礦區(qū)井下工程測量技術研究
時間:2022-06-11 03:03:26
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摘要:科學技術隨著時代的進步不斷地發(fā)展與創(chuàng)新,也開啟了新時代全新的發(fā)展前景,同時,我國的井下工程測量技術也獲得了長足的進步,從最早的簡單的測繪漸漸地不斷進化為自動化數(shù)字化勘測技術。我們通過利用井下工程測量技術,可以達到對礦質的定位監(jiān)測的目的,為我國井下勘測領域的發(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尚不成熟,盡管如此,我國也在逐漸地向新型的測量技術進行轉變。言而總之,我們務必竭力發(fā)展創(chuàng)新我國科學技術,促進礦下勘測水平的發(fā)展,并致力于推廣井下測量技術在各個領域發(fā)揮作用。基于此,本文首先分析了以往的礦區(qū)井下工程測量技術與目前最新的井下測量技術,而后又對未來井下工程測量技術進行瞻望。以此來供相關人士交流參考。
關鍵詞:測量技術;礦區(qū)井下;技術分析;前景瞻望
為了能夠對地底深層礦產資源進行進一步地開發(fā),更進一步地對地下水資源與物質充分利用,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
(一)回聲定位測量技術。上世紀20年代科學家發(fā)明了回聲探測儀。回聲探測儀將回聲定位系統(tǒng)應用于地質測量技術中,回聲探測儀的原理就是利用發(fā)送聲波同時接收來自井下反射回來的聲波,通過對聲波返回時間的計算來確定礦井下深度以及各種數(shù)據(jù)。其優(yōu)點是測量數(shù)據(jù)能夠即時反饋,而且也可以連續(xù)記錄傳回數(shù)據(jù)。但同時,這種方法也有一定的缺點,回聲定位測量技術只能進行直線的測量,并不能對地形和地貌進行完整地顯示,并且如果遇到險峻的地形時,在測量數(shù)據(jù)無法得到保障的同時,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。井下巷道貫通測量技術是礦區(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的技術支持,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)的品質和成效。礦區(qū)通常將巷道貫通測量技術應用于礦區(qū)井下施工中,將井下巷道貫通測量技術的優(yōu)勢充分發(fā)揮,從而提升企業(yè)的競爭力。但此技術仍有其美中不足之處,巷道貫通技術的測量誤差會導致巷道貫通工作以及之后的測量精準度產生偏差,故將此技術的測量誤差進行降低是確保井下工作安全有序地進行的必要需求。通常巷道貫通測量技術的誤差源自以下幾點:1.貫通測量技術數(shù)據(jù)的主要誤差是來自于投點方向與定向,所以制定科學合理的定點和投點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;3.測量時各測量點之間的距離設定缺乏合理性,過遠的距離會導致測量數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)之間產生一定程度的誤差。(三)光學定位。法光學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
(一)單波束測深與多波束側深測量技術。上世紀九十年代,隨著自動化與數(shù)字化系統(tǒng)在測量領域的廣泛運用,井下測深技術得到了長足的進步。此系統(tǒng)包含了井下測深儀、定位系統(tǒng)、數(shù)據(jù)收集設備以及各種有關的操作軟件,這種測量技術的優(yōu)點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)確認探測位置,再利用探深儀器對地理數(shù)據(jù)進行勘查,之后將收集到的數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)地整理分析存儲,最后操作處理分析軟件對數(shù)據(jù)進行詳盡地分析,對存在誤差的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一校對,最后得到精準的測量數(shù)據(jù)。多束波測深技術是基于單束波測深技術的基礎之上,進一步開發(fā)出來的一種礦井下探測技術。多束波與單束波相比較,多束波測深技術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。多束波測深技術可以檢查出井下的障礙物,并且準確度較高。此技術是通過檢測多束信號往返的角度與時間,并與一系列數(shù)據(jù)相結合進而計算出更加精確的礦井深度,同時也推進了井下勘測技術的進一步發(fā)展。多束波測深技術利用的是數(shù)量巨多的波束進行探測,最后通過整合分析所有波束的數(shù)據(jù),并進行數(shù)據(jù)的改正及校對,最后得出更加精準的測量數(shù)據(jù)。(二)豎井定向測量技術。豎井定向測量技術是將地面坐標系中的平面坐標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)的坐標與高程傳遞到井下巷道進行的測量,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三角形,其兩個頂點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控制點的坐標與一條邊的方位角。在應用豎井定向測量技術時,受到井下水分較多、鋼絲間距小、礦井較深等因素的影響,導致投點誤差較大,影響了測量數(shù)據(jù)的精度,因此此技術常常與陀螺儀同時使用,既降低了測量誤差,又縮短了施工時間、提高了工作效率。(三)陀螺定向技術。陀螺定向技術擁有著測量精度高、受環(huán)境因素干擾程度小的優(yōu)點,因此陀螺定向技術被廣泛用于礦區(qū)井下測量工程中。在貫通導線較長的井下作業(yè)中應用陀螺定向技術仍然具有高精度的優(yōu)勢,產生的測量誤差較小,故具有關鍵的應用意義。以下三個方面是陀螺定向技術在井下工程測量中的實際應用: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行調整,有利于提高測量精準度;3.運用于深井作業(yè)的定向勘測,因此技術受溫度影響較小,故隨著礦井加深并不會致使誤差增大,從而確保礦井的質量。(四)三維激光技術。三維激光技術是近幾年來研發(fā)的最新技術,因其在礦區(qū)井下工程測量中具有較為全面的特點而被廣泛應用,在井下測量中,三維激光技術擴展了數(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量都得以提高。此外,由于這項技術建立在多種新興科技設備的基礎上,因此可以將測量數(shù)據(jù)進行不同格式的轉化,實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的多樣化與系統(tǒng)化,對礦區(qū)井下工程的測量質量有著偌大的幫助。
三、對未來礦區(qū)井下工程測量技術發(fā)展的瞻望
通過對以往礦區(qū)井下工程測量技術的簡短分析與目前最新的礦區(qū)井下工程測量技術的詳盡解析,我們可以進一步地對礦井下測量技術的過往發(fā)展史進行科學系統(tǒng)的總結描述。為了實現(xiàn)我國井下測量技術的提升以及我國科學技術的進步,應將智能化計算機技術、導航技術等先進科技充分運用于井下測量技術的發(fā)展中去,從而促使測量技術的精準度進一步提高,不僅如此,同時還要將井下地形地貌勘測技術的完整性不斷地進行完善,不斷地提高能源開發(fā)工程的工作成效。四、結束語井下勘測技術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,不斷地改進測量的方法,不斷地去提高測量數(shù)據(jù)的精準度,與此同時保障勘測技術的準確無誤性,不斷地增設測量技術的操作功能,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)有限責任公司
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