礦區(qū)井下工程測量技術(shù)研究

時(shí)間:2022-06-11 03:03:26

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礦區(qū)井下工程測量技術(shù)研究

摘要:科學(xué)技術(shù)隨著時(shí)代的進(jìn)步不斷地發(fā)展與創(chuàng)新,也開啟了新時(shí)代全新的發(fā)展前景,同時(shí),我國的井下工程測量技術(shù)也獲得了長足的進(jìn)步,從最早的簡單的測繪漸漸地不斷進(jìn)化為自動化數(shù)字化勘測技術(shù)。我們通過利用井下工程測量技術(shù),可以達(dá)到對礦質(zhì)的定位監(jiān)測的目的,為我國井下勘測領(lǐng)域的發(fā)展提供了不可或缺的幫助與支持。但目前為止,我國的井下勘測技術(shù)尚不成熟,盡管如此,我國也在逐漸地向新型的測量技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)變。言而總之,我們務(wù)必竭力發(fā)展創(chuàng)新我國科學(xué)技術(shù),促進(jìn)礦下勘測水平的發(fā)展,并致力于推廣井下測量技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮作用。基于此,本文首先分析了以往的礦區(qū)井下工程測量技術(shù)與目前最新的井下測量技術(shù),而后又對未來井下工程測量技術(shù)進(jìn)行瞻望。以此來供相關(guān)人士交流參考。

關(guān)鍵詞:測量技術(shù);礦區(qū)井下;技術(shù)分析;前景瞻望

為了能夠?qū)Φ氐咨顚拥V產(chǎn)資源進(jìn)行進(jìn)一步地開發(fā),更進(jìn)一步地對地下水資源與物質(zhì)充分利用,這些都是井下工程勘測的目的所在,礦區(qū)井下測量技術(shù)眾多,其各自工作原理不盡相同,工作中受到的影響因素也往往迥異,一言以蔽之,各種技術(shù)方法擁有各自的優(yōu)勢與短板。

一、以往的礦區(qū)井下工程測量技術(shù)

(一)回聲定位測量技術(shù)。上世紀(jì)20年代科學(xué)家發(fā)明了回聲探測儀?;芈曁綔y儀將回聲定位系統(tǒng)應(yīng)用于地質(zhì)測量技術(shù)中,回聲探測儀的原理就是利用發(fā)送聲波同時(shí)接收來自井下反射回來的聲波,通過對聲波返回時(shí)間的計(jì)算來確定礦井下深度以及各種數(shù)據(jù)。其優(yōu)點(diǎn)是測量數(shù)據(jù)能夠即時(shí)反饋,而且也可以連續(xù)記錄傳回?cái)?shù)據(jù)。但同時(shí),這種方法也有一定的缺點(diǎn),回聲定位測量技術(shù)只能進(jìn)行直線的測量,并不能對地形和地貌進(jìn)行完整地顯示,并且如果遇到險(xiǎn)峻的地形時(shí),在測量數(shù)據(jù)無法得到保障的同時(shí),在施工過程中還會存在一系列的安全隱患。(二)以往的井下巷道貫通測量技術(shù)。井下巷道貫通測量技術(shù)是礦區(qū)井下測繪工作中被普遍利用的測繪方法,利用井下巷道貫通測量技術(shù)可以保證井下貫通巷道的安全系數(shù),為貫通巷道過程中提供相應(yīng)的技術(shù)支持,避免了井下施工作業(yè)發(fā)生安全事故。井下巷道貫通技術(shù)為礦區(qū)的巷道貫通過程中的各種問題提供了解決方案,保障了貫通巷道作業(yè)的品質(zhì)和成效。礦區(qū)通常將巷道貫通測量技術(shù)應(yīng)用于礦區(qū)井下施工中,將井下巷道貫通測量技術(shù)的優(yōu)勢充分發(fā)揮,從而提升企業(yè)的競爭力。但此技術(shù)仍有其美中不足之處,巷道貫通技術(shù)的測量誤差會導(dǎo)致巷道貫通工作以及之后的測量精準(zhǔn)度產(chǎn)生偏差,故將此技術(shù)的測量誤差進(jìn)行降低是確保井下工作安全有序地進(jìn)行的必要需求。通常巷道貫通測量技術(shù)的誤差源自以下幾點(diǎn):1.貫通測量技術(shù)數(shù)據(jù)的主要誤差是來自于投點(diǎn)方向與定向,所以制定科學(xué)合理的定點(diǎn)和投點(diǎn)方向是減小誤差的必要前提;2.測量得到的數(shù)據(jù)與已知數(shù)據(jù)之間的差距,這誤差通常與地面測量影響因素有關(guān);3.測量時(shí)各測量點(diǎn)之間的距離設(shè)定缺乏合理性,過遠(yuǎn)的距離會導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)之間產(chǎn)生一定程度的誤差。(三)光學(xué)定位。法光學(xué)定位法在使用的過程中常常受到各種環(huán)境因素的影響,比如通視、地球的曲率等因素,由于受到這些因素的限制,導(dǎo)致此方法在礦井下的測量精度大大降低,但是此方法在普遍情況下操作簡單、使用方便。光學(xué)定位法與陸地測量的原理如出一轍,都主要是利用測距儀器、經(jīng)緯儀等測量儀器。

二、最新的礦區(qū)井下工程測量技術(shù)

(一)單波束測深與多波束側(cè)深測量技術(shù)。上世紀(jì)九十年代,隨著自動化與數(shù)字化系統(tǒng)在測量領(lǐng)域的廣泛運(yùn)用,井下測深技術(shù)得到了長足的進(jìn)步。此系統(tǒng)包含了井下測深儀、定位系統(tǒng)、數(shù)據(jù)收集設(shè)備以及各種有關(guān)的操作軟件,這種測量技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于其是完全的自動化、數(shù)字化的處理方式。此系統(tǒng)首先利用定位系統(tǒng)確認(rèn)探測位置,再利用探深儀器對地理數(shù)據(jù)進(jìn)行勘查,之后將收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)地整理分析存儲,最后操作處理分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行詳盡地分析,對存在誤差的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一校對,最后得到精準(zhǔn)的測量數(shù)據(jù)。多束波測深技術(shù)是基于單束波測深技術(shù)的基礎(chǔ)之上,進(jìn)一步開發(fā)出來的一種礦井下探測技術(shù)。多束波與單束波相比較,多束波測深技術(shù)擁有更高的探測效率,對于礦井下的地形地貌描繪得更加精確,涵蓋的面積更加廣闊。多束波測深技術(shù)可以檢查出井下的障礙物,并且準(zhǔn)確度較高。此技術(shù)是通過檢測多束信號往返的角度與時(shí)間,并與一系列數(shù)據(jù)相結(jié)合進(jìn)而計(jì)算出更加精確的礦井深度,同時(shí)也推進(jìn)了井下勘測技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。多束波測深技術(shù)利用的是數(shù)量巨多的波束進(jìn)行探測,最后通過整合分析所有波束的數(shù)據(jù),并進(jìn)行數(shù)據(jù)的改正及校對,最后得出更加精準(zhǔn)的測量數(shù)據(jù)。(二)豎井定向測量技術(shù)。豎井定向測量技術(shù)是將地面坐標(biāo)系中的平面坐標(biāo)與方向傳遞到井下的測量工作,是利用豎井將地面控制網(wǎng)的坐標(biāo)與高程傳遞到井下巷道進(jìn)行的測量,并可以根據(jù)豎井的數(shù)目分為單井定向和雙井定向。其普遍采用聯(lián)系三角形法,即在井下與地面各建立一個(gè)三角形,其兩個(gè)頂點(diǎn)是在豎井中用掛有重錘的鋼絲從地上投影的井下,通過測量兩三角形的邊長以及各角從而得到井下一個(gè)控制點(diǎn)的坐標(biāo)與一條邊的方位角。在應(yīng)用豎井定向測量技術(shù)時(shí),受到井下水分較多、鋼絲間距小、礦井較深等因素的影響,導(dǎo)致投點(diǎn)誤差較大,影響了測量數(shù)據(jù)的精度,因此此技術(shù)常常與陀螺儀同時(shí)使用,既降低了測量誤差,又縮短了施工時(shí)間、提高了工作效率。(三)陀螺定向技術(shù)。陀螺定向技術(shù)擁有著測量精度高、受環(huán)境因素干擾程度小的優(yōu)點(diǎn),因此陀螺定向技術(shù)被廣泛用于礦區(qū)井下測量工程中。在貫通導(dǎo)線較長的井下作業(yè)中應(yīng)用陀螺定向技術(shù)仍然具有高精度的優(yōu)勢,產(chǎn)生的測量誤差較小,故具有關(guān)鍵的應(yīng)用意義。以下三個(gè)方面是陀螺定向技術(shù)在井下工程測量中的實(shí)際應(yīng)用:1.在井筒安裝的施工過程中,巷道貫通通常會利用電子陀螺儀進(jìn)行輔助安裝,保障了井筒安裝的合理性與安全性;2.檢查勘測巷道,利用電子陀螺儀可以測量巷道的方位角,從而對巷道的方位進(jìn)行調(diào)整,有利于提高測量精準(zhǔn)度;3.運(yùn)用于深井作業(yè)的定向勘測,因此技術(shù)受溫度影響較小,故隨著礦井加深并不會致使誤差增大,從而確保礦井的質(zhì)量。(四)三維激光技術(shù)。三維激光技術(shù)是近幾年來研發(fā)的最新技術(shù),因其在礦區(qū)井下工程測量中具有較為全面的特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用,在井下測量中,三維激光技術(shù)擴(kuò)展了數(shù)據(jù)的測量范疇,并提高了測量精度,從而使井下測量的成效與質(zhì)量都得以提高。此外,由于這項(xiàng)技術(shù)建立在多種新興科技設(shè)備的基礎(chǔ)上,因此可以將測量數(shù)據(jù)進(jìn)行不同格式的轉(zhuǎn)化,實(shí)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的多樣化與系統(tǒng)化,對礦區(qū)井下工程的測量質(zhì)量有著偌大的幫助。

三、對未來礦區(qū)井下工程測量技術(shù)發(fā)展的瞻望

通過對以往礦區(qū)井下工程測量技術(shù)的簡短分析與目前最新的礦區(qū)井下工程測量技術(shù)的詳盡解析,我們可以進(jìn)一步地對礦井下測量技術(shù)的過往發(fā)展史進(jìn)行科學(xué)系統(tǒng)的總結(jié)描述。為了實(shí)現(xiàn)我國井下測量技術(shù)的提升以及我國科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,應(yīng)將智能化計(jì)算機(jī)技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)等先進(jìn)科技充分運(yùn)用于井下測量技術(shù)的發(fā)展中去,從而促使測量技術(shù)的精準(zhǔn)度進(jìn)一步提高,不僅如此,同時(shí)還要將井下地形地貌勘測技術(shù)的完整性不斷地進(jìn)行完善,不斷地提高能源開發(fā)工程的工作成效。四、結(jié)束語井下勘測技術(shù)亟需我們通過努力去做到更加完備,研發(fā)出更多的測量手段,不斷地改進(jìn)測量的方法,不斷地去提高測量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度,與此同時(shí)保障勘測技術(shù)的準(zhǔn)確無誤性,不斷地增設(shè)測量技術(shù)的操作功能,以此來滿足各種各樣的勘測需求,從而促使井下勘測技術(shù)邁向更高的階梯。

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作者:傅雅崑 單位:河北金廠峪礦業(yè)有限責(zé)任公司