探析煤矿测量中GPS技术的应用

探析煤矿测量中GPS技术的应用

摘 要 本文通过阐述和分析现阶段GPS技术在煤矿垂直形变监测和煤矿地面沉陷监测等煤矿测量工作中的应用及其具体方法，总结了GPS技术在煤矿测量工作中的应用过程和优势。希望可以为煤矿测量技术的进一步完善和提高，保障煤矿测量精度提供有价值的参考；

关键字 煤矿测量；GPS技术；应用；前景

0 引言

对煤矿行业而言，先进的测量技术是提高开采效率和质量的前提条件，是整个煤矿行业持续健康发展的保障。要想保证煤矿开采技术得到有效提高，促进能源勘测技术的发展，必须要提高煤矿测量工作人员的专业水平和综合素质，使他们不断更新煤矿测量理念，熟练掌握当前最先进的煤矿测量技术的具体操作方法和流程，使用现代化的测量技术提高测量精度，确保煤矿测量工作的准确性。GPS技术作为现阶段应用于煤矿测量工作中较为有效的新技术之一，其自动化高、全天候、准确度高以及经济效益好的优点得到了人们的广泛好评。

1 煤矿测量工作中应用的主要GPS技术

现阶段，应用于煤矿测量工作的GPS技术主要有：全站仪、RS遥感技术、三维激光扫描技术、GPS测绘技术等。我们可以通过以上这些GPS技术在煤矿开采区域建立严密的控制网，严格检测矿区的地面沉陷状况和煤矿垂直形变状况，并对露天矿的边坡状况进行实时监测，实现对矿区车辆的有效调度，全面提高整个煤矿测量工作的有效性，保证煤矿开采的安全性和工作效率。

2 GPS技术在煤矿垂直形变监测中的应用

煤矿垂直形变监测的传统手段是通过使用水准测量方法来测量高程的变化，采用三角网、导线法及视准线法来进行经纬仪测定平面的配备，观察其位置变化。这种监测方法的测量精度和测量速度很容易受到地理环境的影响，而且在监测范围上有一定的局限性，只能监测变形体上离散点的形变状况，监测效果不佳。GPS技术作为煤矿测量中的新方法，可以达到三维大地测量和连续监测的目的，其检测过程的自动化水平较高，具体操作便捷有效，而且具有精确度高、劳动强度低的优点。有相关研究表明，GPS静态定位的精度可以完全满足矿区垂直形变监测的要求，监测效果突出。

GPS技术检测煤矿垂直形变的具体方法是：首先，选择GPS接收机作为观测仪器，根据矿区的经纬度和大地高进行卫星可见性预报表和卫星几何图形强度因子预报表的编制，再此基础上制定科学的观测计划。在此过程中要保证架设的GPS接收机对中整平，接收机的精确量与天线高一致，在间距120?的3个方向上分别进行一次测量，计算其平均值并做好记录。在观测工作开始阶段，进行阶

段及结束阶段分别进行一次测量，将观测所得数据的平均值作为仪器高观测值。其次，进行GPS监测网的布设，采用边连式的连接方式，按照制定好的观测计划，每隔一段时间就要进行定期观测。在观测过程中注意做好人员安排，通常情况下要把监测网布设和观测的工作人员分成几个小组，每个小组安排2个人，每组负责一台GPS接收机的观测工作，每次观测分5个时段进行，每个观测时段大概为1.5小时。接着，对GPS监测数据进行分析处理，其基本流程是：任务新建→数据导入→基线处理→平差前的设置→开展网平差工作→输出成果。最后，对检测结果进行分析，完成矿区GPS检测静态测量数据的采集工作后，对检测数据进行分析，获取矿区的大地高，将所得数据以沉降值曲线的形式绘制出来，形象地反映出煤矿垂直形变状况。

3 GPS技术在矿区地面沉陷检测中的应用

地面沉陷是煤矿开采过程中经常会遇到的问题，给矿区安全带来了很大的隐患，不利于矿区员工和相关人员的生命财产安全的保障。我们必须要重视对矿区地面沉陷状况的检测工作，实时监测地面沉陷相关数据的变化，总结出地面沉陷发生的规律，并采取有效措施进行有针对性地犯范和解决，避免发生煤矿安全事故，造成人员损伤。在煤矿开采行业，检测地面沉陷的最有效方法就是使用GPS技术进行实时监控，及时了解地面沉陷区域的水平位移状况。通过GPS技术我们可以有效运用大地高变化量来对矿区的沉陷程度和沉陷速度进行形象的描述和反映。因此，我们可以利用GPS技术实现对煤矿开采过程的实时监测，综合分析矿区煤矿的可开采数量，对开采工作进行科学合理的安排，避免发生大规模的地面沉陷，引发安全事故。

GPS技术在检测矿区地面沉陷工作上的具体操作是：首先，将参考基准设置在地面沉陷范围以外的安全区域，设置地点应优先选择基岩点。其次，在对沉陷区域内的监测点进行布设时，可以参考滑坡变形监测方式，将监测点的坐标系统设置成专门监测地面沉陷的独立坐标，通过使用单频或双频GPS接收机进行1到2小时的静态观测，然后使用商用软件或广播星历对观测数据进行分析处理。最后，对比分析两期以上的GPS地面沉陷监测结果，获取大地高的变化数值，根据大地高变化量进行矿区地面沉陷速度的分析，对采空区的安全系数进行评估。以上方法可以有效保障煤矿开采区域的生产管理安全，是一种检测效果显著的新技术，值得不断推广应用。

4 GPS技术在煤矿测量中的前景及制约因素

随着市场经济的飞速发展和科学技术水平的不断提高，煤矿测量技术得到了大幅度地提高，而GPS技术作为煤矿测量的关键技术，其引进和应用大大促进了煤矿能源勘测技术的发展。通过使用GPS静态检测方法或快速静态方法可以为矿区线路与管道的勘测、采矿地域的总体控制测量和地形图的绘制工作提供更多依据，同时为煤矿行业的矿建、基建施工工作等提供有效的数据资料，为矿区的实际开采工作带来良好的技术支持，提高煤矿开采的经济效益和社会效益。现阶段，GPS测量技术已经逐步取代了传统的控制测量方法，并将以其突出的优点和测量效果更广泛地被应用在煤矿行业内。如果能将传统的常规测量方法和GPS

技术有效结合，两者取长补短，相辅相承，必能最大限度地促进我国煤矿技术的发展。虽然GPS测量技术在煤矿检测中具有很大的优势，但是随着煤矿开采规模的不断扩大，煤矿开采范围也越来越广，并不是所有矿区的信号质量都能得到保证，而GPS技术对信号接收的要求相对较高，这就给新技术的推广运用带来了阻碍。此外，井下岩层要想实现对GPS技术的应用，必须要保证地下卫星信号能够正常收发，在这种情况下，我们可以使用超声波作为信号载体，进而达到信号传输的目的。超声波可以有效穿透岩体，提高井下定位的精确程度，但是超声波对岩体反馈的信号还不能进行全面而准确的分析，这就制约了测量工作的有效性。

5 结论

受GPS信号接收要求的制约，GPS技术在煤矿测量中的应用还不够全面，我们在今后的煤矿测量工作中还需要不断探寻新技术和新方法，冲破GPS技术在煤矿测量中的应用瓶颈，全面发挥其应用价值，提高煤矿开采效率和质量。

参考文献

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