GPS在露天矿孔位放样中的应用

李芬芳，尤仁锋，王 迪

（洛阳栾川钼业集团股份有限公司， 河南洛阳市 471542）

GPS在露天矿孔位放样中的应用

李芬芳，尤仁锋，王 迪

（洛阳栾川钼业集团股份有限公司， 河南洛阳市 471542）

随着露天矿生产规模的不断扩大和高精度测量仪器的使用，长期以来在穿孔爆破中用步量、拉尺的传统放孔方法逐渐落后，并形成了一定的资源浪费，不符合建设现代化矿山的客观要求。基于GPS原理及其内部数据管理，巧妙地运用文件格式转化，编辑孔位放样文件，利用GPS实现了露天采场孔位放样自动化，并在批量化放孔中充分体现了其准确、快捷的优越性。

GPS；应用创新；放孔

1 现状与弊端

（1）现在放孔多用步量、拉尺的方法。此法看似简单便捷，但每次都需要反复调整才能准确定孔位，费事费力。使用拉尺定孔位，虽然布孔状况有所改善，速度也有所提高，但是排与排之间不好控制，特别对于场地比较复杂的布孔区域，比如场地转弯较多、布孔整齐性不好把握。

（2）实际孔位多与设计孔位位置不符。由于方法的局限和场地本身的复杂性，实际孔位和设计坐标出入较大，尤其边排孔极为突出，从而使最终的收孔孔位图和穿孔设计大相径庭，使穿孔设计丧失了它本身的价值和指导意义，不利于安全生产，对其后的爆破质量也有一定的影响。

（3）平常放探测孔方法是在图纸上或者电脑上图解出具体坐标，手工输入GPS电子手簿，然后再进行实地放孔。当所放孔位较多，使用此方法时手工输入的数据量大大增加，也增大输入出错率。

2 使用GPS放孔的具体方法

2.1 现场测量与孔网设计

场地资料的准确与否将最终影响到爆破质量。如果爆前线位置不够准确，很容易产生设计偏差，出现边排孔被挖掉的不良现象，而且场地高程对设计穿孔深度的影响也尤为重要。因此必须认真仔细地对场地进行实地测量，使采集数据真实地反映出实地特征，满足穿孔设计工作的需要。

根据穿孔区域的实测地形图和岩石性质、钻机直径设定的孔网参数设计孔位孔深。

2.2 生成放样点库文件

公司现阶段使用的测量仪器是南方GPS灵锐S82RTK系统，手簿野外操作软件为工程之星2.0，室内成图软件为南方CASS成图系统。为方便数据采集和管理，工程之星设置了一系列文件类别，所要生成的点放样库文件扩展名为“ptb”，该文件通过下面几个环节生成。

（1）拾取放孔坐标。打开南方CASS软件，按以下步骤操作：

工程应用→指定点生成数据文件→指定数据存储位置，起文件名→开圆心捕捉→拾取孔位圆心→输入地物代码→输入高程→输入点号→拾取下一点。其中地物代码可作选择性输入，如该孔是探测孔，可输入“T”，如是一般孔可以点空格键或点鼠标右键跳过。高程、点号无须输入，可以点空格键或点鼠标右键直接跳过，拾取完毕后点右键结束，是否保存注记中选“是”。

（2）编辑dat文件。打开已保存的dat文件（测量成果文件），检查数据是否正确。每组数据的组成均依次为：点号，地物代码（属性），北坐标，东坐标，高程，如（1，t，5962.365，4952.141，0）。

（3）制作放样点库文件。少量点时，可使用逐个修改的方法，直接在打开的dat文件中将数据改成（0，点号，北坐标，东坐标，高程，地物代码（属性）），其中第一位GPS设定的关联数据，数值必须为0，如上述数据可改成（0，1，5962.365，4952.141，0，t）。如果拾取的点位较多，数据量变大，使用逐个修改的方法将十分费事费力，而且容易出错，可采用批量修改的方法。方法1，打开excel，复制dat文件数据，粘贴到excel表格中，在对话框中选使用文本导入向导（下一步）在分割符号中选逗号完成。将地物代码列作为最后一列，增加0列为第一列。复制数据粘贴到dat文件，点编辑，将空格替换为（，）并保存，修改文件格式为ptb，并检查数据。方法2，直接将dat格式文件的后缀dat改成csv，此时原dat文件的数据就可以直接在excel工作表中打开并进行编辑。编辑方法同方法一，最终生成所要的ptb文件。完成上述工作后，连接GPS手柄，将修改好的数据复制粘贴到job目录下的点放样文件夹中。运行工程之星，找到点放样，在选取放样点窗口中点打开，打开点放样文件夹，找到需要的ptb文件，确定，追加。查看是不是需要的点放样文件。实地放孔时确保GPS移动站状态良好，尽量在固定解状态下进行放孔，保证孔位质量。放好孔位后要采取一定的措施对孔位进行标识和保护，可以采用传统的堆石，浇漆的方法，方便快捷，若考虑成孔后钻机保护问题，可以设计制作专门的孔识孔盖。

3 结束语

GPS放孔位方法具有以下优点：

（1）快捷高效，按照常规方法放孔，每孔要将近2min，若用GPS放孔30s左右就可以完成；

（2）精度高，常规方法布孔偏差要达到3～5 cm，GPS可减小到1cm，甚至达到更高精度；

（3）不受时间、气象条件限制，常规测量在雾天、雨天就无法工作，GPS基本不受其影响，可全天候作业，大大减少测量任务的时间；

（4）节省人力，按常规方法放孔最少需要2人，GPS一个人就可以满足工作需求。

但是，受场地影响，特别是在设计孔位较多的情况下，不可能将所有设计孔位一次布完，一般需要多次布孔，公司现有钻机7台，分别位于不同台阶，而公司技术组仅有GPS移动站1台，设备上很难满足需求。而且在一定程度上加大了对测量人员的技术要求。此外，公司矿山空区处理后区域穿孔困难和不成孔现象严重的实际情况，可能导致用GPS实放孔位不成孔现象，影响了设计孔位的实际落实，最终还要现场调整。

［1］袁修孝.GPS辅助空中三角形测量原理与应用［M］.北京：测绘出版社，2001：12－13.

［2］叶世榕.GPS非差相位精密单点定位理论与实现［D］.武汉：武汉大学，2002.

［3］李巧莲，刘 军.GPS（RTK）技术在矿山测量的应用［J］.采矿技术，2006，6（3）：611－613.

［4］刘 亮.RTK技术在露天矿合理有序开采中的作用［J］.露天采矿技术，2011（3）.

［5］刘基余.GPS卫星导航定位原理与方法［M］.北京：科学出版社，2003.

2011－11－18）

李芬芳（1973－），女，河南栾川人，助理工程师，主要从事矿山技术工作。