我国矿山测量技术的发展及创新研究VIP

摘 要矿山测量技术的发展越来越重要，井下使用的水准仪、光学经纬仪等仪器，如在精度上、观测方法和数据记录等出现较大误差，会导致井下生产中发生失误。随着新式仪器电子经纬仪、全站仪、GPS等仪器的使用，新式仪器衍生新的技术，如GPS精确定位、惯通测量技术、RTK等技术的不断应用。测绘技术的发展又带动了矿山井下测量的不断前进，使井下巷道施工的准确性、精确性得到逐步完善。我国的矿山测量技术发展较晚，落后于国外的先进矿山测量技术，这主要表现在矿山测量仪器和矿山测量方法上。我国的矿山测量主要用的仪器水准仪和全战仪等，而在有些矿区用的还是一些最老式的仪器，严重影响了矿山的测量工作的进度，我国的矿山测量必须跟上国外的步伐，发展新矿山测量仪器，使它们在矿山得以普及。除此之外，我国的矿山测量技术也滞后于国外的矿山测量技术。我国的矿山测量技术在发展仪器的同时也应抓紧矿山测量技术的发展，我国的矿山测量技术面临国外的很大的挑战，我们要抓住好的机遇发展我国的矿山测量技术。关键词： 矿山测量 矿山测量技术的发展 矿山测量技术创新矿山测量技术的研究AbstractMine surveying technology becomes more and more important, the underground level, optical theodolite and other equipment, such as precision, measurement method and data recording and other errors, will lead to underground production. Along with the new instrument electronic theodolites, total station, GPS instruments such as the use of new equipment, new technology - derivatives, such as GPS precise positioning, inertial measurement technology, RTK technology has been applied to surveying and mapping technology to embed. Surveying and mapping technology development led to the mine underground measurement progress continuously, so that the underground tunnel construction accuracy, precision are improved.China mine surveying technology development later, lag behind the foreign advanced mine measurement technology, which is mainly manifested in mine surveying instrument and measuring method of mine. China mine surveying major instruments used in the level and the total war system, and in some mining area or some of the old equipment, serious effect on mine surveying work progress, our country must keep up with the pace of mine surveying in foreign countries, the development of new mine surveying instrument, which can be popularized in mining. In addition, Chinas mining technology is lag behind the foreign mine surveying. China Mine Surveying Technology in the development of equipment at the same time also should seize the mine surveying technology development, our country s mine surveying technology facing foreign big challenge, we should seize the good opportunity of development our country mine surveying technology.Key words: Mine Surveying Mine Surveying Technology Development Mine surveying innovation Mine Surveying Technology Research目 录绪 论 .11 矿山测量技术的研究概况 .21.1 矿山测量技术研究的背景、意义 .21.2 矿山测量技术的国内外研究现状 .31.3 矿山测量技术的研究内容 .42 矿山测量概述 .62.1 矿山测量简介 .62.2 矿山测量仪器的简单介绍 .73 矿山测量技术的现状及发展 .103.1 矿山控制网技术的现状及发展 .103.2 矿区地形图测绘技术的现状及发展 .143.3 矿井贯通测量技术和联系测量技术的现状及发展 .183.3.1 矿井贯通测量技术的现状及发展 .183.3.2 矿井联系测量技术的现状及发展 .223.4 矿区变形监测技术的现状及发展 .234 矿山测量技术的发展趋势和创新 .264.1 我国矿山测量技术面临的问题 .264.2 我国矿山测量技术的创新 .275 结论与展望 .30致 谢 .32参考文献 .331绪 论矿山包括煤矿、金属矿、非金属矿、建材矿和化学矿等等。矿山测量是矿山建设时期和生产时期的重要一环。由于矿山测量工作涉及地面和井下，不但要为矿山生产建设服务，也要为安全生产提供信息，以供领导对安全生产做出决策。矿山测量的任何疏忽或粗率都会影响生产或有可能导致严重事故发生。因此，矿山测量在矿山开采中的责任与作用都是很大的。矿山测量是综合运用测绘、采矿和地质等多学科的理论、技术与方法,研究矿产资源勘查、规划设计、建设开发和生产经营过程,从地面到井下,从矿体(煤层) 到围岩, 从静态到动态的空间信息采集、处理、表达、利用,据此解决资源合理开发与资源环境保护问题的一门科学技术。我国是一个矿业大国,可持续发展及利用信息技术改造传统产业的要求给本学科的发展提出了机遇与挑战,使其研究领域及重要性不断得到扩展与增强。近一、二年我国矿山测量学科多个科研成果、论著与学者获得国家级大奖,矿山测量技术的发展及创新研究在矿山的应用日渐广泛和深入,矿山测量技术愈来愈得到各方面的高度重视,在不少矿区正由理念变为行动,一些重要的国际及国内高层学术会议相继召开,矿山测量技术的交叉、渗透越来越显示出其潜能和应用前景。这些都表明,矿山测量这一交叉学科充满着生机与活力,学科地位日显重要。21 矿山测量技术的研究概况 1.1 矿山测量技术研究的背景、意义 我国处于 21 世纪发展的初级阶段,社会的发展必定需要强大的物质基础,尤其是对能源的需求,而我国又是一个煤炭大国,石油满足不了人们的物质需求,煤炭在人们的能源需求方面占了很大的比重，煤炭的生产离不了矿山测量的技术。矿山测量技术是煤矿生产中一项必不可少的技术工作，测量工作及测量成果是为煤矿生产服务的，它的准确性直接影响煤矿的安全生产，所以提高其工作质量尤为重要。煤矿生产建设的工作基础是煤矿前期的测量工作，它始终贯穿于煤矿的生产、设计的所有过程，煤矿测量产生的任何普通的小事故都将有可能导致重大的安全事故的发生，甚至给人们的生命带来危害，因此，煤矿测量工作所担负的使命是很重要的。总之，矿山测量技术的研究就显的成为重要。煤炭的生产离不了矿山测量技术，因此，矿山测量技术的研究就显的更为重要。矿山测量技术的研究获得的准确的测量数据便给煤矿的安全生产工作带来了保障。地质部门提供地质条件的依据就是井下准确的高程点和导线点，地质部门获得了准确的数据，才能处理好贯通巷道的安全生产工作，使得施工单位能合理、有效地处理施工中遇到的错综复杂的地质条件。其次，准确的测量基础资料的收集利用是保障煤矿安全生产的最重要保证。31.2 矿山测量技术的国内外研究现状矿山测量技术从发展初期到现在经历了很大的发展过程，在仪器和方法方面进行了很大的变革，主要用的仪器有水准仪、经纬仪、全站仪以及 GPS RTK，下面介绍矿山测量所用的几个仪器：（1）水准仪主要是用矿区地形图中的水准测量，它出现于望远镜和水准器之后,按结构分为微倾水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪和数字水准仪。20 世纪初,在制造出内调焦距的望远镜和符合水准器的基础上生产出微倾水准仪,50 年代研制出自动安平水准仪,60 年代研制出激光水准仪,90 年代研制出数字水准仪,本世纪初电脑型水准仪也已经应用于实践。（2）经纬仪,由早期的游标经纬仪、光学经纬仪、发展到现在的激光经纬仪和电子经纬仪并逐步向智能型经纬仪发展。电子经纬仪采用光栅增量式数字角度测量系统,使用微型计算机技术进行测量、计算、显示、存储等多项功能,可广泛应用于国家和城市的三角控制测量、铁路、公路、桥梁、水利、矿山等方面的工程测量,以及建筑、大型设备安装和地籍、地形等多种工程测量。（3）全站仪，矿区的地形图测绘、控制网的布设以及井下的联系测量和贯通测量都离不开全站仪。全站仪的发展经历了从组合式到整体式的发展过程,随着计算机技术的不断发展与应用,全站仪拥有了全新的发展方向-电脑型全站仪。（4）GPS RTK 用于矿区控制网的布设，比以前的全站仪布网更为方便、简单。GPS RTK 从诞生之初到现在已广泛渗入工程测量、地籍测量、高程控制测量等领域。RTK 采用载波相位动态实时差分方法,是 GPS应用的重大里程碑。4上面列举了矿山测量最常用的几种仪器，每种仪器的出现都使得矿山测量的方法更为多样，仪器的发展也将改进矿山测量的方法，下面是常用的矿山测量的方法：（1）露天矿测量的方法：以前使用方法普遍是用水准仪和经纬仪，现在发展到了效率高、工作量大、精度高的摄影测量方法和声波定位法。（2）矿井定向测量方法：传统的方法采用的是经纬仪定向，并且用钢尺量距，全站仪的发展使得定向、测距一气呵成。（3）矿井高程测量方法：主要的方法是长钢尺法和长钢丝法，技术的发展使得测深仪得到了很好就用。（4）井巷掘进测量方法：近年来竖井及巷道的掘进速度不断提高，这要求测量人员能够及时给出掘进方向以指导施工，超声波测量法、偏光法、竖向水准测量法和摄影方法给井巷掘进测量提高了进度。矿山测量仪器和矿山测量方法是相辅相成的，仪器的发展推动了矿山测量技术的发展，矿山测量技术的改革反过来又推动了仪器的发展。1.3 矿山测量技术的研究内容矿山测量是煤矿生产和一项重要工作，矿山测量技术的发展及创新研究主要涉及 3 个方面：（1）矿山测量 简介。矿山测量是矿井生产中的一项重要环节，矿山测量技术包括矿山测量所用的仪器和矿山测量的方法。（2）矿山测量技术的发展及创新。为了提高矿产的生产效率，保护矿山工作人员的生命安全，使矿山能够为我国基础能源做贡献，矿山测量技术必须发展及创新。5（3）矿山测量技术面临的一些挑战与机遇。由于国外的矿山测量技术研究较早于我国，因此我国的矿山测量技术和国外的矿山测量技术有一定的差距，但是我国的矿山测量技术有我们得天独厚的先天条件要优于国外，我们必须抓紧机会缩小与国外矿山测量技术的差距。62 矿山测量概述2.1 矿山测量简介矿山测量学是综合运用测量、地质及采矿等多种学科的知识，来研究和处理矿山地质勘探、建设和采矿过程中由矿体到围岩、从井下到地面在静态和动态下的各种空间几何问题。 矿山测量是开发矿业过程中不可缺少的一项重要的基础技术工作。在勘探、设计、建设、生产各个阶段直到矿井报废为止，都要进行矿山测量工作。在矿床勘探阶段，要建立勘探区域的地面控制网，测绘1：5000 比例尺的地形图，标定设计好的勘探工程，例如钻孔、探槽及探井、深巷等，并将它们测绘到平面图上。还要与地质人员共同测绘、编制图纸资料和进行储量计算。 在矿山设计阶段，需要测绘比例尺为1：1000、l：2000 的地形图供工业广场、建