侯磊
黑龙江龙煤鹤岗矿业有限责任公司益新煤矿 黑龙江 鹤岗 154107
摘要：矿产资源是国民经济和社会发展的重要物质基础。我国的矿业开发规模位居世界第三，是我国的支柱性产业之一。随着我国的工业化进程逐渐加快，煤矿、铁矿、油气等矿产资源的需求突增导致价格一路攀升，极大地促进了矿产资源领域的发展。但是长期以来，矿业开发秩序混乱，矿区缺乏实时监管，引发了如矿产资源浪费、越界违法开采、生态环境破坏等一系列问题。由于矿区的不合理开发，导致的水体污染、地面塌陷等地质灾害，已经对矿区人民的生命及财产安全构成了极大的威胁，制约了经济和社会的持续发展。本文就基于精密探测技术的矿山地质工程测量系统设计进行详细探究。
关键词：精密探测技术；矿山地质；工程测量；系统设计
中图分类号：TD17文献标识码：A
1 引言
当前我国地质勘察中对测绘测量技术的应用要求逐渐提高，人们越来越注重地质勘察测量技术的效率和精准度。因此在地质勘察测量测绘技术中信息化、网络化的推广应用逐渐加深，这便为测绘测量技术的产生和创新创造了前提条件，通过将信息化的测绘测量技术应用于地质勘察测绘中，便可以在提高地质勘探测量精度的基础上，节约人力成本，提高工作效率。
2 概述
矿山地质测量工程主要是针对矿山以及周边地质环境进行数据采集并汇总分析，再选取相应的探测技术确保矿山的开采建设工作顺利进行。矿山测量是探采矿山资源的关键环节，该环节主要依托于先进的科学技术手段，才能保障矿井工人的生命安全，并保证矿山开采施工质量。矿山测量工作贯穿矿煤炭生产的整个环节，基础勘探、开采规划、建设生产乃至最终的矿山报废都需要具体的测量数据才能完成[1]。在矿山开采过程中，由于矿山内的矿井巷道呈现出弯曲且不规则的形状，致使开采面与作业面的空间位置不断发生改变，这就要求在测量巷道的高度以及腰线高度时，必须提高地质工程测量的精准度。在现有的矿山地质工程测量系统中，存在着系统采样数据平均值偏差较大的情况，此问题在实际开采工作中有增加矿井内安全隐患的风险，因此，必须通过技术手段解决采样数据平均值偏差较大的问题。而精密探测技术以其精确度高、测量速度快、资金投入少、操作简便等优点成为新兴热门技术，在矿山工程测量系统领域发挥着巨大作用。
3 矿产地质工程测量中的测绘技术
3.1 GIS技术
GIS 该技术是以信息技术为基础，通过综合运用系统工程理论、地理空间数据以及信息科学理论对地理信息数据进行分析、管理，从而为决策者提供可靠数据支撑。GIS 以测绘为基础，对数据库中已有数据进行比对分析，从而对地理空间数据进行分析、统计。GIS 技术在测绘数据获取、更新方面有明显不足，将 GIS 与全球定位系统、遥感系统相结合，可以实现功能互补。
3.2 GPS技术
数字化测绘技术的应用中为地质工程测量工作的质量控制打下了坚实基础，为能从整体上提升测量工作的质量，这就需要将GPS数字化测绘技术加以应用，这对保障地质工程测量质量能起到积极作用。当前的GPS技术在诸多领域都有着应用，随着技术水平的不断提升，该技术的应用质量也不断提升，技术的精确度也愈来愈高，通过该技术的运用对地质工程质量的控制起到了积极作用，提高了工程测量工作的效率，保障了测量的精度。数字化测绘技术的应用不仅能体现出及时精确的优势，也能在工程目标定位和数据信息采集储存等方面有着诸多的优势，技术应用的成本也能在合理的范围，这对地质工程质量控制工作的开展能打下坚实基础[2]。
3.3 三维激光扫描技术
该技术可以实现对高密度点云数据的获取并按照预先设定程序实现实景复制，具有测绘效率高、综合成本适中等优点，可以显著提升矿山测绘的便捷性及安全性提升矿山测绘精度。同时也对测量进行进行可视化建模处理，从而确保测量数据可以直观、全面的反应测绘结果，以便矿山管理者及时掌握矿山开采情况。现阶段三维激光扫描技术在金属矿山、煤炭采空区地表岩层移动、部分井工巷道围岩变形等方面具有应用，具有显著的优势。
3.4 载波相位差分技术
载波相位差分技术也称之为 RTK 技术，在地质勘探中的应用中，主要是根据两个测站载波相位观测量之间的差分进行计算。其主要的工作原理是将一台 GPS 接收机固定在地质勘探区域的某一位置，并将这台接收机称之为基站，然后再将一台或者是数台 GPS 接收机在地质勘探区域进行流动观测，并将这几台接收机称之为流动站。然后通过基站和流动站在运行过程中所观测到的同一组卫星发射信号转化为相应的观测数据，再通过与已知的信息数据进行对比，并可以得到测量过程中的 GPS 差分改正值，测绘人员再通过将已经得到的改正值传输至流动站就可以找到较为准确的实时信息位置。这项技术在应用的过程中不会受到测绘区域地形变化的影响，同时也不会受到气候环境的影响，这样就可以保证在测绘过程具有较高的精准度。此外这套系统还可以在对地质勘探的过程中，将测绘过程中所处理的数据自动保存在相应的系统中，然后通过各个测站点之间的网络系统进行传输，就可以节约测绘数据信息传输过程中的时间，提高测绘人员的工作效率。
3.5 数字遥感技术
遥感技术也是实现数字化测绘的重要技术手段。由于遥感技术在空间场景地质信息的测量中有效性更高，故而它常应用于地下工程地质测量环节，尤其对于管线的布设或者地下设施的布置等，均可运用遥感技术对静态物体以及动态物体进行精准定位，并形成遥感图像，以此为测绘人员直观的呈现地质测量结果。
4 基于精密探测技术的矿山地质工程测量系统设计
（1）加强宏观调控。加大政府引导力度，制定矿山监测规范，完善矿山开采相关政策法规。合理统筹矿产资源开发规划布局，实现矿产资源的可持续开发与利用。对于矿山开采过程中的越界开采、非法转让采矿权和探矿权等违法行为，矿产资源监管机构和基层执法部门必须及时进行清理和查处，建立依法有序的开采秩序。（2）选取适宜数据源。在满足经济适用的前提下，按照不同监控目标精度要求选取适宜分辨率的数据源。例如，利用中等分辨率卫星影像对露天采矿场等大尺度地物进行识别，对大范围的水体污染、地质塌陷、固体废弃物堆积等环境问题进行监测；利用高分辨率卫星影像可以对采矿场内部矿坑、尾矿库、排土场等小尺度地物的识别分类和变化监测，显示矿山内部布局和细节；利用高光谱卫星影像识别矿山环境要素和矿种类型，对矿山环境污染问题定量、半定量反演分析；利用微波遥感观测矿山开采所引起的地面沉降、塌陷等地质灾害问题，且监测过程中不受气象条件限制[3]。（3）构建技术体系。在矿山监测的过程中，应考虑多种传感器之间的协同与立体观测，辅以无人机、地面固定平台等技术获取补充数据，结合人工智能、大数据集成分析技术促进矿山监测的综合应用，构建通用、高效的监测技术体系。
5 结束语
综上所述，工程测量系统是基于精密探测技术的一种系统设计，采样所需点数较少，平均偏差较小，结果更为准确。将精密探测技术应用于矿山地质工程测量系统设计中，可使测量系统更加完善。随着精密探测技术的发展，各种新型设备能够快速准确地进行工程测量并完成目标的匹配和识别，为提高工程测量精度提供了新思路。
参考文献：
[1] 苏丹.矿山地质工程测量中新型数字化测绘技术的有效运用[J].工程技术研究,2020,5(4):28-29.
[2] 周大勇.基于 GPS的矿山地质工程测量技术应用[J].科技资讯, 2019,17(8):53-54.
[3] 周源文.基于 GNSS的在线工程测量系统设计研究[J].黑龙江水利科技, 2019,47(6):89-90,98.