1. 露天礦測(cè)量概述
露天礦測(cè)量是礦山開采活動(dòng)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)工作,它涉及到礦山的規(guī)劃設(shè)計(jì)、安全生產(chǎn)、資源管理和環(huán)境保護(hù)等多個(gè)方面。露天礦測(cè)量的主要任務(wù)包括:
地形測(cè)量:為礦山的規(guī)劃設(shè)計(jì)提供精確的地形和地質(zhì)數(shù)據(jù)。
礦體測(cè)量:確定礦體的位置、形態(tài)、大小和品位等。
巖移監(jiān)測(cè):監(jiān)測(cè)露天開采引起的地表和邊坡的位移和變形,評(píng)估邊坡穩(wěn)定性。
爆破效果檢測(cè):測(cè)量爆破后形成的爆堆形狀、大小和巖土的拋擲距離,評(píng)估爆破效果。
排土場(chǎng)測(cè)量:測(cè)量排土場(chǎng)的容積和形態(tài),為排土規(guī)劃和設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
環(huán)境保護(hù)和土地復(fù)墾:監(jiān)測(cè)開采活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響,指導(dǎo)土地復(fù)墾和環(huán)境保護(hù)工作。
2. 露天礦測(cè)量的內(nèi)容
2.1 圖根電磁波測(cè)距三角高程測(cè)量
圖根電磁波測(cè)距三角高程測(cè)量是一種利用電磁波測(cè)距和三角測(cè)量原理進(jìn)行高程測(cè)量的方法。其技術(shù)要求包括:
起算點(diǎn)精度:不應(yīng)低于四等水準(zhǔn)高程點(diǎn)。
主要技術(shù)要求:包括每千米高差中誤差、附合路線長(zhǎng)度、儀器類型、中絲法測(cè)回?cái)?shù)、指標(biāo)差較差、垂直角較差、對(duì)向觀測(cè)高差較差以及附合或環(huán)形閉合差等。
2.2 露天礦測(cè)量的主要工作
露天礦測(cè)量的主要工作包括:
建立礦區(qū)測(cè)量控網(wǎng):在礦區(qū)范圍內(nèi)布設(shè)平面和高程控制網(wǎng)點(diǎn)。
礦區(qū)地形測(cè)量:測(cè)量礦區(qū)的地形和地貌。
線路測(cè)量:測(cè)量礦區(qū)的交通線路、管道線路等。
露天礦工作控制測(cè)量:在礦區(qū)控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上加密布設(shè)工作控制網(wǎng)。
露天礦生產(chǎn)測(cè)量:為采剝、爆破、地質(zhì)勘探等生產(chǎn)活動(dòng)提供測(cè)量服務(wù)。
邊坡移動(dòng)觀測(cè):定期觀測(cè)邊坡的位移和變形,評(píng)估邊坡穩(wěn)定性。
繪制礦山測(cè)量圖:繪制礦區(qū)平面圖、剖面圖、采剝進(jìn)度圖等。
2.3 平面工作控制測(cè)量
平面工作控制測(cè)量是露天礦測(cè)量中的基礎(chǔ),它涉及到在礦區(qū)范圍內(nèi)布設(shè)基本平面控制網(wǎng)點(diǎn),并在此基礎(chǔ)上加密布設(shè)工作控制網(wǎng)。工作控制點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)滿足特定的點(diǎn)位中誤差和高程中誤差要求。
2.4 高程測(cè)量
高程測(cè)量采用幾何水準(zhǔn)測(cè)量和三角高程測(cè)量方法,確保工作控制點(diǎn)的高程精度。幾何水準(zhǔn)測(cè)量利用水準(zhǔn)儀測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的高差,三角高程測(cè)量則利用三角測(cè)量原理計(jì)算高差。
2.5 工作控制測(cè)量實(shí)例
以武漢鋼鐵公司大冶鐵礦東露天采場(chǎng)為例,介紹了如何根據(jù)不同的開采時(shí)期和條件,采用不同的方法進(jìn)行工作控制測(cè)量。例如:
上部水平開采時(shí)期:利用礦區(qū)控制網(wǎng)作采場(chǎng)的工作控制網(wǎng),用后方交會(huì)法建立采場(chǎng)內(nèi)各水平的Ⅱ級(jí)工作控制點(diǎn)。
深凹露天坑開采時(shí)期:在采場(chǎng)兩側(cè)的固定邊幫上建立I級(jí)工作控制網(wǎng),采用線形鎖法。
2.6 生產(chǎn)測(cè)量
生產(chǎn)測(cè)量包括:
采剝工作測(cè)量:測(cè)量采剝工作面的位置、高程、面積等。
爆破工作測(cè)量:測(cè)量炮孔位置、爆破后爆堆形狀和大小等。
地質(zhì)勘探工作測(cè)量:測(cè)量勘探線、勘探孔、樣品采集點(diǎn)等。
機(jī)械設(shè)備和地面建筑測(cè)定:測(cè)量設(shè)備和建筑的位置、高程等。
2.7 爆破工程測(cè)量
爆破工程測(cè)量的主要工作包括:
提供爆破區(qū)段的地形圖:比例尺1:200~1:500。
標(biāo)定炮孔位置:用極坐標(biāo)法將設(shè)計(jì)圖上的炮孔位置標(biāo)定于現(xiàn)場(chǎng)。
實(shí)測(cè)爆破硐室位置、規(guī)格:鑿巖工程完工后測(cè)量。
測(cè)量實(shí)際后沖線、爆堆形狀:爆破后根據(jù)需要測(cè)量。
繪制爆破地區(qū)的平面圖、剖面圖:計(jì)算爆破量等。
3. 露天礦測(cè)量的方法和技術(shù)要求
3.1 經(jīng)緯儀導(dǎo)線法
經(jīng)緯儀導(dǎo)線法適用于地形比較平坦,便于量邊的情況。通過交會(huì)法測(cè)定已知點(diǎn),然后在已知點(diǎn)間敷設(shè)附合導(dǎo)線。技術(shù)要求包括:
導(dǎo)線總長(zhǎng):1000m(采、剝區(qū))、2000m(排土場(chǎng))。
相對(duì)閉合差:±30″(采、剝區(qū))、±60√n″(排土場(chǎng))。
邊長(zhǎng):150m。
往返較差相對(duì)誤差:±60√n。
3.2 交會(huì)法
交會(huì)法適用于露天礦形狀復(fù)雜、開采深度較大、實(shí)地丈量邊長(zhǎng)有困難的情況。利用前方交會(huì)、側(cè)方交會(huì)和后方交會(huì)等方法建立工作控制點(diǎn)。技術(shù)要求包括:
交會(huì)角:30°~120°。
水平視角觀測(cè):采用方向觀測(cè)法,測(cè)回?cái)?shù)和觀測(cè)限差見表3-20。
3.3 三角網(wǎng)法
三角網(wǎng)法適用于坑道走向較長(zhǎng)或內(nèi)部有排土場(chǎng)的情況。通過三角網(wǎng)或線形鎖法建立工作控制網(wǎng)。技術(shù)要求包括:
邊長(zhǎng):200m(Ⅱ級(jí))、150m(Ⅰ級(jí))。
測(cè)角中誤差:±10″(Ⅱ級(jí))、±20″(Ⅰ級(jí))。
三角形最大閉合差:±30″(Ⅱ級(jí))、±60″(Ⅰ級(jí))。
3.4 攝影測(cè)量法
攝影測(cè)量法是一種立體攝影測(cè)量方法,具有省時(shí)、外業(yè)工作量少、工作效率高的優(yōu)點(diǎn)。主要步驟包括:
攝影基線的選擇與測(cè)定:攝影基線可設(shè)置在固定幫上且與開采臺(tái)階大致平行。
像控點(diǎn)的測(cè)設(shè):每一像對(duì)的有效像幅內(nèi)不得少于3個(gè)像控點(diǎn)。
攝影:采用水平正直攝影及水平等偏攝影。
內(nèi)業(yè)成圖與礦量計(jì)算:根據(jù)立體像對(duì)的底板在自動(dòng)成圖儀上成圖。
4. 露天礦測(cè)量的精度要求
露天礦測(cè)量的精度要求嚴(yán)格,以確保測(cè)量結(jié)果的可靠性。例如:
工作控制點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差:采、剝區(qū)0.07m,排土場(chǎng)0.10m。
高程中誤差:采、剝區(qū)0.15m,排土場(chǎng)0.10m。
5. 露天礦測(cè)量的實(shí)際應(yīng)用
以武漢鋼鐵公司大冶鐵礦東露天采場(chǎng)為例,介紹了露天礦測(cè)量在實(shí)際礦山開采中的應(yīng)用。在不同的開采時(shí)期,根據(jù)開采條件的變化,采用了不同的測(cè)量方法:
上部水平開采時(shí)期:利用礦區(qū)控制網(wǎng)作采場(chǎng)的工作控制網(wǎng),用后方交會(huì)法建立采場(chǎng)內(nèi)各水平的Ⅱ級(jí)工作控制點(diǎn)。
深凹露天坑開采時(shí)期:在采場(chǎng)兩側(cè)的固定邊幫上建立I級(jí)工作控制網(wǎng),采用線形鎖法。
6. 結(jié)論
露天礦測(cè)量是礦山開采不可或缺的技術(shù)支撐,它為礦山的規(guī)劃設(shè)計(jì)、安全生產(chǎn)、資源管理和環(huán)境保護(hù)提供了科學(xué)依據(jù)。隨著科技的發(fā)展,露天礦測(cè)量技術(shù)也在不斷進(jìn)步,提高了測(cè)量的精度和效率。
7. 展望
未來的露天礦測(cè)量將更多地采用自動(dòng)化和智能化技術(shù),如無人機(jī)測(cè)繪、三維激光掃描等,以進(jìn)一步提高測(cè)量的效率和精度。同時(shí),測(cè)量數(shù)據(jù)的信息化管理和應(yīng)用,也將是未來發(fā)展的重要方向。