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测绘新技术在矿山测量中的应用 叶志锋 广东惠州5 1 6 0 0 0 摘要矿山测量作为一门交叉性学科，其发展和进 步与采矿技术和矿业工程的发展、测量科学技术与仪器设 备的发展、其它学科如数理科学、计算机科学等的发展密 切相关。现代测绘技术是建立在电子技术、空间技术、光 学技术、计算机技术等基础上的综合性技术，并具有智能 化、自动化等一系列优点，本文在对此进行分析的基础上， 对其在矿山测量领域的应用进行了探讨，分析了其应用现 状，并就其发展进行了讨论。l 关键词现代；测绘仪器；技术；矿山测量；应用 中图分类号T U l 9 5文献标识码B 文章编号1 6 7 2 4 0 1 l 2 0 0 9 0 3 0 1 7 9 0 2 i 引言 以卫星遥感、全球定位系统为代表的空间对地观测技 术在测绘科学中的应用1 3 趋成熟，以计算机技术、系统科 学为基础的地理信息系统的出现和应用为多源测绘信息的 获取、分析、管理、处理及其充分应用提供了有力的技术 支持，自动化、智能化的测绘系统已处于研究之中，因此 可以说，现代测绘技术正在经历着一场深刻的革命。 矿山测量技术是一个重要应用领域，在广大的煤矿、 金属矿山、有色矿山等的生产过程中发挥着重要的作用。 矿山测量的现代任务是在矿山勘探、设计、开发和生产 运营的各个阶段，对矿区地面和地下的空间、资源 以矿 产和土地资源为主 和环境信息进行采集、存储、处理、 显示、利用，为合理、有效地开发资源、保护资源、保护 环境、治理环境服务，为工矿区的持续发展服务。 为了实现其现代任务，矿山测量必须充分应用现代测 绘仪器和技术，将先进的现代技术同矿山测量的实际工作、 具体特点相结合，拓宽矿山测量的生存空间和业务范围， 促进矿山测量的改革和发展，适应市场经济体制和矿山体 制改革的需要。全站仪、空间信息技术、惯性测量系统等 现代测绘仪器技术均已在矿山测量中得到了应用并正在不 断向纵深发展。为此本文对现代测绘仪器技术的发展及其 在矿山测量的应用进行系统的分析和研究，以使矿山测量 更好地服务于矿山可持续发展。 2 现代测绘仪器技术及其在矿山测量中的应用 2 ．1 全站仪及其在矿山测量中的应用 全站仪作为当前应用最为广泛的测绘仪器，是电子技 术与光学技术发展结合的光电测量仪器，也是集测距仪、 电子经纬仪的优点于一体的、应用前途广泛的仪器，智能 化的全站仪是目前销量最大的测绘仪器，也是今后发展的 主要方向。智能型全站仪是集光、电、磁、机的最新科学 成果，集测距、测角为一体的先进仪器。国际上先进的全 站仪均以存储卡、内部存储器或电子手簿的方式记录数据， 具有双路传输的通讯功能，能接收外部计算机的指令，由 计算机输人数据，也能向外部计算机输出数据。目前国际 上较先进的全站仪有日本S O K K I A 生产的P O W E R S E T 系列 全站仪及其S E T 5 F 、S E T 6 F 、S E T 5 W 全站仪，瑞士L e i c a 公 司生产的T C A l 0 0 及T C A l 8 0 0 全站仪，日本N I K O N 的D T - M A 系列全站仪等。国内有南方测绘仪器公司生产的N T S 一 2 0 0 系列全站仪等。全站仪已在工程测量、矿山测量、地质 测量等领域得到了广泛的应用，其发展及应用正处在飞速 发展之中。 全站仪由于兼具有经纬仪和测距仪的优点，且以数字 形式提供测量成果，其操作简便、性能稳定、数据可通过 电子手簿与计算机进行通讯等优点使其在矿山测量中得到 了广泛的应用。地面控制测量、地形测量、工程测量均可 利用全站仪进行，联系测量、井下测量工作也可用全站仪 进行。以全站仪为代表的智能化、数字化仪器是矿山测量 仪器今后的发展方向之一。基于全站仪和现代计算机技术 可建立矿山三维数据自动采集、传输、处理的矿山测量数 据处理系统，取代传统的手簿记录、手工录入、繁琐计算 等大量的重复性的工作。此外，全站仪在矿山地表移动监 测、矿区土地复垦工程实施、矿区施工等方面也都得到应 用，各大矿的测量机构正在以全站仪取代传统的仪器进行 日常的测量工作，既提高了效益，加快了速麂又减少了 开支，保证了精度。 2 ．2 空间信息技术及其在矿山测量中的应用 空间信息技术的核心和主体是“3 s ”技术，即遥感 R e m o t eS e n s i n g ，简称R S 、全球定位系统 G l o b a lP o s i t i o - n i n gS y s t e m ，简称G P S 、地理信息系统 G r o g r a p h i cI n f o r 。 n m t i o nS y s t e m ，简称G I S 。遥感包括卫星遥感和航空遥感， 航空遥感作为地形图测绘的重要手段已在实践中得到了广 泛的应用，卫星遥感用于测图也正在矿究之中并已取得一 些意义重大的成果，基于遥感资料建立数字地面模型 D T M 进而应用于测绘工作已获得了较多的应用。G P S 作 为一项引起传统测绘观念重大变革的技术，已经成为大地 测量的主要技术手段，也是最具潜力的全能型技术，在矿 山测量、控制测量、工程测量、环境监测、防灾减灾以及 交通运输工具的导航方面发挥着重要的作用。由于G P S 不 仅具有全天候、高精度和高度灵活性的优点，而且与传统 的测量技术相比，无严格的控制测量等级之分，不必考虑 测点间通视，不需造标，不存在误差积累，可同时进行三 维定位等优点，在外业测量模式、误差来源和数据处理方 面是对传统测绘观念的革命性转变。地理信息系统作为对 空间地理分布有关的数据进行采集、处理、管理、分析的 计算机技术系统，其发展和应用对测绘科学的发展意义重 大，是现代测绘技术的重大技术支撑。 下转第1 8 2 页 万方数据 现场会议，分析产生的原因，并立即提出加固处理方案。 4 基坑施工过程中如发现漏水现象，采取止水堵漏 处理措施。先施工补设的预应力锚索；施工竖向支撑构件， 待锚固注浆体强度达到7 0 ％后，进行锚索张拉锁定，然后 进行基坑侧壁止水堵漏施工。 7 4 ．7 基坑监测 表4基坑监测控制标准 对于基坑周边的位移、围护结构的测斜 控制标准报警值预警值 位移、沉降、测斜 3 0 m m2 5 m m2 0 r a m 对于基坑周边建 构 物的沉降 控制标准报警值 预警值 位移、沉降、测斜 2 0 r a m1 51 1 1 1 1 1 l O m m 相对沉降1 ／l 0 0 0 l ／1 5 0 0 l ／2 0 0 0 根据基坑周边的环境情况及开挖深度为保证基坑施工 的顺利进行，做到发现情况及时处理，对基坑的监测控制 标准见表4 。 5 结论 综上所述，本基坑支护工程根据基坑周边的地层分布 情况及基坑周边的建 构 筑物情况 相对较为空旷 ， 拟采用上部放坡，下部采用桩锚的支护方案；止水结构根 据该场地砂层的具体分布及密实程度，分区段采用密排搅 拌桩下接单管旋喷桩。采用上述方案，通过计算，基坑边 最大计算位移6 ．8r a i n ，桩身计算弯矩也分别小于桩身抵抗 弯矩，设计支护结构有效控制了基坑边的位移及周边建筑 物的沉降，保证了基坑的安全。[ I D 5 0 3 4 ] 参考文献 【1 ] J G j l 2 0 9 9 ，建筑基坑支护技术规程[ s ] ． [ 2 ] 刘艳，梁沙河．深基坑支护结构的可靠性计算[ J ] ．山西建筑， 2 0 0 7 ， 3 3 ． [ 3 ]陈忠汉．深基坑工程M ] ．北京机械工业出版社，2 0 0 2 ． [ 4 ] J G J 5 1 2 0 0 2 ．轻骨料混凝土技术规程[ s ] ．北京中国建筑工 业出版社，2 0 0 2 ． ‘ ‘ 上接第1 7 9 页以“3 S ”一体化或集成为主导的空间 信息技术体系已逐渐成为测绘学或地球信息学 G e m i n f o r - m a t i c s 或G e o m a t i c s 新的技术体系和上作模式，其先进性、 时效性明显。以空间信息技术为技术支撑，现代测绘仪器、 技术正处于快速的发展之中。 遥感技术在矿山测量中的应用已经历了较长的时间， 并积累r 丰富的经验。对于航卒遥感来说，航李遥感资料 可作为进行矿区地形图测绘的资料源，通过象片校上E 、目 视判读、野外调绘等工作，完成地形图的测绘。较之传统 的测图方法，利用遥感资料进行测图速度快、成本低、精 度高，是一种应用极为广泛的测图方法。航天遥感在矿山 测量中应用的关键理论与技术也正处于研究之中。应用遥 感资料，可获取矿区实时、动态、综合的信息源，对矿区 环境进行监测，为矿区环境保护提供决策支持。遥感资料 用于找矿、矿区地质条件研究、煤层顶底板研究等方面都 已得到应用，所有这些，都说明遥感技术应用于矿山测量 是矿山测量实现其现代任务的重要保证。 G P S 技术在矿山测量中的应用主要是取代传统的地面 测绘工作。如利用G P S 技术进行矿区地表移动监测、水文 观测孔高程监测、矿Ⅸ控制网建立或复测、改造等。随着 G P S 接收机性价比的不断上升，其应用于矿山测量工作的 地面部分已成为现代矿山测量的一项重要支撑技术。 应用于矿区的地理信息系统即为矿区地理信息系统， 或称为矿区资料源环境信息系统 M R I E S 。 M R E I S 已成为矿山测量的霞要发展方向。以矿区资源 环境信息系统为平台，以各种测量技术为数据获取的途径， 可以建立集数据采集、处理、管理、分析、输出于一体的 自动化、智能化的技术系统，作为矿山可持续发展的决策 支持系统。矿山测量工作是建立M R E I S 的前提性工作，而 建立M R E I S 则是矿山测量发展的必然趋势。因此，G P S 在 矿区应用首先就是应用于矿山测量建立矿山测量信息系统， 然后以此为基础建立矿区资源环境信息系统。 空间信息技术是矿山测量实现其现代任务的零要的技 术支撑和保证，以“3 s ”技术和其他测量仪器技术的有机 结合为基础的矿区资料环境信息系统就是空间信息技术在 矿山测量中应用的综合性成果。 Z 3 惯性测量系统及其在矿山测量中的应用 惯性测量系统 I n e r t i a lS u r v e y i n gS y s t e m t s s 是一种 导航定位技术，具有全天候、自主式、快速多能和机动灵 活等优点，为大地测量、工程测量和矿山测量作业的自动 化和全能性提供了另一种新的技术手段。它是利用惯性导 航的原理，以同时获取多种大地测量数据 经纬度、高程、 方位角、重力异常和垂线偏差等 的一种技术系统。I S S 可 分为两大类平台式系统和捷联式系统，I S S 在测绘领域的 主要应用目标包括①控制测量，如对已有控制点的检核、 加密、航测控制等；②管线监测、定位、地壳形变、地表 沉陷观测；③井下定位，各种工程和建筑测量；④地震、 重力测量、地球物理研究；⑤井筒和罐道梁的垂直性监测 等。G P S 与I S S 组合系统是满足高精度导航和定位要求的发 展方向之一。这种组合系统可使G P S 与I S S 的性能得到很 多互补，能够以整体大地测量模型进行数据处理，同时确 定三维坐标和大地水准面，使定位和导航的精度稳定，且 显著提高。 惯性测量系统在矿山测量中的应用主是在矿山井下测 量中的应用，进行井下测量的各项工作，当然其在地面也 有广泛的应用领域，如前文所述。I S S 在我国矿山测量中应 用的工作尚未深入开展，有待继续发展。以G P S 与I S S 组 合系统应用于矿山测量则是较有发展前途的一项技术。 五4 其他测绘新仪器新技术在矿山测量中的应用 其他的现代测绘仪器如激光指向仪、陀螺经纬仪、数 字式水准仪及相关的测绘技术等都在矿山测量中得到了应 用，并以这些仪器技术为基础，形成了许多矿山测量的专 用仪器，已作为矿山测量应用的现代仪器和技术。 ． 3 总论 随着计算机技术、卫星技术、电子技术等的发展，测 绘仪器产生了巨大进步，相应的技术手段也有了很大的提 高，形成了现代测绘仪器及技术的新的体系。现代测绘科 学技术迅猛发展，必然会促进矿山测量的进一步发展。以 现代测绘技术、矿业工程技术和相关科学技术为基础的矿 山测量，必将会形成集数据采集、处理、管理、传输、分 析、表达、应用、输出为一体的智能化、自动化的技术系 统，为矿区资源环境信息系统的建立提供基础性的资料， 促进矿山可持续发展。[ I D 4 9 4 8 ] 万方数据