矿山测量工作中常见问题与预防

矿山测量工作中常见问题与预防

于贺  ,刘树强

枣庄矿业（集团）付村煤业有限公司

摘  要：在矿山测量工作中存在诸多问题影响了实测精度和质量，结合相关测绘工作经验，进一步探讨了矿山测量工作中常见问题以及相应的预防措施。希望对改善矿山测量工作质量具有借鉴和参考价值。

关键词：矿山测量；测绘精度；GPS（RTK）；预防措施

矿山测量是在矿山建设或采矿时，为矿山规划设计或勘探建设做出的测绘工作。由于矿山内外环境复杂，测量工作不仅危险性较高且误差较大[1]。为了进一步提高矿山测量工作精度和质量，深入探讨矿山测量工作中常见问题与预防就显得较为迫切。

一、矿山测量工作中常见问题

（一）普遍测量误差

在矿山测量工作中，产生误差在所难免。因为在矿山内外环境复杂，完成精准测量难度较大，除了对测绘仪器精准度要求较高，而且还要求测量者具有较高的感官鉴别能力。尤其自然环境下的地域环境很可能随机发生微观变化，故而产生测量误差很难避免。诸如，观测水平角时，多次观测结果并不完全相同；用钢尺丈量距离时，几个测回产生的结果截然不同；观测若干量时，函数的理论值与实测结果并不完全相符。而产生上述测量误差，均因观测值并非理想值，测量误差受到观测条件的间接影响。　　

（二）前期准备不足

矿山测量多为井下作业，在下井之前必须严密检查测量工具是否齐全。一般情况下，重要测绘设备包括了测距仪、声速仪、水位计、验流计、水准仪、全站仪、重力仪、测扫声呐色号不、外业数据采集设备等。由于测绘工作任务不同，或者是深入井下的距离不同，在矿山测量工作中提前准备的工具也略有不同[2]。如果测量人员下井前携带无用设备较多，对实际测量工作帮助不大，也会对开展测量工作产生额外负担。但是如果携带工具不全，又会在复杂的地质环境中遇到测量困难。比如，起始资料、扁铲、锤球、钢尺、钢锯等一些看似普通且简单的工具，在关键时刻恰恰能够辅助测绘工作顺利推进，甚至是三脚架上的备用螺丝丢失都可能影响到测量任务的顺利开展。故而，前期准备工作不足，也是矿山测量工作中极为常见的问题。

（三）复测不及时

矿山测量中由于前期准备不足，以至于出现了复测不及时的问题。测绘规程中要求导线控制在300~500 m范围之内，每30~100 m设置为采矿区。超过这一范围时必须及时复测，但是在实际测量中，由于导线准备长度不足，导致很难及时复测。也有测绘人员误以为适当延长距离并不会产生直接影响，或者是下井测量的人员较少，只能预留后续再测的部分[3]。也正是因为前期测量准确度较低，复测时导线的误差也会随之增加，故而严重影响了矿井测量工作质量。

二、预防矿山测量工作中常见问题的基本措施

（一）提高测量精度减少误差

观测条件主要包括：外界环境、观测者、测绘仪器。上述三个关键因素，均可能影响到观测结果，进而产生误差。但是误差与粗差不同，粗差属于纯粹的操作失误，因计算错误、听错、观错、记错、测错等原因而产生了结果错误。由于矿山测量中存在诸多影响实测环境的干扰因素，所以产生误差在所难免，故而也对矿山测量工作提出了更高要求。

一方面，必须全面提高测量人员的业务素质，通过高素质团队提高矿山测量精度。有必要加强针对性的业务培训，促使矿山测量人员掌握新型测绘技术，尤其是在矿区深井高地压、大变形、快速掘进等方面的精细化测量工作中，更要凸显转向技术培训的重要性。比如，增加针对RTK系统的演练操作培训内容，附加GPS全站子母仪系统的关键技术培训，让测量人员全面掌握新型测绘技术，同时提高专项业务素质，对提高矿山测量精度及减少误差具有显著作用。

另一方面，为了最大限度地减少人为误差，也可以对高风险测量区域采取AI人工智能测量技术，从而利用AI机器人大幅提升矿山测量工作的实际效率和质量，充分体现出矿山测量工作的智能化与自动化。利用LAM自主导航系统，可以在很大程度上缩减实测误差，测量精度也可以控制在20毫米以内。进而利用人工智能来替代高风险和重复性测量工作，降低测量成本的基础上进一步提高测量精度。

（二）采用GPS（RTK）新型技术

GPS（RTK）定位技术主要是依靠载波相位观测值来确定实测结果，在获得全站仪扫描的三维数据之后，实测结果可以精确到厘米级别。GPSRTK测量技术，主要是利用全站仪调节垂直高度，扩大实测范围。在制动螺旋垂直高度上，微动螺旋可以聚焦棱镜，通过十字丝延展实测距离。放样点链接全站仪后，可以通过观察棱镜和调节距离远近，确定dHD值的参考范围，并在dHD值为零时确定测量精度。将测量点标记为单个放样点，结束放样流程后逐一测量之后的放样点，直至所有测量放样结束。取出全站仪后，已知点将仪器架于测站点，进行对中整平后量取仪器高，并测算出实际测量距离，可以节省测量工序，同时提高测量精度。新型GPS（RTK）测量技术，围绕北斗地理信息系统展开测量业务计算，在测绘结果的精准度上也有所提高。

在外业测量中测绘人员其实很难确定现有的定位精度，完成放样之后经过计算才发现之前的测量精度与规程不符，故而还需要反测来提高测量精度，不仅延误了矿山测量工作时间，测量效率也有所下降。而采用GPS（RTK）来进行测量控制，则可以在井下测量时直接确定当前的定位精度，实测点位精度提高之后，矿山测量工作质量也会随之大幅提升。使用真实比例的GIS矿图，搭配智慧大屏界面，可实现对煤矿井下数据一体化展示。GPS（RTK）测量设备也可以设置双摄像头，测量放样便可以实现一步到位的精准测量。非接触式测量，大大提升矿山测量的取值范围，矿山测量作业高效且安全。基于Android的高性能影像处理技术，终端手薄屏幕可实时获取地理坐标信息，作业距离长达30-300m，精度可以控制在2-4cm，后期可以利用AR设备呈现放样结果，准确率和测量精度都会大幅提升。

（三）精简工具并及时复测

下井前检查好必要工具实为开展测量工作的重要前提，但是如果所带工具太过繁琐，测量工作的实际效率也很难提高。建议开展矿山测量工作之前，尽量精简测量工具，如果能够使用全自动测量工具，则尽量不附带手动测量工具。这样既可以确保测量精度，也可以缩减无用的测量工具，从而提高矿山测量效率，避免因人为误差和操作失误造成测量结果不符的严重问题。除此之外，对于未能第一时间校准和未能按照规程及时完成的实测内容，必须在当日二次下井进行复测。复测时间尽量保持在2h以内，从而缩短矿山测量周期，避免因外界因素干扰造成加大的实测误差。若复测结果与之前所测结果差异较大，则需要返回上一站测量点再次进行重新测量，以此类推直到完全符合测量规程，并得到正确率较高且误差率较低的实测结果。

结论

普遍测量误差、前期准备不足、复测不及时等问题，在矿山测量工作中较为常见。为了提高测量精度和实测效率，建议加强针对测量人员的专项培训，同时对部分高风险测量任务使用AI人工智能代替传统人力。同时应采用GPS（RTK）新型技术，精简工具并及时复测，最大限度降低矿山测量误差，提高矿山测量工作质量和水平。

参考文献：

[1]蔺建俊.关于矿山测量在煤矿质量安全生产中的价值与实践路径探析[J].中国石油和化工标准与质量,2022,42(12):114-116.

[2]杨祯.探究地理信息系统在露天开采矿山测量中的应用[J].四川建材,2022,48(06):44-45.

[3]崔敏敏.全站仪及贯通误差预计在矿山测量中的应用[J].山西冶金,2022,45(02):285-286.