矿山工程测量中存在的质量问题探讨_兰代永.pdf

福 建 地 质 Geology Fujian 76第 42 卷福 建 地 质 Geology Fujian 收稿日期：2023-1-15 作者简介：兰代永（1974-），男，工程师，地质测绘专业。矿山工程测量中存在的质量问题探讨兰代永（福建省地质工程大队，福州，350002）摘 要 从矿山工程测量的实践出发，总结了矿山工程测量中常见的质量问题，并分析其原因，提出了测量问题的规避措施，为提高矿山工程测量质量提供经验借鉴。关键词 工程测量 质量问题 规避措施 矿山 中图分类号：TD17 文献标识码：A 文章编号：1001-3970(2023)01-0076-04Discussion on the Quality Problems Existing in the Mine Engineering SurveyLan Daiyong(Geological Engineering Exploration Party of Fujian Province，Fuzhou，350002)AbstractAbstract Starting from the practice of the mine engineering survey,the paper summarizes the common quality problems in the mine engineering survey,analyzes their causes,and proposes the avoidance measures,so as to provide experience for improving the quality of the mine engineering survey.KeywordsKeywords engineering survey,quality problems,avoidance measures,mine近年来，中国经济快速发展，对矿产资源的需求不断增加，也加大了对矿产资源的勘探与开发，而矿山工程测量是矿产开发利用的重要环节，其质量直接关系到矿山工程施工的质量和矿产资源开发利用的效率1。因此很多矿山工程非常重视测量工作。在矿山工程测量的实际操作过程中，由于受到内外部因素的影响，导致了有些测量工作并没有达到设计的要求，测量结果存在较大的误差，这极大地阻碍了矿山的安全开发和有效利用。因此必须要对引起矿山工程测量质量问题的根本原因进行系统分析，并提出针对性的对策，从根本上提高矿山工程测量精度，进而推动我国矿山开发利用迈上一个新的台阶。1 矿山工程测量概述矿山工程测量是指矿山开发过程中涉及所有工程测量的统称，随着我国矿山工程测量工作的不断发展，当前已经形成了较为完整的矿山工程测量体系，主要包含 5 个方面的工作。（1）建立矿山工程作业面的控制网以及所需要测量部分的地形图等。（2）矿山在施工之前或者矿山工程竣工之后进行的测量工作。（3）矿山采掘工程以及绘制矿脉走向分布。76 第 1 期兰代永：矿山工程测量中存在的质量问题探讨 77 第 1 期（4）对矿山开采作业区域等进行岩土体移位沉降的观测和监测。（5）全方位系统的编制矿山的采矿计划，同时根据动态测量结果来调整生产情况2。矿山工程测量工作几乎涵盖了矿山开发的所有环节，因此在矿山的开发过程中具有重要的作用。当前矿山工程测量主要分为地上和井下 2 个不同的测量。地上测量主要是指矿山的地面以上部分的测量，其中包括地形图、地上施工、地表沉降、矿体几何图形等测量。井下测量是指矿山在井下开采施工过程中的测量工作，主要为井下施工测量、控制测量、竖井定向测量、导入高程测量、贯通测量等3。2 矿山工程测量中存在的质量问题2.1 原始测量数据误差引起的质量问题矿山工程测量的核心是测量的原始数据，因此其准确性至关重要。因为矿山工程测量工作环境较为复杂和恶劣，不论是地上测量还是井下测量，都是非常复杂的系统性测量工作，容易出现读数误差，比较常见的是边长以及量表误差。在矿山工程测量实践过程中，由于受矿山测量环境的影响以及工作人员配置不到位等因素的制约，如果没有进行第二次复核数据，读数误差很难被工作人员发现。原始数据误差会导致后期内业工作出现一系列的偏差，这些偏差的叠加会使最后的测量结果与矿山工程实际参数不一致，最终使得矿山工程测量工作失去意义4。2.2 工作衔接引起的质量问题矿山工程测量分为外业作业和内业作业，如矿山采掘工程外业搜集相关测量数据之后，内业将测量数据转化成为最终的测量结果，并及时绘制矿脉走向分布。而在此过程中有些外业人员没有较强的责任意识，并未能及时与内业工作人员进行充分的沟通，这将会导致外业测量数据没有得到及时地绘制，甚至导致部分测量数据的丢失，造成严重的质量问题。2.3 GPS 测量引起的质量问题GPS 定位技术是当前矿山工程测量中最为重要的核心测量技术之一，具有较高的精度以及便利度，可以为矿山工程测量提供全方位的三维系统坐标模型，因此常用来对矿山开采作业区域等进行岩土体移位沉降的观测和监测。但是 GPS 技术也存在一定的缺陷，如受环境影响的多路径效应和噪声干扰等原因造成的测量误差，由于工程中 GPS 出现误差很难被发现，因此会对工程测量造成较大的影响；另外 GPS 信号的穿透性能较低，因此在矿山户外地上测量中应用较为广泛，而在井下或其他环境中效果较差。2.4 测量仪器引起的质量问题矿山工程测量工作过程中使用大量的测量仪器，例如水准仪、经纬仪、测距仪、三脚架、图板、求积仪、全站仪等，在实际矿山工程测量过程中根据不同的测量地理环境和测量要求等采用相对应的测量仪器，矿山工程测量过程中，不论是地上测量还是井下测量都使用大量不同的仪器设备，不同的仪器设备具有不同的功能，同时使用规范也不尽相同。并且由于矿山工程测量对于精度要求较高，因此在实际使用过程中需要提前进行校准，否则无法满足矿山工程测量的质量要求。3 测量质量问题的原因分析3.1 测量人员方面的原因不论是测量数据误差、绘图、GPS 测量还是测量仪器引起的质量问题，其产生的根本原因还是测量工作人员的问题。造成这种质量问题的主要原因有 2 个。（1）测量人员专业技能不足。矿山工程测量流程复杂、操作繁琐，而在当前实际工作过程中，很多相关测量工作人员并没有较强的专业技能，测量工作中容易出现人为因素造成的质量问题。（2）测量人员工作经验不足。矿山工程测量中对于工作人员操作经验的要求较高，测量中因为缺乏相关的操作经验，而引发了操作失误，例如仪器安装错误、仪器未进行统一校正、计量起始或结果读数错误等，这些质量问题都是测量人员缺乏相关工作经验所导致的。3.2 技术方法方面的原因以 GPS 测量方法为例，在矿山工程测量中，其质量问题产生的主要原因有 3 个方面。（1）GPS 卫星导航参数误差。GPS 卫星导航是 福 建 地 质 Geology Fujian 78第 42 卷一种通信导航技术，对于卫星导航参数较为依赖，终端 GPS 设备通过与卫星进行数据交换来修正导航电文参数，而该参数是 GPS 测量的重要基础，一旦卫星导航参数出现误差，那么测量也会出现误差，而该参数出现误差的原因主要是时钟误差和星历误差5。（2）信号传输误差。GPS 设备需要与卫星进行通讯从而实现测量的目的，而这种通讯需要传播介质，从 GPS 卫星到终端接收设备距离较长，因此过程中可能存在一定的信号折射以及波干扰等现象，这些现象会影响 GPS 测量的精度。（3）GPS 终端接收设备出现的误差，GPS 终端设备的工作环境较为恶劣，很容易发生碰撞出现损坏，这也会造成 GPS 出现误差，另外终端设备还会受环境的影响产生多路径效应和噪声干扰，这些因素也会造成 GPS 产生误差。4 测量质量问题的规避措施4.1 加强人员培训 针对测量人员引发的质量问题，主要从 3 个方面来进行规避。（1）矿山管理层加强对测量工作的管理。要完成矿山的开发需要各个部门协同配合，矿山工程测量是保障矿山安全生产的基础性工作，因此需要加强对矿山工程测量的管理，才能确保矿山工程测量质量问题的顺利解决。（2）加强培训减少人为误差。要减少人为质量问题的发生，必须加强对相关人员的培训，规范作业行为，通过培训来提高测量人员的专业能力，同时形成一套标准化的操作流程，减少人为因素造成的质量问题6。（3）需要加强测量仪器保管、维护等方面的培训，并对相关培训进行最终考核，使所有测量工作人员熟知仪器设备的基本原理，仪器设备的维护、保养及保管措施。4.2 加强专业技术储备 针对实践操作中 GPS 出现的误差，主要从 5 个方面来规避。（1）针对 GPS 测量中因为卫星时钟引发的误差，需要技术人员对误差进行精准的分析，明确卫星时钟误差是系统误差还是随机误差。（2）明确之后可以使用差分技术或者时钟误差改正等方式处理，使用这些方法对 GPS 设备进行精准的校对。（3）校对后避免相关误差对测量工作的影响，同时可以将此类方法进行流程化培训，提升问题解决的效率。（4）针对 GPS 卫星信号传播过程中可能出现信号折射和干扰等问题。在实际测量工作中，测量技术人员需要对工作环境以及矿山的地理环境进行全方位的前期考察，并对可能产生信号干扰等影响的地方提前进行标注，尽量避免在该位置测量，同时测量技术人员可以利用矿山工程测量中常用的同步观测原理，使用协调观察方法来避免这些问题的产生。（5）GPS 终端接收设备方面，一方面要加强对设备的养护，避免在实际测量操作过程中出现设备的损坏情况；另一方面针对设备的多径效应以及噪声等问题，应计算出最合理的定位，从而最大限度减少终端接收设备造成的误差。4.3 做好测量前的准备工作测量仪器等出现问题背后的核心还是前期的准备工作没有做好。前期准备工作主要包含3个方面。（1）做好测量仪器设备的检查。作业前测量仪器设备的检查是确保仪器正常运转的核心，矿山工程测量内容较多、测量难度较大，不同的测量目的、不同的测量环境使用的测量仪器设备也各不相同，仪器设备之间存在较大的操作差异，所以在准备阶段要加强测量人员对设备的使用检查，确保测量仪器设备精确度良好，性能可以满足使用需要，从而避免测量仪器设备故障引起质量问题。例如在测量中最常使用的全站仪就需要检查外观、精确度、电量等。（2）需要对相关设计图纸以及核算数据进行整理。通过对这些资料的整理，从而确定测量中可能用到的数据点位、坐标、高程等，对数据进行复查可以有效地避免因为读数错误而出现明显的质量问题，从而确保数据的准确性。（3）优化相关测量方法。在测量工作开始之前必须要对整个测量流程以及测量环境进行充分的观察及分析，如果测量环境恶劣，技术员很难进行测量工作，应考虑引入无人机或者其他现代化测量方兰代永：矿山工程测量中存在的质量问题探讨 79 第 1 期法。4.4 应用自动化技术提升测绘成果质量针对矿山测量地形复杂地区，应推广应用无人机、激光扫描等自动化技术，通过远程控制方法，实现对矿山数据的测量。如在部分较难或人工不易作业的矿山区域，可以采用无人机三维倾斜摄影技术，以自动化三维建模技术提升测量成果质量。利用三维激光扫描成像技术，对地下井巷隧道，进行全方位测量应用，以自动化的测量技术减少人为因素的影响。5 结语未来随着矿产资源开发速度的加快，矿山工程测量工作也会迎来较大的发展，矿山工程测量作为一项基础性的工作，对于测量数据的准确性要求较高，因此为了避免出现测量质量问题，需要做到以下 4 个方面的要求。（1）努力提升测量技术人员工作技能，提高其综合素质，以减少人为因素对测绘成果质量的影响。（2）技术人员要加强技术储备以减少 GPS 等测量技术对测绘成果质量的影响。（3）做好测量前期准备工作以减少仪器设备对测绘成果质量的影响。（4）随着自动化测量技术的发展，更多新型技术的应用将有效避免各种测量因素对测绘成果质量的影响。参 考 文 献1 张兵兵,许龙星,张璞,等.基于无人机航测技术的露天矿山 采空区精细化验收.金属矿山,2021(07).2 王凤艳,赵明宇,王明常,等.无人机摄影测量在矿山地质环 境调查中