矿山测量的内容及特点

一、矿山测量的内容及特点,（一）矿山测量的五个阶段,1.矿床勘探阶段,a.地面控制网、测绘1：5000地形图b.标定钻孔、探槽探井、探巷绘于图上c.与地质人员测绘、编制图纸资料d.进行储量计算,2.矿山设计阶段,3.矿山建设阶段,4.矿山生产阶段,5.矿山报废阶段,a.测绘地形图1：1000.1：2000，供设计使用b.土方量计算,a.标设井筒b.工业与民用建筑物放样施工测量c.凿井开巷测量d.设备安装测量e.绕路测量,a.巷道标定与测绘b.储量管理、开采监督c.岩层和地表移动观测与研究d.参加采矿计划编制和环境保护与土地复垦等,a.采矿用矿山测量图纸b.测量手薄移交相关单位c.计算资料,（二）矿山测量任务,1、建立矿区地面和井下控制系统，测绘大比例尺地形图2、矿山基本建设中的施工测量3、测绘各种采掘工程图、矿山专用图及矿体几何图4、对资源利用及生产情况进行检查和监督5、观测和研究由于开采所引起的地表及岩层移动的基本规律，以及露天矿边坡的稳定性，组织开展“三下”（建筑物下、铁路下、水体下）采矿和煤柱留设的实施方案6、进行矿区土地复垦及环境综合治理研究7、进行矿区范围内的地籍测量8、参与本矿区月度、季度、年度生产计划和长远发展规划的编制工作,1.在均衡进行生产方面起保证作用,（三）矿测部门在采矿业起得主要作用,2.在充分开采地下资源和采掘工程质量方面起监督作用,3.在安全生产方面起指导作用,a.及时提供反映生产状况的各种图纸资料b.准确掌握各种工业储量变动情况c.参与采矿计划的编制和检查其执行情况,a.按法规检查各种已完成的采掘工程质量b.合理地采出有用矿物执行监督c.减少各种浪费,a.充分利用测绘的各种矿山测量图，及时正确地指导生产b.尽量准确地预测采空后所引起的岩层和地表移动范围，以避免建筑物的破坏和人身安全事故的发生,二、矿山测量在煤矿安全生产中的作用及其与相邻学科的关系,矿山测量学是采矿科学的一个分支学科，是采矿科学的重要组成部分。它是综合运用测量、地质及采矿等多学科的知识，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。因此，它是多学科交叉的一门学科。矿山测量人员在采矿企业中要想出色地完成上述各项任务，充分发挥应有的作用，除了要有很好的政治素质和爱岗敬业的精神外，还应有一定的理论知识和实际经验。根据矿山测量是测量、地质、采矿及环保边缘学科这一性质，矿山测量人员应具备以下几方面的理论知识：,1、要有很好的职业素质和爱岗敬业勇于奉献的精神,2、必须掌握测量方面的知识,3、地质方面的知识,4、地理与土地复垦,5、基础理论知识,地形图测绘、矿区控制测量及GPS卫星定位技术、测量误差及平差、矿山测量及矿图绘制、大地测量仪器学、摄影测量等,地质基本理论及矿井地质、矿体几何等知识，以便研究矿体的形状、性质和赋存规律，计算储量、损失贫化及确定合理的回采率等。,采矿引起的环境问题进行监测，以便对开采沉陷造成的生态环境问题进行综合治理。,高等数学（含工程数学）、力学（含工程力学）、投影几何、计算机技术、外语及机械制图等。,三、矿山测量的现状及发展,矿山测量是一门应用科学，它是从采矿实践中产生和发展起来的。,国内,我国春秋战国时代，随着矿业的发展而产生了原始的矿山测量技术。周礼地宫记载：“矿人掌金玉锡石之地若以时取之，则物其地图而授之”。这说明那时已使用矿山测量图。到了近代，矿山测量技术有了长足发展，1899年，开滦矿区建设第一对矿井唐山矿时，就设立了测量机构，测绘了井田地形图和采掘工程图。当时各矿均是采用以立井中心为坐标原点，以锁口盘平台为高程零点，以磁北为坐标纵铀的独立坐标系统。1908年，清政府颁布实施大清矿务章程中已经有了矿图绘制程式的要求。我们伟大的祖国在测绘科学历史上是有巨大贡献的，1973年长沙马王堆出土的地图就是最有力的例证。该图所表示的内容相当丰富，绘制技术也达到了相当熟练的程度，是目前世界上发现最早的一幅地图。我国又是发明指南针的国家。我国在矿山测量的发展上也应该是有很大贡献的，但在这一方面我们还缺乏系统的研究。,国外,在国外，公元前13世纪，埃及有了按比例缩小绘制的巷道图。公元前1世纪，希腊学者亚历山德里斯基已对地下测量和定向进行了叙述。在1556年德国学者G.阿格里科拉出版的论矿业和冶金一书中，论述了用罗盘仪进行井下巷道测量的方法和矿山开采中的某些问题。1742年，俄国学者M.B罗蒙诺索夫在冶金和采矿基础一书中专门写了一章“矿山测量”，不仅介绍了各种测量仪器，而且还研究了诸如立井和平巷贯通等各种具体测量问题。19世纪中叶，开始由经纬仪取代挂罗盘进行井下测量和用误差理论处理测量数据及精度评估。,发展,19世纪中叶到20世纪初是矿山测量发展较快的时期，出现了许多优秀学者，如俄国的rA.季梅、I/I.M.巴胡林等，他们对矿山测量发展作出了突出贡献。1885年，德国建立了矿山测量师协会，并出版了世界上第一种矿山测量的定期刊物矿山测量学通报1904年，俄国在托姆斯克工学院成立了世界上第一个培养矿山测量师的矿山测量专业。1921年，苏联召开全俄矿山测量员代表大会，大会决定在各采矿企业建立矿山测量机构。1932年，苏联成立中央矿山测量科学研究局，1945年改为全苏矿山测量科学研究院，现改为全俄矿山地质力学和矿山测量科学研究院。在国际上，1969年8月在捷克斯洛伐克的布拉格召开了第一届国际矿山测量学术会议。中国于1979年首次派专家参加了在德国亚深召开的第四届国际矿山测量学术会议。随后还参加了以后各届直到1997年在澳大利亚召开的第十一届ISM会议。,1953年，北京矿业学院（即今中国矿业大学）首先设置了矿山测量专业。1954年，燃料工业部全国煤矿管理总局成立测量处（后合并为地质测量处），并于同年12月在唐山市召开了第一次全国煤炭系统矿山测量会议。1956年，唐山煤炭科学研究院建立了中国第一个矿山测量研究机构矿山测量研究室（即今煤炭科学研究总院唐山分院矿山测量研究所）。与此同时，各大、中型矿山企业相继成立了矿山测量机构，进行矿图改革，对矿区地面控制网进行了全面的改建或重建，统一了矿区坐标系统。1981年，中国煤炭学会矿山测量专业委员会成立。1985年，中国测绘学会矿山测量专业委员会成立。20世纪50年代以后，电子、激光等新技术的迅速发展，推动了矿山测量仪器的研制工作。在国际上相继出现了陀螺经纬仪、光电测距仪、电子经纬仪等，并将计算机应用到矿山测量工作中，使传统的矿山测量学理论和技术发生了巨大变革。我国矿山测量科学技术从20世纪70年代初开始进入一个新的发展时期，在一些主要矿区先后将摄影测量、陀螺定向、激光指向和计算机技术用于地面和井下控制测量、地形测量、施工测量和贯通测量中。,我国矿山测量的迅速发展始于中华人民共和国成立以后。,第二章现代矿山测量的理论与技术,（一）GPS技术的兴起,第一节GPS理论与技术,大地测量学,卫星大地测量学,空间大地测量学,1957年10月世界上第一颗人造地球卫星的发射成功，首先是由短期的观测数据求定了精确的地球扁率，接着推证了南北半球的不对称性。70年代，卫星多普勒技术得到了广泛的应用海洋卫星测高(SA)技术为大地测量应用于海洋学研究开辟了道路；激光对卫星测距(SLR)技术。80年代，GPS得到了全面发展，由于它具有用途广泛、定位精度高、观测简便及经济效益显著等特点，使大地测量发生了一场深刻的技术革命。以上这些卫星测量技术，形成了大地测量学的一个新的分支学科卫星大地测量学。20世纪60年代出现的甚长基线干涉测量(VLBI)技术,卫星大地测量学,VLBI,空间定位技术主体是卫星定位和跟踪技术,利用无线电波,单向系统,双向系统,一是发射机在卫星上的空基系统，二是发射机在地面的地基系统,利用激光,美国的海军导航卫星系统苏联的全球导航卫星系统欧盟Galileo卫星导航定位系统我国的“北斗”导航卫星系统,卫星导航系统-NAVSTARGPS，其英文全称为NAVigationbySatelliteTimingAndRanging(NAVSTAR)GlobalPositioningSystem（GPS)，我们称为GPS卫星全球定位系统，简称GPS系统。,GPS系统是一种以空间卫星为基础的无线电导航与定位系统，能为世界上任何地方，包括空中、陆地、海洋甚至外层空间的用户，全天候、全时间、连续地提供精确的三维位置、三维速度及时间信息，具有实时性导航、定位和授时功能。1978年2月22日，第一颗GPS实验卫星的发射成功。1989年2月14日，第一颗GPS工作卫星的发射成功。1993年12月8日，美国正式宣布GPS整个系统已正式建成并开通使用。,2GPS相对于经典大地测量所具有的特点,(1)选点灵活，无需通视。(4)提供三维坐标。(2)定位精度高。(5)操作简便。(3)观测时间短。(6)全天候作业。,（二）GPS技术的特点,1GPS相对于其他导航定位系统所具有的特点,（1）全球地面连续覆盖。（2）功能多，精度高。（3）实时定位速度快。（4）抗干扰性能好，保密性强。,3GPS技术与经典大地测量的差异,(1)在结构上,经典大地测量,GPS技术,平面控制网,高程控制网,利用测距仪测边和经纬仪测角构成一定三角形或四边形来完成的。,利用水准仪逐站测量两点间的高差来建立的，因而要求水准点要选在地势平坦和交通方便的道路两边。,灵活、方便、高效,(2)在层次上,经典大地测量,GPS技术,经典大地测量按照用途、使用仪器、观测精度和边长的不同，将控制网由高级到低级分为I、四个层次，高一级作为下一级的控制基准，下一级作为高一级的补充，遵循“由大到小、逐级控制”的原则。工作量大、误差较大、仪器相同、精度不同,不存在误差积累仪器相同、精度相同定位精度高50km/（1-2）10-6,(3)在数据处理上,经典大地测量,GPS