煤矿井下测量设备应用研究

煤矿井下测量设备应用研究

秦洪波

黑龙江省穆棱市煤碳生产监督管理局黑龙江省穆棱市157599

摘要：随着社会生产力的发展，对煤矿的需求量越来越大，煤矿开采工作的进行也引起了人们广泛的关注。煤矿井下测量属于煤矿开采过程中比较重要的组成部分，将GPS技术、全站仪、RTK技术及其他测绘新仪器新技术应用到煤矿测量中，不仅可以保证测量的精确性，而且还可以有效提高测量效率。在日常的测量工作中，还需要加强设备的管理维修工作，使得设备可以保持良好的运行状态，减小测量误差，以取得更好的测量效果。

关键词：煤矿井下；测量设备；应用研究

1导言

煤矿开采的安全性一直是煤矿生产所重点关注的内容，开采效率与安全性的提高也是当前发展的重点。在目前煤矿开采过程中，井下测量的精确性对开采效率与安全有直接影响。为了保证煤矿井下测量的精确性，需要加强对设备与技术的研究与优化，将设备更好地应用到工作中，充分发挥设备的优势，为实际工作的进行提供更好的条件。因此，加强对煤矿井下测量设备的应用研究具有很大的现实意义，为煤矿开采提供更好的指导意见。

2矿井测量中的仪器使用和推广

目前，GPS、全站仪、惯性测量系统、RTK等现代测绘仪器技术均已在矿山测量中得到了应用并且正在不断向纵深发展，使得矿山测量更好地服务于矿山可持续发展。现以全站仪为例，对新式仪器在矿井测量中的应用进行说明。全站仪具有“数字+软按键”的键盘风格、友好的操作界面、灵活的操作流程，仪器可以通过RS232电缆、USB接口电缆或蓝牙设备与计算机实现数据通信。如果把全站仪三角高程测量按水准测量使用，可以大大提高三角高程测量的精度，在一般条件下可以代替等级水准测量使用；同时使用一定精度的全站仪，视线长度控制在一定距离，可以代替水准仪进行相当于三等水准的高程测量。而且，使用全站仪进行山区水准测量时，可以大大提高作业效率，保证测量精度。新生一矿于2010年引进全站仪。该仪器刚投入使用时，由于测量人员对其使用方法、工作原理不甚了解，时常出现仪器数据显示不正常、测量有误差等错误。经过测量人员的多次、重复使用练习，终于能够熟练操作仪器，达到省时、省力的目的。在多次、重复使用中，测量人员也发现了一些问题：一是井上进行隐蔽点测量时，棱镜与支杆的不协调；二是井下巷道高低不平、煤尘大、巷面松软；三是测点之间距离长、光线暗；四是仪器井下采集的测点数据，在井上与计算机相连，相互配套的成图软件不稳定。这些问题严重影响到全站仪的使用和推广。为了使该仪器得到更好的推广和应用，针对以上问题，根据平时积累的经验及解决技巧，提出以下解决意见：棱镜与支杆不协调时，自制可伸缩自由支杆，可以自由变更棱镜高度；巷道内条件差，安置仪器时使脚架点与地面接触牢靠，仪器使用时暂时禁止其周围有人员与矿车经过；变更测点时距离长、光线暗，声音和手语不能见效时，测量人员便按照预先制定的一套灯语进行联系和调度；当井下数据采集完毕后，在办公室进行结果计算时，把仪器与计算机相连，利用MAPGIS现有功能，人性化的交互式界面，实现实测成图。

3煤矿井下测量设备的应用

3.1GPS技术在测量中的应用

GPS是一种新型的定位系统，其定位的精确性比较高，GPS技术在当前发展中取得了很大成效，而且技术在实际应用中也存在较大的优势。GPS技术的应用范围比较广，利用空中卫星对地面进行监控，并且对地面位点进行更深入的了解。GPS技术是一项综合性较强的技术，在测量中发挥了很大的作用。GPS测量技术在实际应用过程中，可以实现静态、快速静态和动态相对定位三种模式，而且测量效率比较高，有利于煤矿井下测量工作的高效进行。GPS测量技术在煤矿井下测量中的应用具有很大意义，其技术的应用可以与煤矿井下复杂的条件相适应，解决煤矿井下测量难的问题。而且GPS测量技术代替了人工测量操作，降低了煤矿井下测量的安全风险，提高了煤矿井下测量的安全性。GPS测量技术的精确性比较高，在很大程度上可以保证煤矿井下测量结果的精确性，避免安全问题的产生。但是，在GPS测量技术实际的应用过程中，也存在一定问题，主要体现在测量结果的处理工作中。GPS测量技术最好的应用状态需要与数据传输系统相结合，可以实现信息的时效传递。

3.2全站仪在矿山测量中的应用

全站仪是一种综合性较强的技术，涉及多门技术研究领域，将电子技术与光学技术有效结合起来，很大程度上实现了多角度测量与多数据处理。全站仪的测量性能比较高，在实际应用中集光、机、电为一体，加强了测量数据之间的联系，一方面保证了信息数据测量的精确性，另一方面也提高了信息数据的整体性，使信息数据的连续性更强，也有利于后期信息数据处理工作的进行。全站仪在应用过程中，利用键盘就可以对整体设备进行操控，下达指令，还可以设置数据和参数，减少人为测量存在的弊端。全站仪在矿山测量中的应用，很大程度上提高了测量的效率，主要是对于水平角、竖直角、斜距、平距等数据的测量都可以一次性完成，不需要更换仪器，减少了时间的浪费。全站仪在应用过程中，主要是利用光电技术进行整体测量工作，而且在实际操作中，指令下达是通过键盘进行的，对键盘的控制与研究成为煤矿井下测量的关键。键盘指令启动仪器需要微处理机进行控制，全站仪的应用需要与微处理机相结合，在测量中充分发挥技术的优势。微处理机作用的发挥并不仅仅局限于控制键盘的启动，其还控制着全站仪的整体运行，例如对测量的信息数据进行传输、对测量数据进行检验，保证信息数据的精确性，利用微处理机还可以实现对信息数据的存储，避免信息数据流失，也为测量工作的进行提供了更好的保障。相较于GPS测量技术，全站仪的优势重点体现在操作的灵活性比较高，由于其可以实现多角度、多距离的测量，因此整体的测量工作可以一次性完成，避免更换测量设备。而且，全站仪在实际应用中有极大的便利性，安装工作较为简单，只需要将接口连接在一起就可以实现全站仪的高效运行。在全站仪应用过程中，对煤矿井下测量设备的维修管理也有很大优势，降低煤矿井下测量的成本，为煤矿企业创造更大的经济效益，提高煤矿企业的竞争优势。但是，在全站仪实际应用过程中，需要合理控制全站仪的搬运次数，避免多次安装对全站仪造成的破坏，保证全站仪的性能，降低井下测量的误差。

3.3RTK技术的应用

RTK技术是一种定位技术，其在应用过程中加入了载波相位，可以实时提供观测点的三维坐标。RTK技术主要应用于野外作业，野外作业的进行地点较为宽阔，而且有更广阔的测量范围，其在煤矿井下测量中的应用受到一定限制。RTK技术精确性极高，可以将测量结果精确到厘米，而且有较为广阔的发展前景。

3.4其他测绘新仪器新技术在煤矿测量中的应用

在社会发展的冲击下，技术的研究与发展也有了质的提高，并且对各方面工作的进行也有很大的优势，取得了较好的效果。激光指向仪、数字式水准仪、遥感技术等都是当前测量技术发展的重点，而且技术的应用也取得了很大的发展成效。煤矿井下测量设备的发展更加趋向于技术更新与创新发展，综合各个学科的研究，创造更大的技术价值。

4结语

未来测量仪器的发展趋势，主要是要求仪器具有操作方便、功能强、精度高、速度快等特点，而全站仪很好地做到了其中的几点。随着科技的进步、技术人员的探索，未来仪器将向自动化、智能化、人性化等方面发展，更加突出人机交流的能力。

参考文献：

[1]康志红.全站仪在煤矿井下平面控制测量中的应用[J].内蒙古煤炭经济，2018（12）：11+26.

[2]李胜.煤矿井下测量常见问题与预防[J].技术与市场，2017，24（04）：149-150.

[3]李健.关于煤矿井下测量设备的思考[J].内蒙古煤炭经济，2015（01）：12+14.

[4]吴飞.煤矿井下测量设备的应用[J].安徽科技，2014（04）：50-51.