS对区域具体位置的定位与GIS地理全貌的数据分析整理,使得煤矿区域中具体的地理地貌图形在煤矿测量中有更加清晰、更加精确的定位和描述；二是优良的煤矿测量数据管理系统.不仅使测量数据方便进行存储、整理,更使得测量数据的查询更加的数字化、人性化,提高了测量数据处理的工作效率；三是GIS技术应用到监控系统过程中.特别是应用到井下煤矿作业的监控系统当中,不仅可以实时的、动态的监控井下的煤矿作业,而且可以对矿井以下的地形地貌进行全方位全天候的可视化监控.这一系统的诞生和应用,创造了煤矿监控系统的新型管理模式,为煤矿的安全生产提供了强有力的保障.3.3GPS定位技术的升级――ISS,即惯性测量系统

惯性测量系统与GPS系统的区别在于：避免了GPS系统信号限制的局限性.惯性测量系统可在不同的自然环境、不同的地理地貌的条件下,利用惯性导航的原理,对距离、经纬度、重力感应、高程、方位角及垂线偏差等数据进行测量,主要应用到以下几个方面：一是检测地表的沉降和几何形变；二是对煤矿以及周边区域的地震预防和监测；三是对矿井下管道进行位移监测；四是弥补GPS技术缺陷,同GPS定位系统组合成高精度、全角度、全天候的定位系统,在一定程度上可以实现两种系统的优势互补.通过使用惯性测量系统和定位系统的结合,其导航和定位的精确度在实际的测量工作中明显的有很大提高.

3.4RS技术在煤矿测量中的应用

RS技术,即遥感技术.RS技术利用外层空间对矿区地表表层所发出的电磁波的监测和截取,对光谱信息进行数据的整理和分析,组合成图像,图像中包括对地表的植被和土壤等生态环境变化的分析,通过图形成像来显示矿区的开采对周围生态环境变量的影响,从而有效合理的利用矿区的土地,达到矿区的开采对生态环境的影响最小化.

4结束语

测绘新技术的出现是煤矿测量革新的必然结果,“3S”技术、全站仪、惯性测量系统的出现不仅代替了传统粗放式的测量手段,更使煤矿测量的精度、效率、图像处理得到了很大的改善,在数字化、信息化的今天,测绘新技术的发展无疑如一股浪潮一般推动了煤矿测量工作优质、高效化作业,在煤矿测量乃至整个测量史上涂上了浓墨重彩的一笔.作为数字时代的科技产物,必将迎来更加光辉灿烂的明天.