基于RTK测量的矿山超层越界开采动态监测_张玮.pdf

2023 年 2 月Feb.,2023doi：10.3969/j.issn.1672-9943.2023.01.050基于 RTK测量的矿山超层越界开采动态监测张玮（安徽省地质矿产勘查局 321 地质队，安徽 铜陵 244033）摘要 矿山超层越界开采动态监测可以对矿山依法开采实行有效监督。在应用 RTK 对矿山采矿权拐点和开拓工程特征点进行高精度测量的同时，通过比对采矿许可范围、矿山开采现状图、（普查）地质报告等，分析矿山在平面、深度和储量估算范围等方面是否与采矿权范围一致，有无越界、超层开采等行为，从而动态监测矿山在采矿权范围内的合法开采。关键词 RTK；采矿权拐点；开拓工程特征点；越界开采监测中图分类号TD80文献标识码B文章编号1672-9943（2023）01-0163-030引言随着社会经济的迅速发展，中国的矿产资源需求量也在不断地增大，而矿山的开采又关系到整个矿产行业的健康有序发展12。在最大利益的影响下，一些矿山企业在开采中常有超层、超界等违法开采行为，不顾及安全生产、环境保护等，给人民群众带来生命和财产安全等隐患，严重影响着矿业权的高效管理34。采矿权实地勘测定界和超层越界开采动态监测是矿政管理部门重要的调查内容，可以为矿山实行动态科学管理、约束采矿权人采矿行为、严防矿山超层越界开采提供必要数据，保障矿产资源合理开发利用，对矿山依法开采实行有效动态监督。矿产资源勘查开采过程，直接关系到采矿权人利益，同时又易于发生问题、引发混乱的是采矿权的边界及开采标高。因此，采矿权拐点坐标和开采标高是采矿权众多基本数据项中最重要、最关键的基本数据，需要高效、高精度测量。目前，利用全站仪和RTK 进行矿山地形测绘在矿山开采监测中有着广泛地应用，能够实现对矿山超层越界开采的动态监测和对矿山依法开采的有效监督58。1技术依据主要参考 GB 50026-2020 工程测量标准、GB/T 18341-2021 地质矿产勘查测量规范、GB/T20257.1-2007 1500、11 000、12 000 比例尺地形图图式 和 GB/T 18314-2009 全球定位系统GPS测量规范。2技术流程和要求采矿权实地勘测定界和动态监测包括准备工作、野外实测、数据整理、质量评述、问题分析与报告等 5 个部分。具体流程如图 1 所示。图 1矿山超层越界开采动态监测作业流程2.1准备工作为了确保实地测量工作顺利进行、测量成果质量符合要求，首先作好充分的准备工作。主要包括以下内容：（1）组织准备。组建作业队伍，其人员构成包括矿产地质、测量等专业技术人员。同时成立项目质量管理小组，对项目工作进行检查、复核、审查。（2）资料收集。收集采矿权许可证复印件、开采现状图（近期）、（普查）地质报告、储量核实报告等准备工作野外实测数据整理质量评述问题分析与报告资料收集制定方案通知矿业权人建立测点控制点采矿权实地勘定界实测空间开采分布图汇总基本数据编制采矿权开采现状图开采现状图测量质量评述实地勘测定界质量评述提交成果资料分析存在问题并完善处理RTK图根测量质量评述能 源 技 术 与 管 理EnergyTechnologyand Management2023 年第 48 卷第 1 期Vol.48 No.11632023 年 2 月Feb.,2023基本资料。（3）制定测量技术方案。在收集资料和明确作业任务后编写测量技术方案。（4）通知采矿权人。采矿权实地勘测定界、动态监测需要采矿权人密切配合。通过国土资源主管部门及时通知采矿权人，告知相关事宜，要求其协助做好监测工作。2.2野外实测（1）建立测量图根控制点。选择省级矿业权核查 D 级 GPS 控制点为起算点。布网：布设 RTK图根控制点。选点：点位选在视野开阔利于卫星接收且易于次级发展的地方，保证点位两两通视。观测：利用千寻网络系统，使用 RTK 直接布设矿区图根控制点。每个图根点测量 2 次，2 次观测结果的坐标及高程互差绝对值不大于 5 cm 时，取 2次成果的中数为最终成果。（2）采矿权实地勘测定界。根据采矿许可证上矿权坐标，使用 RTK 直接放样采矿权拐点，实地放样并做好明显标志。实地放样结束后，使用 RTK再次实测放样点坐标，与许可证上矿权坐标比对，坐标互差绝对值均控制在 5 cm以内。（3）开拓工程实测。在 RTK图根控制点的基础上，使用全站仪直接采集数据，在 RTK 图根控制点上不能采集的地方，允许发展支站采集数据，支站不得超过 3 站。同时，根据矿山最新的开拓工程分布图，选择一些特征点进行检测，检验精度满足11 000 地形图精度要求，并补充测量成图截止日期以后新形成的开拓工程。（4）复核。作业小组对测量结果进行 100%室内复核，项目组在室内复核的基础上进行了一定比例的实测复核。2.3数据整理按照要求的格式汇总基本数据，采用基于AutoCAD 平台上的 cass 测图软件进行要素代码等属性编制采矿权开采现状图，最终数据格式为AutoCAD的 DWG数据格式。在采矿权开采现状图基础上，对照收集的开采现状图，圈定采矿权人现今实际开采范围。2.4质量评述（1）RTK 控制测量起算点精度要可靠，施测方法要正确，观测结果的平面坐标互差和高程互差需满足规范要求。（2）对矿山采矿权拐点实地放样并做好明显标志。实地放样结束后，使用 RTK再次实测放样点坐标，与采矿权许可证上矿权坐标比对，平面坐标互差需满足规范要求。（3）对 11 000 开采现状图进行巡视比对，对碎部点平面及高程精度进行检查，平面点位中误差、高程点注记中误差等，需满足 地质矿产勘查测量规范 要求。2.5问题分析与报告（1）对照采矿许可证批准采矿权范围和矿山现今开采现状图，判定在采矿权平面范围内有无越界开采行为。（2）对照采矿许可证开采标高，经实地测量，判定在深度上有无越界开采行为。（3）根据（普查）地质报告等，判定储量估算范围与采矿权范围是否一致，有无超层开采行为。（4）提交采矿权开采现状图和超层越界开采动态监测报告。3监测实例分析3.1监测概况以安徽省铜陵市枞阳县某在建非金属矿山为例，矿区距枞阳县城 34 km。G3 高速公路紧贴矿区西北至东南向通过，S425 公路从矿区北西侧通过，并有简易公路直达矿区，交通运输较为便利。该矿在取得采矿许可证后，2021 年开始动工开采。开采方式为露天开采，开采标高为+101.27+69.97 m，共有 7 个拐点圈定。按照上述技术流程和要求，应用 RTK 测量对该矿山进行超层越界开采动态监测。使用仪器设备为华测 i70 GNSS 接收机，徕卡全站型电子速测仪 TS02ultra-5，测绘软件为南方 cass 8.0。3.2质量评述3.2.1RTK图根测量质量以安徽省矿业权核查 D级 GPS控制点 TLD015、TLD035 及 TLD040 为起算点，本次布设 2 个 RTK图根控制点。RTK控制测量起算点精度可靠，施测方法正确，2 次观测结果的平面坐标互差绝对值最大为 0.026 m、高程互差绝对值最大为 0.022 m，如表 1 所示。2 次观测结果均满足规范要求。表 1图根点 2 次观测成果较差绝对值统计张玮基于 RTK测量的矿山超层越界开采动态监测点名坐标参数2 次观测成果较差绝对值/mT1X0.014Y0.017Z0.020T2X0.016Y0.021Z0.0221642023 年 2 月Feb.,20233.2.2实地勘测定界质量为了减少误差环节，直接使用 RTK 放样采矿权拐点，本矿山共 7 个采矿权拐点，均实地放样并做好明显标志。实地放样结束后，使用 RTK再次实测放样点坐标，与许可证上矿权坐标比对，平面坐标互差绝对值最大 0.023 m，如表 2 所示。此值满足规范要求。表 2许可证上矿权坐标与放样后实测坐标较差绝对值统计3.2.3开采现状图测量质量严格按照 地质矿产勘查测量规范 要求作业，成图后测绘队外业进行了巡视比对、碎部点平面及高程精度检查。通过巡视比对发现，野外数据采集方法正确，采集内容齐全，主次分明，内业处理合理；碎部点平面及高程精度检查共检查图根点及主要地物地形点 6 个，平面点位中误差为3.11 cm，高程点注记中误差为3.02 cm，如表 3 所示。此数值精度高。表 3图上坐标与检测坐标较差绝对值统计3.3监测成果经采矿权实地勘测定界和超层越界开采动态监测，对该矿 2021 年度超层越界开采动态监测取得了良好效果。监测成果可以为国土资源部门制定矿产资源规划政策、加强采矿权科学管理、推进矿管政务公开、规范矿产资源勘查开发秩序提供基础支撑，同时也可以为采矿权人制定勘查方案等提供基础依据。（1）该矿采矿权拐点共计 7 个，均已实地放样并做好明显标志。（2）该采矿许可证取得后，2021 年动工开采，对照开采现状图，圈定 2021 年开采范围均位于采矿权范围内，平面未出现越界开采行为。（3）该 采 矿 许 可 证 开 采 标 高 为+101.27+69.97 m，经实地测量，2021 年开采范围标高最低处为 70.10 m，深度未出现越界开采行为。（4）根据该矿普查地质报告，储量估算范围与采矿权范围一致。2021 年开采范围位于储量估算范围和开采终了图边界范围内，未出现超层开采行为。4结语采矿权实地勘测定界和超层越界开采动态监测是新时代矿权管理的一项重要内容，关系到矿产行业乃至社会经济有序健康发展。应用 RTK测量，通过准备工作、野外实测、数据整理、质量评述和问题分析与报告等 5 个流程，完成对采矿权拐点和开拓工程特征点进行高精度测量。通过比对测量成果与采矿许可范围、矿山开采现状图、（普查）地质报告等，分析矿山在平面、深度和储量估算范围等方面是否与采矿权范围一致，是否出现越界、超层开采行为，从而有效监督矿山在采矿权范围内的合理开采。参考文献1陈志勇，张好贤，张晖.无人机结合 RTK在矿山越界开采监测中的应用 J.地矿测绘，2021，37（3）：34-37.2昝昕，孔宁，郭丽娜，等.煤矿超层越界监督管理研究 J.中国矿业，2019，28（5）：29-32.3王振宇.煤矿超层越界开采问题的实地测量分析 J.资源信息与工程，2018，33（2）：79-80.4王高利.浅析露天矿山超层越界开采的预防与治理 J.世界有色金属，2017（15）：71-73.5邓志强.露天矿山储量动态监测的方案探究 J.世界有色金属，2018（22）：204-205.6王佩佩.无人机倾斜摄影在露天绿色矿山建设监测与评价中的应用 D.重庆：西南大学，2020.7万聚金，陈仲冬.浅析煤矿超层越界开采的预防与治理 J.国土资源导刊，2007（5）：41-42.8昝昕，孔宁，郭丽娜，等.煤矿超层越界监督管理研究 J.中国矿业，2019（5）：29-32.作者简介张玮（1991-），女，助理工程师，毕业于宿州学院测绘工程专业，长期从事地质测绘工作。收稿日期：2022-07-12拐点号许可证上与放样后实测拐点坐标较差绝对值/mXYX2+Y210.0170.0120.02120.0140.0100.01730.0160.0170.02340.0110.0120.01650.0210.0100.02360.0130.0120.01870.0150.0090.017序号检测较差绝对值/mXYH10.0230.0110.02520.0310.0170.02830.0160.0110.03340.0220.0160.02850.0290.0300.03160.0240.0290.036能 源 技 术 与 管 理EnergyTechnologyand Management2023 年第 48 卷第 1 期Vol.48 No.1165