矿山测量对煤矿安全生产的作用及发展趋势

发表时间:2020/4/29   来源:《科学与技术》2019年第22期   作者:林驰
[导读] 在进行矿山建设和生产的过程中,矿山测量是非常关键的工作

        摘要:在进行矿山建设和生产的过程中,矿山测量是非常关键的工作,科学合理的测量技术与成果都会推动矿山的生产发展。在现在测绘技术在逐渐出现创新的阶段,矿山的测量技术发展与应用也不断地出现了新突破,但是在技术逐渐发展与应用的过程追踪,也同样面对着一些问题,处在关键的发展时期内。因此,测量工作人员就一定要负责好自己的工作,对矿山的测量技术实行新的理解与探索,根据现在发展的兴衰,对测量的技术创新与应用实行了深入的探究,来推动矿山的测量技术发展。本文就对矿山测量对煤矿安全生产的作用及发展趋势相关方面进行分析和探讨。
        关键词:矿山测量;煤矿安全生产;作用;发展趋势
1矿山测量工作概述
         矿山测量是多学科的交叉应用场所,其中包含地质学、测量技术以及采矿学等多个领域的研究成果,能够对围岩的动、井下矿体、静态特征等进行有效的勘测,以此能够更加精准的描绘整个空间的测量状态,从而能够更加有效的指导矿上建设工作。虽说具体的工作中会存在一定的差异性,但是从整体工作的流程来说有着很强的共同性。随着信息时代的来临,矿山测量技术的未来发展更应该注重便携式测距仪、智能化全站仪、反射棱镜系统、半导体激光指向仪以及无线电通讯仪等。同时还要加强专业技术人员的培训,使其能够培养出更多优秀人才,为矿山测量技术贡献更多的力量。
2矿山测量技术的发展特点
2.1户外和井下工作
         矿山测量技术大多数都是应用在矿山采取工作之中,因室外环境相对来说比较恶劣,而且工作环境相对来说也比较特殊,在实际工作中还会遇到很多不确定的因素,可以说这已经成为户外测量工作的特点。一旦在测量中遇到矿山地理位置不好的时候,那么采矿工作将会存在很大的难度,受种种因素影响,给矿山测量工作带来了很大的难题,在某种程度上促使测量工作的准确性降低,而且矿上测量工作大多数都是在户外或者是偏远的山区或井下,特别是井下作业环境潮湿、光线暗,巷道空间狭小,在测量中需要考虑多种环境因素,以此来确保采矿工作中的精准性,同时还要提升测量工作人员的专业技能,确保测量的精准性。
2.2集体参与
         因采矿工程相对来说比较大,并不是一个人就能够完成的,还需要多个工作人员共同参与,这样才能够做好测量工作。但是,测量工作人员过多,那么很难做好人员管理工作。而且所有测量人员的专业技能都要有一个统一的要求,要所有人参与其中,并且都能够贡献自己的力量,之后再将测量数据信息进行有效的分析,同时还要确保各项测量信息的精准性。
3矿山测量技术的现状
         矿山测量的发展现状可以从三个方面中体现,首先则是全站仪。全站仪实际上就是测量仪器的一种,现今其应用范围主要为矿山测量。矿山测量过程中,全站仪的使用环节包括地表移动监测与矿区土地复垦和井下施工放样。从整体上来看,更多的矿山测量机构选择在日常测量中使用全站仪,这是因为这样可以极大的增加企业的经济效益,同时还能保证施工效率。目前为止,全站仪已经表现出了智能化的发展趋势。其次,则是空间信息技术。这一技术实际上是全球定位系统技术、遥感技术以及地理信息系统技术的总称。现今,遥感又分为航空遥感与卫星遥感,而在地形图测绘领域,前者的扮演者非常重要的作用,后者在测图中的应用同样获得了快速的发展。最后,则是惯性测量系统。在导航定位技术中,惯性测量系统发挥着十分重要的作用,它拥有自主性、灵活性以及高效性的重要特点。也正是凭借着其上述特点才保证了矿山测量的全能性,进而发展成为了矿山测量中的一个不可或缺的手段。惯性测量系统以惯性导航为前提,可以实时获得两种及两种以上的测量信息。
4矿山测量对煤矿安全生产的作用
4.1提供精确测绘资料
         矿山测量是矿产企业生产和工作的前提,关系到整个矿产系统的运行。因此,在开矿开采之前一定要收集各项资料,确保采矿测量数据信息的精准度,要知道,矿山测量工作在某种程度上决定着矿井和矿产的安全生产和建设。高层面和井下导线点的高精度测量也是非常重要的,同时也是地质部门提供地质条件的基础,若是出现测量失误,那么将会给地质工作带来很严重的错误,甚至还会为矿产企业带来很多损失。因此,在正式开始开采之前一定要做好各项测量工作。
4.2采掘工程质量监督作用
         在矿产建设和井下矿层开采过程中,有时候会出现各种安全事故。而工程测量在矿产开采过程中,能够对坡面、巷道、断面规格等进行测量和追踪,避免出现超挖现象,从而出现各种安全事故。在验收测量工作中不仅能够确定最终位置,还能够对采空区进行有效的普查,为顶板管理提供更加精准的图纸资料。目前,有很多矿产企业在实际建设中,建立矿压观测站、测量巷道顶板、下梁顶板下沉速度,对各项测量的数据信息进行有效的分析,并采取相应的安全管理措施,防止再次发生坍塌事件。
4.3生产安全方面的保证和指导作用
         在矿产采矿和建设工作中,测量工作人员要在回采和巷道工作中进行测量,并按照相应的坡度、位置以及方向等进行有效地测量,而且在测量环节中测量人员一定要高度集中精神,确保测量精准度,不然将会造成很严重的损失,甚至还会发生坍塌事件,严重影响人们的生命安全。再者,还要合理利用测绘和其他矿山图纸,使其能够充分发挥出矿山测量的优势条件,在回采施工组织中设计相应的安全施工图纸。另外,还要精准测量开采过程中所引起的地表面或岩层移动的范围,避免将各项损失降到最低。
4.4采矿工作中的支撑作用
         若是想要能够实现高效采矿目标,那么一定要充分做好测量控制网布测定和布设工作,对其做出合理的安排,使其能够发挥出测量技术支撑的作用。首先,测量控制网加密对井巷空间位置的支持,要知道,井下控制网在采矿工作中也有着非常重要的作用,而且随着各项建设的发展,巷道在实际应用中也在不断延伸,生产导线点也在慢慢增加。所以,当点位在某种程度也会受到影响,还需要对其及时布测,并且做好各项延伸与加密工作。对加密网元素精度评测过程中,还要从误差和数据误差的影响对其出发,若是对精度有较高的要求时,那么就不断提升加密观测精度,使其能够及时做好各项抵偿工作,减少加密的级数。再者,排放积水对机械化运行的产生也起到一定的支撑作用,在生产过程中,地下水和断层水就是构造之中的产物。因此,在测量过程中一定要注意断层漏水的问题,使其能够精准找到该问题并将其反映到相应数据信息上,确定好方位信息、数量以及角度等。
4.5矿山测量技术在服务中的作用
         若是想要确保采矿工作能够顺利进行,那么就要合理的将各项机械化设备引入实际工作中,同时还要及时关注采区和巷道。在实际工作中,做好各项基础测量工作,使其能够满足后续工作的各项要求。所以,一定要做好各项日常测量工作和管理工作。再者,还要逐渐完善各项资料台账和测量图件等,使其能够充分发挥出矿山测量技术中的服务性功能。例如,下井测量,主要是包括找矿、采掘、运输以及升级等,其主要目的就是找出最精准的测定点,进一步明确空间位置。同时还要做好测图和放样工作,也就是说井下巷道大多数都是连续性进行的,也可以称之为是不断变化的。所以,在实际工作中,首先要做好给向与填图的挖进工作,使其能够满足多样化要求。


5矿山测量对煤矿安全中的具体应用
5.1全站仪在矿井测量中的应用
         全站仪主要包括电子测角、测距、计算以及数据存储等功能,且随着现代化的计算技术不断扩展,其具备的程序编制功能、计算功能更为完备,在矿井的日常使用过程中起到的作用更为重要。现阶段,全站仪在矿井的建设、开采等阶段的具体施工过程中都起到十分重要的优化作用。通过使用全站仪,使得矿井测量工作步入现代化。现代化对于矿井测量传统采用的水准仪以及经纬仪、全站仪可以先行的提升矿井测量工作效率,而且整个测量工作更为简便,准确性更高。
         在全站仪使用过程中需要重点注意:全站仪测量过程中产生的轴系误差与所处位置有较大关联,在实际测量过程中、全站仪需要处于两个不同测量点的中线位置;全站仪度盘使用过程中产生的误差受到角度影响明显,在测量过程中需要测量人员精准的独一垂直角进行保持,合理的选择测量位置,降低测量过程中产生的误差。
5.2GPS在矿井测量中的应用
         GPS具有较高的自动化程度以及精准度,产生明显的经济以及社会效益。现阶段,工程测量工作中普遍采用GPS测量技术,具有以下显著的优势:通过构建三维以及立体坐标,可以有效提升测量精度;对环境适应性较强,受到天气的不利影响因素小;操作简便;测量范围大,测量耗时少;具有较高的测量精度。
         在矿井测量中,充分对利用GPS测量技术,构建矿区测量控制网,对矿井的采掘生产工作产生的影响进行实时动态监测。例如:对矿井开采影响范围内的地表沉降进行监测、对矿井外界环境进行监测、同时还可以实现对矿区内使用的机械设备进行监测调度。
5.3三维激光在矿井测量中的应用
         该技术的主要设备组成由激光扫描仪、数码相机、升降机、GPS设备、旋转台等组成,将数据采集与全球标准坐标进行融合,根据不同需要,可以按照各种格式进行数据的输出转换。相对于传统的测量技术,三维激光测量技术优势更为明显:测量范围广泛,速度快,操作简便,费用低;测量的精度大幅度提升;对数据的捕获速度快,降低数据采集以及数据分析计算的次数;对测量范内的地质构造纹理变化更为清晰、全面表述;对测量区进行高速、大范围的扫描,提升勘探效率。在矿井的实际生产过程中,采用三维激光技术可以实现对整个矿区地质剖面以及地质环境进行测量;对露天矿井边坡稳定性进行监测;对采掘影响区域内的地表下沉量、位移量进行监测;对井筒、井架等断面进行测量;同时对于露天矿井,采用三维激光也可以有效对储量进行测量及管理。
5.4遥感测量在矿井测量中的应用
         遥感测量技术是通过采用传感器实现对远距离的电磁波数据进行收集处理,形成测量体系,从而实现对勘探区域的测量及识别。遥感测量技术早起应用在航天航空领域,随着科学技术的进步,在地质工程勘探中的应用不断扩展。在矿井测量中,遥感测量可以实现对矿井开采区域进行大规模、同步、全方位测量,一旦测量中发现异常情形,就可以及时的发出警报。在矿井生产过程中,根据遥感测量可以对采掘对矿区环境的危害程度以及具体危害情况进行测量,以便更好的采取防范措施,实现煤炭的绿色开采。采用遥感测量技术可以对矿井地表沉陷以及地表沉陷的程度监测,有效的对矿井生态环境进行保护。将遥感测量技术与地理信息系统进行结合,可以保障矿区土地资源的合理利用以及矿区煤炭资源的科学开采。
5.5惯性测量技术在矿井测量中的应用
         惯性测量技术是一种全方位的导航定位技术,具有快速、机动灵活、全天候等优点,可以实现对重力异常、垂线偏差、高程、方位角、经纬度等进行测量。将惯性测量技术在矿井生产中应用,势必会大幅提升矿井测量效率。现阶段,惯性测量技术在我国煤炭生产中的应用较为少见,未能进行大规模的应用。将惯性测量技术与GPS技术相结合,将是后续研究工作开展的重点方向。
6矿山测量在矿山安全生产中的发展趋势
6.1加强对测量仪器的开发
         先进的仪器设备是促进矿山测量工作顺利进行的重要基础,若是测量仪器缺乏足够的精确度,那么矿山测量的数据质量就无法得到保障,难以为矿山生产工作提供可靠的数据支持,进而影响到矿山生产的安全进行。由于矿山生产的工作量不断增加,对测量工作中的仪器设备提出了更高要求,需要不断完善仪器设备的功能结构,在优化设备的同时,促进矿山测量工作的有效进行。同时,对于测量仪器的开发,需要重视数字化和信息化方面的调整和发展,利用先进的技术对仪器设备进行远程控制,将矿山测量的误差控制在最小范围,使矿山测量能够充分满足矿山生产工作的需求,为矿山生产的开展提供有利支持。在我国社会经济及科学技术的快速发展背景下,许多新型仪器被使用到矿山测量中,能够实现对错位的自动报警,及时完成纠错,避免因仪器设备方面的问题影响到测量工作。
6.2加强对测量技术的补充开发
         虽然矿山测量能够为矿山生产工作提供可靠的数据支持,但是对测量技术的准确性提出了较为严格的要求,否则不仅无法发挥这一技术的作用,也容易出现各种各样的问题。因此,在矿山测量的未来发展中,将加强对测量技术的补充开发,不断优化各种仪器的使用方法,提高测量技术的应用效果,使矿山测量的准确性得到保障。同时,在应用各种仪器进行矿山测量的时候,需要坚持因地制宜的原则,在不同的地貌、地质环境中,选择不同的仪器设备进行测量,并制定出科学合理的测量方案,使矿山测量的整体质量得到保障。总之,测量技术的补充开发是一个长期且艰难的过程,但是对矿山测量的发展有着极为重要的影响作用,是充分发挥矿山测量在矿山安全生产中的作用的基本要求。
6.3提高对测量人才的培养力度
         随着矿山测量的持续发展,矿山测量对人才的需求不断提高,只有保证测量人员能够熟练掌握各种技术和设备使用方法,才能够促进矿山测量的有效进行,使测量数据的整体质量得到保障。因此,提高对测量人才的培养力度,将是未来矿山测量行业的必然发展趋势,需要采取各种措施和途径来提高人才培养水平,不断提高测量人员的能力及素质,使其能够利用所学知识来解决测量问题。其次,需要加强对测量人员的思想教育工作,强化测量人员的责任意识,使其能够以专业的态度完成本职工作,避免因操作不当造成测量数据不完整或测量数据存在较大误差等问题。
结语
         综上所述,矿山测量对矿山安全生产有着较为重要的影响作用,能够改善矿山生产的工作环境,为制定工作方案提供可靠的数据支持,使矿山生产能够处于更加安全、稳定的作业环境。为充分发挥矿山测量在矿山安全生产中的作用,相关人员要加强对矿山测量的研究,加强对测量仪器的开发、加强对测量技术的补充开发、提高对测量人才的培养力度,从多方面提高测量水平,为矿山生产活动的开展提供有利支持。
         作者简介:林驰(1985— ),男,安徽潜山人,测量工程师,2008年毕业于安徽理工大学测绘工程专业,现在口孜东矿从事技术管理工作。
参考文献
[1]王永斌.矿山测量在煤矿安全生产中的作用研究[J].能源与节能,2018(08):153-154.
[2]王永光.矿山测量对煤矿生产的作用[J].科技创新与应用,2017(01):298.
[3]周军.矿山测量对煤矿安全生产的作用及发展趋势[J].内蒙古煤炭经济,2014(05):9+27.
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