矿山开采监测中的测绘技术与方法

闫东

（新疆亚克斯资源开发股份有限有限公司 哈密 839000）

我国是能源消耗大国，而矿产是我国能源的主要来源，只有不断保证矿产资源开采的合理性和安全性，才能促进其更好的为社会发展所服务。为了实现这个目标，在矿产开采过程中，必须形成一套完整、系统的矿山开采监测与测绘的技术和方法，才能促进矿产资源开发和利用的效率不断提高，以及有效降低矿产资源开采浪费率和开采过程中的危险、灾害事故发生率。

1 矿山开采监测内容和常用的测绘技术

1.1 矿山开采监测内容

矿山开采涉及的方面较多，如矿产、山体、地质和水土等，因此，在实际开采过程中需监测较多的内容。总的来说，主要集中监测两个方面的内容：

(1)监测矿山开采安全，安全监测是矿山开采中的核心问题，做好矿山的安全监测就必须采用相应的传感器实时监测有害干扰因素，对矿区的矿产资源施行有效的安全管理机制以及合理评估和监测矿山内部的塌陷地区、空区[1]。只有从技术和制度两个方面着手，才能促进矿产资源开采过程的安全性得到保障。

(2)地质环境监测，矿区地质环境易受到矿山开采的影响，例如，大肆开采矿山易破坏矿区生态系统平衡或导致矿区出现山体滑坡、地下水下降、地表沉陷和泥石流等灾害，因此，为降低矿山开采对周围地质环境造成的不利或有害影响，需动态化监测矿山及其开采过程，并利用预防和防治结合的方式将矿山开采对环境造成的不利影响降到最低。

1.2 常用的矿山开采监测测绘技术

目前，在矿山开采监测过程中，常用的测绘技术有遥感测绘技术、GPS定位技术、激光探测技术等。

(1)遥感测绘技术是目前较为成熟和应用最为普遍的测绘技术，该项技术主要是在计算机上进行计算和实现遥感测绘目标，利用遥感测绘技术能够帮助监测人员对无法触及到的矿山内部区域情况进行监测，通过监测数据有助于其更好的研判矿山内部地质条件和矿产储量分布以及分析各类灾害事故的预警工作。

(2)GPS定位技术是一种利用三点定位原理对地球上的物体实现三维空间内的定位技术，在矿山开采领域应用该种测绘定位技术能够帮助监测人员绘制矿山的数字化地图，而通过数字化地图则能动态化监测矿山开采的过程。

(3)激光探测技术是一种新型的测绘定位技术，通过采用高穿透性的激光定位和探测矿产矿山内部空区，有助于监测人员准确定位矿山内部空区区域位置和评估其大小，然后再提出安全性的保障措施和得出合理的开采建议，进而促进矿山开采的可靠性不断提升[2]。

2 矿山开采监测的重要作用

2.1 有效保证矿山开采的安全

在实际的矿山开采过程中存在较多的安全隐患，因此，做好矿山开采的监测不仅能有效促进区域采矿空间利用率提高，同时还能保证矿山开采生产的安全。此外，构建现代化的测绘操作平台还有助于做好矿山开采项目的安全化改造工作，而在改造过程中需考量到操作、技术、体制和调度等多方面的要求，这些要求能够促进矿区的安全建设切实可行。随着现代数字技术应用和普及的趋势，选择数字化采矿工程测绘技术是时代发展的必然要求[3]。

2.2 对矿山资源开发具有良好的指导作用

对矿山开采进行有效监测不仅能为矿山工程项目改良提供正确的指导方向，同时还有利于从科学发展观角度合理规划工程，使工程监测指导方向切实可行，而这些内容均是促进采矿测绘项目得到最优化发展的必经途径。总的来说，监测矿山开采过程就是为了对矿山资源进行更好的利用以及促进采矿资源一体化调度得以充分实现，为此，在采矿服务中需不断推广和普及信息化开采监测模式，才能促进采矿服务效益的最大化得到全面实现和保证采矿行业安全、稳定的可持续发展。

3 矿山开采监测中测绘技术和方法的具体应用

借助现代化的测绘技术动态监测矿山山体、地质环境等各类灾害事故，并做好相关的预警处理，不仅能有效提高测量监测的准确性，同时还能促进矿山开采和测量监测过程得以简化。在实际的矿山开采监测中，测绘技术主要有以下几方面的应用。

3.1 地裂缝监测

地裂缝监测是一项人力、物力耗费巨大的监测内容，进行该项工作监测时需结合相关的地标沉降指标进行分析。因此，在实际测绘过程中通常是利用传统测量法、遥感测绘技术、GPS测量技术相结合的方式进行监测。首先，每隔一定周期采用传统测量方法对大地的垂直与水平位移进行观察和记录，然后再利用GPS测量技术使固定参照物的三维空间定位、速度和位移得以实现，最后对被监测区域的地标分层沉降采用遥感测绘技术进行标定，才能有助于监测人员对地裂缝的走势与发展进行综合分析，进而实现实时、动态的测绘与监测地裂缝[4]。

3.2 滑坡监测

在矿山开采中最常出现的灾害事故是滑坡，而利用现代测绘技术则能对矿山滑坡实行有效的监测。常用的滑坡监测方法有GPS测量法和大地测量法。其中，大地测量法是利用全站式电子速测仪、光电测量仪器和高精度测距、测角的光学仪器测量大地的绝对位移，进而实现对滑坡灾害的自动预警和帮助监测人员分析是否有滑坡灾害产生。该种测量方法须借助于大地作为绝对参照物，且其精准度较低，因此在实际监测过程中应用并不广泛。而随着现代化数字监测技术的不断发展，GPS测量法得到了有效的应用和普及，采用GPS定位仪器不仅能对滑坡位移和滑坡速度进行精准测量，同时还能促进滑坡全天候动态监测得以实现。

3.3 塌陷区空区监测

近年来，我国矿山开采力度不断增大，从而导致不少矿山山体内部出现塌陷区和空区，而一旦山体发生塌陷便会造成严重的安全事故，为此精准监测和测绘矿山开采中的塌陷区和空区十分必要。目前，对山体内部塌陷区空区的监测主要应用遥感测绘技术和激光探测技术实现，利用激光探测技术能够三维扫描矿山山体，并建立三维模型和相关数据库，通过这些监测条件有助于相关人员及时做好矿区的灾害的防治和补救措施[5]。

3.4 水土流失监测

在实际的矿山开采过程中，会破坏矿区周围的环境或造成周围水土流失，为了促进矿山开采对周围环境造成的影响降低，需实时监测其周围的水土流失情况[6]。目前常用的监测方法有地面监测法和遥感监测法，地面监测法适用的水土流失监测范围较小，其主要是在监测区域内设置不同的参照物和监测地块，然后再通过定期测量测绘相关的参照物，如植被率、沙石面积、沟渠截面等，再形成数据报表，生成的报表即可作为区域内水土流失监测的基础性数据。遥感监测法则是利用航空、卫星等遥感技术，构建三维数据库和将地面的水源、沙石、植被扫描成电子地图，通过这些数据和图形能够实时的监测地表水土流失情况，并且其适用的监测面积较大[7]。

4 结语

矿山资源开发给我国社会经济带来的促进作用显而易见，但任何事物均具有两面性，其在促进我国经济、技术快速发展的同时，也对周围地质环境造成了重要的影响和导致不少矿产资源频临枯竭的状态，为保证矿产资源的合理开采和利用，就必须借助于遥感测绘技术、GPS定位技术、激光探测技术现代的测绘技术和传统测量法、GPS测量法、大地测量法、地面监测法和遥感监测法等手段对矿山开采过程进行合理监测，重点监测地裂缝、滑坡、塌陷区空区以及矿山周围的水土流失等，才能保证矿山开采的效率和安全性不断提高，促进矿山资源实现可持续发展。

[1]徐晓萍.测绘技术在矿山开采监测的应用研究[J].世界有色金属,2017,(20)：50-51.

[2]李浩.基于三维GIS的济南市矿山地质环境航测调查管理系统设计与实现[J].山东国土资源,2017,33(12)：60-64.

[3]唐凯.基于单机站CORS的矿区开采沉陷监测研究[J].测绘与空间地理信息,2017,40(11)：162-164.

[4]刘晓艳.测绘技术在矿山地质环境遥感动态监测中的应用[J].中国资源综合利用,2017,35(10)：90-92.

[5]刘明书.矿山开采监测中的测绘技术与方法研究[J].能源与环境,2017,(04).

[6]丁志宪.矿山开采监测中测绘技术的应用方法分析[J].中国新技术新产品,2017,(02).

[7]梁振兴.矿山开采监测中的测绘技术与方法研究[J].科技风,2012,(22)