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摘要 ：随着技术的发展，矿山测绘技术也取得了长足 进步。现代科技手段的发展使得矿山测量技术成为一个涵 盖地理、矿山、测量等多个专业系统的领域。
关键词 ：大型露天矿山,测量技术,研究应用
新中国成立以来， 矿山测量技术逐渐发展， 并与地质、 矿山、矿建、环保等学科形成了相互融合、相互促进的关 系。近年来，光电技术、计算机技术和卫星空间定位技术 的进步推动了我国经济的快速发展。在地理信息技术、遥感技术等新学科和新技术的支持下，目前的矿山测量工作 已从单纯的测量、计算、绘图等手段发展到涉及空间三维 坐标以及几何、地理、资源等信息科学的多个领域。本研 究分析并应用了大型露天矿山的测量技术。
1 测量技术的研究应用对大型露天矿山的意义
1.1 有利于优化矿山开采的整体环境
大型露天矿山的工作环境复杂，生产过程多变，且常常面临恶劣条件。一些地方经常出现大量水资源，对矿山 正常生产造成影响，甚至威胁到矿山的安全。因此，在实 际生产中，应注重解决具体问题，以改善矿山综合生态基 础，确保矿山生产的实际效益。通过对矿山地下储层和其 他岩体的探测，可以分析矿山的地质特征，为未来的开发 工作提供理论依据。
1.2 有利于提高矿山开产资源的利用率
通过对矿山进行监测，可以有效地增加矿山的开采率。特别是对矿山开采所需的各类先进工具和设备进行详 细调查，并确定所需的专用仪器和设备，从而可以避免浪 费，为以后的采掘工作做好准备。
在矿山开采过程中，由于钻孔深度及其他原因，会导致大量废料进入矿山，从而影响矿石的品质。而采用现代 的矿山测量技术，可以更好地了解矿山地下表面情况，准 确识别地下岩层异常变化，以科学合理的方式开展矿山作 业，避免无谓的资源浪费， 提高资源利用效率。
1.3 有利于对巷道开采方位明确
在露天采矿实践中，矿山的井眼方向、井眼间距、斜 坡等因素对矿山的作业效能和经济产生重要影响。而中型 矿山巷道的位置对矿山开采质量影响较大，通过对矿山进 行测绘，可以精确确定矿山的开挖方向，同时为工程放样 提供技术支持。
为了方便计算更精确的矿层、保证矿山安全工作并达 到最佳效果，利用测量技术在矿山生产中的运用，可以准 确详细地测量巷道内断层，并对巷道地质结构进行详细剖 析，以便相关人员根据实际情况进行判断。制定更科学合 理的安全管理制度， 避免无谓的安全问题发生。
1.4 有利于提高安全生产水平
利用测控技术有效运用于露天矿山的实际生产过程 中，可以综合各类矿山测量数据和信息，综合评价矿山地 形和地质状况，充分利用相关技术的优点，确保矿山的安 全运行。在矿山建设中，应尽可能避免构造断层，确保矿 山作业的安全和通风，并引导其他矿山人员远离危险区 域，提高矿山开采作业的安全性。
1.5 有利于提供更加准确、详细的矿山测绘资料内容
矿山测量工作需要对矿山上下，尤其是地下巷道和采 空区进行测绘，全面深入地了解矿山的地质环境。因此， 在矿山开采过程中，矿山工作的有效性将对整个矿山的安 全生产产生重大影响。而在实际监测中获取准确数据，为 矿山安全工作的顺利进行提供良好基础。这需要矿山勘探 人员能够及时向各个部门提供反映矿山实际情况的各种 图纸信息， 以便全面分析和指导矿山规划工作。
2 矿山测量工作的重要性及作用
2.1 地质测量是露天矿安全生产的前提和基础
稳定的生产是露天矿山开采的先决条件和物质基础， 因此，地质技术人员必须做好相应的准备工作，以确保测 量结果的准确性。露天矿山的开采主要在地面进行，但必 须对采空区的岩体和地表的变形情况进行精确的测量和 控制。如果测量不正确，就会引发各种事故，对矿工的安 全也会有很大的影响。地质技术测量技术是指在露天矿山 安全生产中，测量各种不确定性因素的技术，它直接影响 着矿山的安全生产。然而，在测量时，如果获得的测量精 度信息没有达到规定的要求，就会产生较大的误差，从而 对系统的安全运行产生不可预测的影响。因此，在露天矿 山安全生产中，进行地质调查会产生很大的影响，是矿山 安全管理的先决条件和基础。
2.2 矿山监测工作，是国家资源综合利用的基础前提
由于石灰石是生产水泥的重要原料， 其资源不易再利用， 且储量十分有限，所以各国石灰石的消费量非常庞大。随着中国社会和经济的发展，对混凝土的需求也在不断增加，但 由于各种原因，石灰石的储量将逐渐减少，加上很多矿产由 于环境制约无法得到开发。因此，为了实现资源的有效利用、 节约能源并延长矿山的寿命， 必须进行矿山监测工作。
2.3 计量工作是矿山均衡生产的最主要保障
随着测控科技的不断发展，尤其是全站仪的普及和应 用，使得测量结果的管理和运用更加现代化、数码化， 并应 用电子电脑进行数据处理，能够准确地掌握生产过程中各 个环节的真实状况，实现生产活动的有效控制和均衡。通 过制定矿山生产质量指标，根据产品质量要求，在不同的 爆破过程中确定不同的矿石种类和储量，通过比较不同的 爆破方案，可以预先获取不同的矿石质量指标。对矿区矿 产资源进行综合技术评价，根据现场监测工作确定开采时 间和开采数量，并根据矿体类型、状态和爆破区域确定矿 石的总体储量。根据地质勘查数据，绘制开采规划区域中 岩层的埋藏情况、外围矿分布、厚度、产状等信息，以探讨 分层和分段开采的可能性和要求，从而估算出预测的贫化 率。因此，可以调整产品计划。此外，为了提高个别工厂的 矿石贫化程度， 也有助于进一步提高资源的综合利用率。
2.4 测量对爆破作业有指导作用
对中深井眼爆破来说，从布孔到爆破高度的测量必须 依据所测得的物料数据进行确定。中深钻孔的测量是最科 学可靠的方法，其结果对爆破施工具有十分关键的意义。 在硐室爆炸作业中，需要注意对测量工作的重视，包括详 细绘制开爆区分布图，在地形上确定炸药的尺寸和位置， 并按计划进行测量并将其应用于现场。在掘进过程中，需 要实时追踪和观察掘进情况，掌握和引导施工进度，绘制 相应的巷道掘进条件，确定合理的掘进爆破工艺，以获得 最大的经济效益，为开挖爆炸工程的设计和建设提供准确 的数据支持。
3 露天矿山测量技术
3.1 矿山测量设备
常用的野外测试仪器主要包括全站仪、GPS—RTK等 设备。这些仪器通常用于地表和信息资料的收集，但在矿 山中的应用不仅能提高测量的准确性，还能减少工人的劳 动强度。其中， 全站仪是目前应用范围最广的一种设备， 它 利用内置存储器和记忆卡存储数据，并通过电脑进行输入 和输出， 具有双向通讯功能， 展示了测控工作的先进水平。
3.2 3S 技术
3S技术包括 GPS技术、GIS技术和TS技术。GPS技术 主要应用于工程量的计量，而在露天矿山中主要用于建设 矿山监控网、监测边坡稳定等，但由于受到卫星信号的干扰，该技术不能直接应用于矿山。GIS技术是一种对资源合 理开发、生态效应、社会和经济效益进行预测的技术方法， 其应用范围包括采集、管理和储存矿山过程中的数据， 构建 综合的空间管理体系。TS技术则应用于矿山边坡稳定，基 于航空和空间的卫星遥感和地球物理光谱技术，对边坡的 危险进行控制， 在各类自然灾害的防治方面具有重要作用。 3.3 RTK工程测量技术
RTK测试技术基于 GPS 的工作原理， 采用微差技术对 RTK进行改进。与传统测量技术相比，RTK技术在很大程 度上不受通视、能见度、季节等外部环境因素的干扰。通 常情况下，在野外进行常规测试时，只需选择适当的标准 测试地点并进行安装，就可以充分适应RTK技术的应用 和测试需求。CORS 是一种集卫星定位、通信等先进技术 于一体的技术，为用户提供实时可视化的测量业务，并具 备专用的控制系统， 可以实时监测和传输各种信息。此外， 在大多数情况下，RTK技术可以在一定程度上确保电磁信 号的传输。
4 测量技术在大型露天矿山中的研究应用分析
4.1 矿山测量中光电测高技术的研究应用
在大型露天矿山的生产施工中，水平测量对于监测采 空区内的排土场和边坡面的沉陷情况具有非常重要的作 用。为了确保测量的准确性，必须加大对大型露天矿山测 量技术的研发和应用。近年来，高精密的光电测量技术在 大型露天矿山地质勘探中得到广泛应用，它可以实时、精 确地监测岩体的变化， 并能提供立体的动态观测。
在使用光电测量技术时，需要全面了解大型露天矿山 的特点，如地面植被覆盖少、裸露面积小等，结合矿区的 气象和自然环境等因素，合理选择折射指数的计算公式， 以精确求取大气的折射指数，从而提高光电高度测量的精 度。同时，在井下的垂直角度测量中应用双线延长瞄准等 技术手段， 保证了测量的准确性。
此外，利用三方三角形高差等式，可以改善高差的准 确性，采用光电标高替代传统的水平标定方法，减少了大 型露天矿山的计量费用，降低了计量作业的难度，为施工 提供了更精确、客观的测量数据。
4.2 矿山测量中后交会测设技术的研究应用
后交会技术是一种广泛应用于大型露天矿山的测控技 术，它具有操作简便、应用广泛、测量速度快等优点。然 而，在露天采掘的过程中，由于采场的规模和深度不断增 大，可能会对主控区产生损坏，并受观测通视性的限制， 从而对测设质量产生不利影响。因此，必须加大对后交会 测设技术的研发力度，在现有技术的基础上对计算方法进行修改，以提高测量的准确度，并为矿山生产提供可靠的 计量数据。
4.3 矿山测量中全站仪技术的研究应用
在大型野外矿山的现场测量中，广泛使用了许多数字 技术装备。相对于传统的测量技术，全站仪等数字技术装 备不仅实现了高度自动化，还能通过自身的技术体系、电 子笔记本、存储卡等方式采集和存储外部测量数据，并将 测量结果信息自动传输到数据处理系统中。在此基础上， 使用专用绘图软件进行计算机绘图，实现地图的数字化， 极大地提高了矿山的工作效率和质量。
4.4 矿山测量中摄影测量技术的研究应用
大型露天矿山在开采过程中需要实时、动态地、全方 位地监测边坡岩体的稳定性，因此，推广先进的采矿技术 如摄影技术至关重要。利用摄影技术，可以实现边坡面的 大面积实时测量，并根据实际需要确定观测点和观测点的 数量，不仅提高了观测效率，也减少了野外观测工作量。 同时，根据实测资料构建空间模型，建立相应的数据库， 为对比分析岩体移动量提供可靠的数据基础。
4.5 矿山测量中 GPSRTK技术的研究应用
4.5.1 概述 GPSRTK 测量技术原理
GPSRTK技术是一种通过载波位差分实时动态测量被 测站点的动态监测和位置的技术。实施GPSRTK技术需要 将GPS接收器安装在给定的位置，并输入GPS 的高程、坐标 和坐标变换等数据。同时，为了保证对多个卫星的同步追踪 和观测，需要将5个以上的卫星信号传输到参考站后，移动 站可以使用广播将相关信息传输给流动站， 并对参考站和自 身获取的卫星信号进行差分调整，以获得站点的即时坐标。 此外，GPSRTK技术还可以通过预先设定的精度指数测试准 确性，并将满足测量精度要求的数据传递给测量者并保存在 GPS手册中。这种方法不仅可以获得精确的现场数据，还可 以减少测量费用， 在野外大型勘探中得到广泛应用。
4.5.2 矿山测量中 GPSRTK 技术的应用研究
(1)GPSRTK技术可用于大型露天矿山地图绘制。在 大型露天矿山的开发和施工过程中，常常需要对其进行地 图绘制，采用传统的方法既困难又耗费人力和物力。利用 GPSRTK技术，在设定基准点和相关参数后，可以实现自 动测量，从而有效降低人工成本。在测量过程中，它能够 快速获取各个区域的高程和坐标，并通过输入相应的属性 和特征代码建立完整的区域。同时，结合 GPSRTK技术的 软件能够自动处理、分析、绘图等工作，提高内业信息处 理的质量和效率， 具有良好的实用价值。
(2)利用GPSRTK技术，可以对大型露天矿山的采剥量 进行验收和测量， 并评估采空区的实际采剥量。传统的断面测量技术需要设置线路的控制点， 不仅工作量大， 还会影响 验收质量和效率。而采用GPSRTK技术进行采掘量的验收， 只需安装主控设备和移动工作站，即可自动获得采场现有 破碎区的相关数据， 无需考虑点间通视条件， 有效减少了测 量难度。同时，GPSRTK技术还能对各个碎片进行单独观察 和采集， 消除了累积误差， 大大提高了测量的准确性。
(3)利用 GPSRTK技术，可以对大型露天矿山的采剥 量进行验收和测量，并对采空区的实际采剥量进行评价。 传统的断口测量技术由于要对线路的控制点进行设定，不 仅工作量大，而且影响验收质量和效率。使用 GPSRTK技 术进行采掘量验收时，只需安装主控设备和移动工作站， 即可自动获取现场采场破碎区相关资料，而不需要点间通 视条件，有效减少测量难度。同时，GPSRTK技术还能对 各个碎块进行单独观察和采集，消除累积误差，大大提高 测量准确性。
(4)取样点的布置也可以采用 GPSRTK技术。在设置 取样点时，需要采集点的位置和间隔，而 GPSRTK技术能 满足取样点布置的需求。在实际应用中，首先确定基线端 点坐标，然后采用 GPSRTK技术进行测量。通过 GPS 手 术，测量员可以实时获取取样点的起始距离等动态数据， 提高取样点设置精度和工作效率。
(5)利用 GPSRTK技术对井眼的位置进行测量和测 算。在大型露天矿山生产中，经常进行钻井作业，使用 GPSRTK技术可以有效提高井下定位精度。在实际操作 中，需要选择合适的已知控制点， 并设置参考和流动站点， 修正参数的固定解。通过这种方法，测量员可以通过 GPS 手册上的数据，实现对钻孔位置的测量。利用 GPSRTK技 术对大型露天矿山边坡分幅进行测量和放行。在大型露天 矿山生产过程中，必须对边坡分界、里程桩等进行现场放 样，运用 GPSRTK技术可以有效改善工作质量和效果。通 过在接收机中设置边界拐角等参数，可以实现多点放样和 直线放样。而且，由于每个点位的坐标都是独立的，所以 不会出现累积误差，而且可以按设计规范比对和分析所得 到的坐标， 准确性很高。
5 结语
发展和运用大型露天矿山测量技术，关乎矿山的安 全、科学化和规范化发展。因此，必须充分关注矿山测量 工作，加大对各种矿山技术研发的力度，不断引入新的先 进技术，并注重对矿山实际工作的总结，进行技术革新和 研究，全面提升国内矿山技术水平，为实现大型露天矿山 的可持续发展提供坚实的技术保障。
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