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【關鍵詞】空間信息技術；3S；礦山測量
0 前言
空間信息技術是20世紀80年展起來的，其核心和主體是“3S”技術，即遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)，作為一項綜合性的技術已構成當代高技術的一個重要組成部分。與傳統(tǒng)的對地觀測手段相比，它的優(yōu)勢在于能夠提供全球或大區(qū)域精確定位的高頻度宏觀影像 ，擴大了人類的視野，加深了對地球及其變化的了解。目前，空間信息技術已在全球與區(qū)域通信、導航定位、資源調查、災害和環(huán)境的動態(tài)監(jiān)測、區(qū)域和城市規(guī)劃等領域得到了廣泛應用[1]。
近年來，中國空間信息技術發(fā)展取得一系列重要進展，其中，遙感信息技術方面，已建立資源衛(wèi)星數據服務體系，形成一定市場規(guī)模，相應遙感數據生產加工市場潛力巨大，相關企業(yè)也正在迅速發(fā)展與壯大。此外，衛(wèi)星定位技術方面已得到廣泛應用，并形成相當規(guī)模的產業(yè)群體[2]。礦山測量應用于礦區(qū)生產與管理的各個環(huán)節(jié)，礦山測量技術經過幾十年的發(fā)展，在理論和技術上基本能夠滿足礦山開采生產的要求，但信息時代的礦山測量面臨的是新的任務和要求，近十幾年來空間信息技術在礦山測量界取得了較大進展，其理論研究和實際應用不斷發(fā)展和完善，這些先進技術已經在一些礦區(qū)得到廣泛應用，并取得了顯著的經濟效益。
1 空間信息技術在礦山測量中的應用
以“3S”集成為主導的空間信息技術體系已逐漸成為測繪學或地球信息學（Geoinformatics或Geomatics）新的技術體系和工作模式，其先進性、時效性明顯。以空間信息技術為技術支撐，現(xiàn)代測繪儀器、技術正處于快速的發(fā)展之中?？臻g信息技術是礦山測量實現(xiàn)其現(xiàn)代任務的重要的技術支撐和保證，以“3S”技術和其他測量儀器技術的有機結合為基礎的礦區(qū)資料環(huán)境信息系統(tǒng)就是空間信息技術在礦山測量中應用的綜合性成果[1]。
1.1 遙感及其在礦山測量中的應用
遙感依據不同的物體的電磁波特性不同來探測地表物體對電磁波的反射和發(fā)射，從而提取這些物體的信息，完成遠距離識別物體。遙感包括衛(wèi)星遙感和航空遙感，航空遙感作為地形圖測繪的重要手段已在實踐中得到了廣泛的應用，衛(wèi)星遙感用于測圖也正在礦究之中并已取得一些意義重大的成果，基于遙感資料建立數字地面模型（DTM）進而應用于測繪工作已獲得了較多的應用。
遙感科技正在走向定量化 、自動化與實用化。遙感觀測技術向多傳感器、多平臺、多角度和三高（高分辨率、高光譜、高時相）的方向發(fā)展；1m及更高空間分辨率的多光譜遙感數據已商品化；具有幾十、上百個光譜段的高光譜遙感正在從航空向航天平臺邁進，它能夠鑒定礦物巖石的成分及土壤的物化性質；合成孔徑雷達圖像處理與應用發(fā)展喜人；無地面控制遙感影像定位技術，國際上已達到15m甚至更高的精度[3]。
遙感技術在礦山測量中的應用已經歷了較長的時間，并積累了豐富的經驗。應用遙感資料，可獲取礦區(qū)實時、動態(tài)、綜合的信息源，對礦區(qū)環(huán)境進行監(jiān)測，為礦區(qū)環(huán)境保護提供決策支持，在進行找礦、礦區(qū)地質條件研究、煤層頂底板研究等方面也已得到應用。合成孔徑雷達干涉（InSAR）測量技術是近年來微波遙感發(fā)展的一個重要方向，InSAR 利用雷達信號的相位信息提取地球表面的高精度三維信息，可以測量地面點的高程變化，是目前空間遙感技術中獲取高程信息精度最高的一項技術，由于它可以獲得全球高精度的（毫米級）、高可靠性的（全天時、全天候）地表變化信息，因此能夠有效地監(jiān)測由自然和人為因素引起的地表形變。
1.2 全球定位系統(tǒng)及其在礦山測量中的應用
全球定位系統(tǒng)（GPS）是20世紀70年代由美國國防部批準，陸海空三軍聯(lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)。其主要目的是為陸海空三大領域提供實時、全天候和全球性的導航服務。全球定位系統(tǒng)共三部分構成：空間部分、地面控制部分、用戶裝置部分等。GPS的主要特點是全天候、全球覆蓋、三位定速定時高精度、快速省時高效率及應用廣泛。未來幾年中，GPS和俄國研制的GLONASS兩個衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的技術水平、精度和抗干擾能力將會大幅度提高。有中國參與的歐洲Galileo 衛(wèi)星導航定位系統(tǒng) 2005年已進入實質建設階段，將于 2010年前后建成，其精度和性能將大大優(yōu)于目前的 GPS系統(tǒng)，從而打破美國GPS在全球的壟斷局面[2]。
GPS作為一項引起傳統(tǒng)測繪觀念重大變革的技術，已經成為大地測量的主要技術手段，也是最具潛力的全能型技術，在礦山測量、控制測量、工程測量、環(huán)境監(jiān)測、防災減災以及交通運輸工具的導航方面發(fā)揮著重要的作用。由于GPS不僅具有全天候、高精度和高度靈活性的優(yōu)點，而且與傳統(tǒng)的測量技術相比，無嚴格的控制測量等級之分，不必考慮測點間通視，不需造標，不存在誤差積累，可同時進行三維定位等優(yōu)點，在外業(yè)測量模式、誤差來源和數據處理方面是對傳統(tǒng)測繪觀念的革命性轉變。
目前，在礦山測量中，主要應用GPS技術建立區(qū)域性或局域性的大地測量GPS控制網，進行礦區(qū)地表移動監(jiān)測等等。其中，定位精度比 DGPS高100倍的GPS-RTK實時載波相位差分技術，以其高精度、全天候、高效率等優(yōu)勢，在大地測量和工程測量中，顯示出巨大的潛力和廣闊的前景。傳統(tǒng)的定位和施工放樣，不僅儀器種類繁多，需要人員多，而且精度容易受施工作業(yè)現(xiàn)場影響。GPS-RTK 綜合了其他測量儀器的功能，提高了作業(yè)效率，對于圖形的數字化管理和使用也起到了促進作用，利用 GPS-RTK 測量手段可以得到每一個測點的三維坐標，并采用數據、圖形和位置等不同的表現(xiàn)形式反映到不同的應用環(huán)境中，解決了圖形不能統(tǒng)一到國家坐標系中這一問題。GPS-RTK 在礦山測量中的應用，使得代表著當今尖端科學水平的3S技術在礦山測量中成功實現(xiàn)突破[3]。
1.3 地理信息系統(tǒng)及其在礦山測量中的應用
GIS是近20年來發(fā)展起來的一門綜合應用系統(tǒng)，它能把各種信息同地理位置和有關的視圖結合起來，并把地理學、幾何學、計算機科學及各種應用對象、Internet、多媒體技術及虛擬現(xiàn)實技術等融為一體，利用計算機圖形與數據庫技術來采集、存儲、編輯、顯示、轉換、分析與輸出地理圖形及其屬性數據。這樣，就可根據用戶需要將這些信息圖文并茂地輸送給用戶，便于使用。地理信息系統(tǒng)作為對空間地理分布有關的數據進行采集、處理、管理、分析的計算機技術系統(tǒng)，其發(fā)展和應用對測繪科學的發(fā)展意義重大，是現(xiàn)代測繪技術的重大技術支撐。GIS正在向地理信息科學或空間信息科學的方向發(fā)展，并與計算機技術、信息技術相互借鑒、滲透，將成為一門獨特的影響廣泛的空間信息科學技術。
地理信息系統(tǒng)在地質、礦產領域的應用可以概括為三個方向：GIS技術建立多源數據找礦模型、礦山地理信息系統(tǒng)（Mine GIS，MGIS）和三維礦山[4]。目前雖然在我國礦山資源勘查、開發(fā)和生產管理中已經有多種GIS軟件系統(tǒng)發(fā)揮了作用，但是由于許多原因如地下礦產資源數據獲取不易性、不完整性及礦山地下采掘空間動態(tài)性等等，使得這些軟件在礦山不完全實用，因此致力于研發(fā)適宜礦山特點的礦山地理信息系統(tǒng)是十分必要的，十幾年來國內外的科技人員特別是礦業(yè)界的科技人員在MGIS的基本理論、技術體系、方法及實用軟件開發(fā)方面做了大量的工作，取得了可喜的成果；三維礦山是礦山客觀實體的一個模型描述， 通過三維礦山的建設，地質、礦業(yè)界人士能夠更直觀、更精確地圈定礦體邊界，了解不同礦體分布的三維形態(tài)，準確地解譯和圈定地下地質體，借以指導礦業(yè)開發(fā)和深部找礦預測，現(xiàn)在三維礦山已成為地學與信息科學的交叉技術前沿和熱點。
2 結語
隨著計算機技術、空間信息技術的發(fā)展，平面模型在向空間模型轉化，數值記錄在向數字模型轉化 ，測繪科學也正逐步發(fā)展為內涵更為豐富的地球空間信息學，以“3S”集成技術為主導的空間信息技術雖然還在起步階段，但其對于礦山測量的發(fā)展所起到的促進作用是不可估量的，在空間信息技術技術的推動下，礦山測量學正在演繹著深刻的變革，朝著“礦山空間信息學”的方向前進。
【參考文獻】
[1]3snews中國地理空間產業(yè)門戶網站[OL].http：///.
[2]郭達志.論“礦山空間信息學”：礦山測量的現(xiàn)展[J].測繪工程，2006，15（3）.
中圖分類號： P228.4 文獻標識碼： A 文章編號：
一、概述GPS全球定位系統(tǒng)
GPS全球定位系統(tǒng)在最近的幾年得到了迅速推廣，這主要依賴于GPS系統(tǒng)可以向全球任何用戶全天候地連續(xù)提供高精度的三維坐標、三維速度和時間信息等技術參數。我們先了解一下GPS系統(tǒng)的組成，工作原理以及在礦上測量領域的應用特點。GPS全球定位系統(tǒng)由空間衛(wèi)星群和地面監(jiān)控系統(tǒng)兩大部分組成，除此之外，測量用戶當然還應有衛(wèi)星接收設備。GPS地面控制系統(tǒng)主要設立在大西洋、印度洋、太平洋和美國本土。 GPS的用戶部分由GPS接收機、數據處理軟件及相應的用戶設備如計算機、氣象儀器等組成，其作用是接收GPS衛(wèi)星發(fā)出的信號，利用信
號進行導航定位等。在測量領域，隨著現(xiàn)代的科學技術的發(fā)展，體積小、重量輕便于攜帶的GPS定位裝置和高精度的技術指標為礦山工程測量帶來了極大的方便。
二、GPS系統(tǒng)在實際測量工作中的應用
（一）準備工作
收集測區(qū)的相關資料，包括測區(qū)地形圖，現(xiàn)有控制點等級、資料，充分了解測區(qū)的交通、通訊、氣象等情況。
結合礦區(qū)需要和實地情況，以及GPS網布設規(guī)范，埋石點位滿足一下要求：
①點位周圍視野開闊，視場內障礙物的高度角要符合相關規(guī)定；
②遠離大功率發(fā)射源，遠離高壓線，避免干擾衛(wèi)星接受效果；
③附近不應有強烈干擾衛(wèi)星信號的物體，并盡量避開大面積水域；
④交通便利，有利于其他測量手段的展開和聯(lián)測；
（二）礦山測量GPS網的建立
建立礦山GPS網的目的，主要是建立高精度施工控制網，以便利用這些網點的坐標直接得到并能達到施工所需要的精度要求。在處理GPS網各種數據過程中，首先在WGS-84坐標系中進行三維無約束平差，保證了GPS差分的相對定位高精度。而且，在各種坐標轉換中，沒有涉及到由WGS-84坐標轉換為我國參心坐標系的問題，因此不會受到轉換參數求定誤差的影響。另外該網也沒有與國家平面控制網聯(lián)測，所以，也不會受到地面控制網測量誤差的影響，仍然保持原來的GPS差分相對定位的高精度。因此。用這種方法所建立的獨立坐標系工程平面控制網，經過一系列的數據處理和坐標轉換，是能達到貫通測量和各種施工測量精度要求的。
（三）外業(yè)測量
依據國家測繪局1992年頒發(fā)的《全球定位系統(tǒng)GPS測量規(guī)范》作業(yè)。根據礦山GPS網精度要求高、點距短和交通便利等特點，我們將網的各時段采用邊聯(lián)式進行連結，并按照衛(wèi)星可見情況預報表制定每天最佳觀測時間，每個三角形按2個時段進行觀測，時段內隊每顆衛(wèi)星連續(xù)跟蹤時間不得小于5min，觀測值采樣間隔為15秒，觀測時段長確保60min，每站組成的幾何圖形（PDOP）值為3-5左右，遠小于10的規(guī)定。
1、外業(yè)觀測按照設計圖逐點逐邊循序推進。
2、GPS網主要技術指標
R(平均重復設站率)=3.0，大于規(guī)范所規(guī)定的2的指標。
平均可靠性指數：K=0.5.
（四）數據處理
外業(yè)觀測結束后將GPS 中的數據傳入計算機中,采用南方公司的軟件(包括采集器與計算機通訊軟件、基線向量處理軟件、網平差及坐標轉換軟件),及時進行數據處理和質量分析。過程可分為基線解算與檢核、GPS 控制網平差計算兩個步驟。
（五）高程問題
為了驗證GPS測定的高程精度，在測區(qū)布設由國家Ⅱ等水準點為起算點的環(huán)形水準路線，采用Ⅲ等水準精度進行觀測，其中兩個水準點與GPS點近井點相重合。其目的是將GPS測得的大地高轉換至施工所需要的正常高。轉換公式：N=h=H0。
如果知道某點的大地高h和高程異常值N，則可求出正常高H0，因此，們采用了曲面擬合的方法。根據已知點的異常值N和平面坐標(X,Y),用計算的方法擬合出測區(qū)的似大地水準面，再用內插求出GPS個點的異常值，以求出各點的正常高。
（六）貫通精度
貫通誤差主要是橫向誤差，而這種誤差主要來自近井點橫向誤差和峒內施工定向邊的誤差。因此，近井點、定向點和迎頭方向，應盡量在一條直線上。近井點與定向點的距離應根據現(xiàn)場情況盡量遠一些，可避免橫向誤差的產生。尤其是峒內曲線部分，由于后視距離短，產生橫向誤差的可能更大。因此，儀器對中應特別謹慎。
三、總結
GPS測量使我們解決了使用傳統(tǒng)測量方法在各個控制點互不通視的條件下無法解決的問題， RTK測量可以用于工程的控制測量是非常有效的新技術。
GPS作業(yè)有著極高的精度. 它的作業(yè)不受距離限制,非常適合國家大地點破壞嚴重區(qū)、地形條件困難地區(qū)、局部重點工程地區(qū)等.
GPS測量可以大大提高工作及成果質量. 它不受人為因素的影響. 整個作業(yè)過程由徽電子技術、計算機技術控制,自動記錄、自動數據預處理、自動平差計算.
RTK技術將徹底改變礦山測量模式。 RTK能實時地得出所在位置的空間三維坐標，它可以直接進行實地實時放樣、中樁測量、點位測量等。
GPS測量可以極大地降低勞動作業(yè)強度,減少野外砍伐工作量,提高作業(yè)效率. 一般GPS測量作業(yè)效率為常規(guī)測量方法的3倍以上.
GPS高精度測量同高精度的平面測量一樣,是GPS測量應用的重要領域. 特別是在當前高等級公路逐漸向山嶺重丘區(qū)發(fā)展的形勢下,往往由于這些地區(qū)地形條件的限制,實施常規(guī)的幾何水準測量有困難, GPS高程測量無凝是一種有效的手段.
參考文獻：
1、武漢測繪科技大學《測量學》編寫組編著 測繪出版社 1994.8
2、李天河.礦山測量，北京煤炭工業(yè)出版社 2004.12
3、景維立，孫仁鋒. GPS網絡RTK技術及其應用[J]. 四川測繪，2005,28
[關鍵詞]測繪技術 工程測量 應用
中圖分類號：P271 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）33-0391-01
引言：隨著社會經濟與科學技術的迅速發(fā)展，工程建設項目的規(guī)模也變得日益龐大，再加上工程測繪大多需要在艱苦的野外環(huán)境下進行，傳統(tǒng)的測繪由于需要操作人員長駐守在測繪地點以保證測繪的準確性，已經無法滿足工程測量的需要，而現(xiàn)代測繪技術的出現(xiàn)對于解決傳統(tǒng)工程測量的難題有重要的意義，開始在工程測量中得到廣泛的應用。
一、工程測量
所謂在工程測量，是指工程建設在規(guī)劃設計、經營管理、施工等階段所進行的測量工作。工程測量在工程建設各個階段的主要任務不同：在規(guī)劃設計階段，要提供可靠完整的地形資料；在施工階段，要按規(guī)定精度進行定線放樣；在經營管理階段，要進行建筑物的變形觀測以判斷它們的穩(wěn)定性，保證工程質量和安全使用，同時也驗證設計理論和施工方法的正確性。
二、現(xiàn)代測繪技術概況
所謂的測繪，是以計算機技術、信息科學、空間科學、光電技術、網絡通訊技術為基礎，以GIS（地理信息系統(tǒng)）、GPS（全球定位系統(tǒng)）、RS（遙感）為技術核心，將地面已有的特征點和界線通過測量手段獲得反映地面現(xiàn)狀的圖形和位置信息，在工程建設的規(guī)劃設計中有重要的作用。
（一）全球定位系統(tǒng)（GPS）
全球定位系統(tǒng)（GPS）是上世紀70年代由美國開始研制，在1994年全面建成，它利用導航衛(wèi)星進行測時和測距，是新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)，可以在海、陸、空進行全方位實時定位與三維導航。伴隨著全球定位系統(tǒng)的不斷改進、軟硬件的日益完善，GPS的應用領域正在不斷的拓展，目前，各種類型的GPS接收機體積越來越小，重量也越來越輕，更便于野外觀測，具有使用簡單、測量時間短等優(yōu)點，引起了傳統(tǒng)測繪觀念重大變革，目前已成為大地測量的主要技術手段，也是最具潛力全能型技術。
（二）遙感（RS）
遙感技術包括航空遙感和衛(wèi)星遙感，航空遙感主要用于地形圖測繪，已在實踐中得到了廣泛的應用，衛(wèi)星遙感則主要用在測圖上，并且目前仍在研究之中但也已經取得了一些重大的成果，特別是基于遙感資料建立數字地面模型方面獲得了較多的應用。1972年第一顆地球資源衛(wèi)星發(fā)射，從那以后，法國、美國、日本、俄羅斯、中國、印度等國家都相繼發(fā)射了對地觀測衛(wèi)星。當前遙感獲取技術已從低分辨率發(fā)展到高分辨率甚至超高分辨率；從可見光發(fā)展到紅外、微波；從單波段發(fā)展到多波段、多角度、多極化；從空間維擴展到了時空維。遙感技術在測量中主要是通過波譜產生的響應不同的來識別不同的物體，是利用集合形態(tài)的物體的位置指標和物力性質等來進行分析，進而實現(xiàn)對物體形態(tài)的測繪。
（三）地理信息技術（GIS）
作為多個學科、多種技術交叉融合的產物，地理信息技術起源于20世紀60年代美國和加拿大的學者在土地和交通方面的地理信息研究，從誕生至今僅僅只有40多年的歷史，但作為對空間地理分布有關的數據進行采集、處理、管理、分析的計算機技術系統(tǒng)，其應用和發(fā)展對測繪科學有重要的發(fā)展作用和意義，已成為現(xiàn)代測繪技術的重大技術支撐。GSI技術在工程測量上的作用主要提使供空間形態(tài)的數據檢測，對于目標工程地地形狀態(tài)等方面的測量有著顯著的效果。
（四）數字攝影技術
數字攝影是將通過高精度攝像機與測量儀對觀測目標進行攝影，并能夠將影像實時發(fā)送至操作終端的技術。數字攝影的起源可以追溯到上世紀60年代末，當時貝爾實驗室為了研究存儲計算機數據，卻意外使“電荷對聯(lián)設備”（CCD）的微電子元件誕生了。但是，真正用CCD來記錄靜態(tài)影像的數碼相機則是20世紀80年代的日本索尼公司的不用感光膠片的電子靜態(tài)照相機――MAWEICA，它采用電子磁性記錄的方式記錄影像，一般被認為是今天數碼相機的雛形；世界真正意義上的第一臺數碼相機是由柯達公司于1991年研制的。隨著科技的發(fā)展，數字攝影技術能夠在不與測量目標相接觸的情況下對目標進行檢測，并得出其三維數據。三維數據通過軟件能夠轉化為目標物體的形象，進而生成物體表面模型。從而促使數字攝影技術進入到飛速發(fā)展的階段。
三、測繪技術在現(xiàn)代工程測量中的應用
測繪技術在工程測量中主要是用于研究工程建設中設計、施工和管理各階段測量工作的理論、技術和方法，進而為工程建設提供準確的大比例尺地圖和測量數據，保證工程選址的合理性，同時也在工程運營階段對工程進行沉降監(jiān)測和形變觀測以保證工程運行正常。
（一）測量技術在礦山測量中的應用
在礦山測量中，遙感技術已經有較長的使用時間，同時也積累了豐富的經驗。首先應用遙感資料，能獲取礦區(qū)實時、動態(tài)、綜合的信息源，實現(xiàn)對礦區(qū)環(huán)境的監(jiān)測，從而為礦區(qū)的環(huán)境保護提供決策支持；其次，遙感資料可以用于找礦、進行礦區(qū)地質條件和煤層頂底板研究，以上這些表明遙感技術對于礦山測量任務的完成具有重要意義。在GPS技術方面，主要利用其對礦區(qū)進行礦區(qū)控制網建立或復測、改造、地表移動監(jiān)測、水文觀測孔高程監(jiān)測等，在礦山測量工作的地面部分GPS技術已成為一項重要支撐技術。
（二）測量技術在水利工程中的應用
遙在水利工程測量上，遙感技術能夠實時地對湖泊后和大江大河的水位進行監(jiān)測，從而確定洪水災害面積。RS和GIS結合在一起使用能夠多洪水淹沒范圍和干旱災情范圍進行及早的預報，從而為防災、抗災提供準確的信息，減輕水旱災害的危害。而在水利樞紐工程竣工后，需要對水庫大壩、大型橋梁等進行連持續(xù)細致精密的監(jiān)測，這時現(xiàn)代測繪技術就可以應用其中，成為實時的安全運行監(jiān)控手段。此外，將數字測圖技術或全數字攝影測量建立的數字地面模型和GIS的分析決策功能相結合，可以更加便捷、迅速地進行水庫大壩選址、庫容計算、引水渠修建、受益范圍等作，為合理利用和開發(fā)水資源提供科學的依據。
（三）測量技術在地籍測量中的應用
當前，在經濟迅速發(fā)展和城鎮(zhèn)化不斷推進的背景下，全國各地的城鎮(zhèn)地籍測量工作已經全面展開，而小城鎮(zhèn)建設速度的加快，使得各地對地籍圖的需求量也在快速增加，測量地籍的主要是為了建立全國土地管理信息系統(tǒng)，從而對城鎮(zhèn)土地的面積、屬性、經濟價值等有比較清晰的認識，更好的開展城市建設工作。同傳統(tǒng)的測繪技術相比，數字化測繪技術具有明顯的優(yōu)越性，體現(xiàn)在技術含量更高、測繪產品更多樣化、應用范圍更廣泛、維護更方便、使用更便捷等，因此隨著高新測繪技術的較快發(fā)展，數字化測繪技術也得到了廣泛的應用。
四、結語
從上述分析可以看出，測繪技術在現(xiàn)代工程測量具有舉重輕重的地位，而隨著現(xiàn)代測繪技術朝著自動化、實時化、數字化的發(fā)展，其在工程測量中會發(fā)揮著越來越重要的作用，因此我們的測繪工作者必須與時俱進，不斷學習新方法、新理論、新知識，更新觀念，提高創(chuàng)新意識和能以，使得測繪技術在工程測量中得到更加廣泛的運用，提高工程測量的效率與質量。
參考文獻
[1]吳洪平，麥俊義. 測繪技術在現(xiàn)代工程測量中的應用[J].科技與企業(yè). 2012.
[2]李明. 淺談現(xiàn)代測繪技術在工程測量中的應用與改進措施[J].中國西部科技.201O.
[3]魏衛(wèi)紅. 現(xiàn)代測繪技術的發(fā)展及應用[J].233網校論文中心.2010
【關鍵詞】豎井；斜井；定向；測量精度；貫通
中圖分類號：O4-34文獻標識碼： A
一、前言
杜達鉛鋅礦位于巴基斯坦俾路支省南部拉斯貝拉(Lasbela)地區(qū)的坎拉杰(Kanraj)山谷中，地理位置：東徑66°50′，北緯26°05′。杜達鉛鋅礦為新建礦區(qū)，平均海拔約550m，向南逐漸降低與印度河平原相連。礦山采用“混合豎井+箕斗斜井”聯(lián)合開拓方式，分為上部和下部兩個相對獨立的采區(qū)，上部采區(qū)以箕斗斜井為主提升斜井，下部采區(qū)以混合豎井為主提升井。
杜達鉛鋅礦混合豎井井筒在623m標高開始施工下掘，井筒施工到-40m段時，發(fā)生大量涌水造成豎井井筒無法下掘。為不影響施工進度，公司決定在混合豎井100M中段施工一條聯(lián)巷與提升斜井100M中段運輸道貫通，貫通后豎井井筒中的涌水通過管路經聯(lián)巷、提升斜井臨時水倉排至地表，以此解決井下涌水問題。
二、杜達礦區(qū)混合豎井與提升斜井概況
混合豎井與提升斜井聯(lián)巷距離485m，混合豎井與提升斜井地表水平距離1260m，整個導線點閉合環(huán)全長2988m。
混合豎井：井筒凈直徑5.5m，支護厚400mm，設計深度1022米，井筒中心設計坐標：X：10392.264Y：4711.223Z：623.5m。
提升斜井：井口標高552.7m，井筒斷面2.8m×2.8m，斜井坡度為-30°，井筒斜長度920m。
三、方案選擇
1、斜井投影改正：
提升斜井+100M中段馬頭門導線延伸測量控制點D111 坐標X：10343.531Y：4987.899Z：105.652m ；后視點D109坐標 X：10172.603 Y：4976.941 Z：204.094m。測量導線點進行投影邊長改正D公式：
D= D1+D1×
R為地球曲率半徑3671×103m；D為傾斜投影改正后的水平距離；D1為傾斜后的水平距離；H為高程平均值。
測量導線點經投影改正后精度能滿足要求，進行三次測量導線點復測，測量結果達到《規(guī)范》要求。以指導提升斜井+100M中段運輸道施工與混合豎井+100M中段聯(lián)巷貫通
2、豎井定向精度：
定向測量的最終目的就是要提高定向精度，增大精度儲備，因而提高鋼絲投點精度是關鍵。方案選擇主要考慮以下因素：
（一）合理布設垂線，保證聯(lián)系三角形最有利；
（二）井筒中風、水對投點精度影響；
（三）定向邊滿足規(guī)定要求；
（四）作業(yè)時間不應過長。
采用增加連接點異側布點聯(lián)系測量方法，可解決諸多因素對定向精度影響。
增加連接點，一井定向采用獨立定向兩次，在保證有利三角形情況下，增加連接點個數，改變延伸三角形，達到獨立定向兩次，并且要求兩次觀測者不同。異側布點，為有效提高定向精度，各中段定向邊邊長要求20 m以上，但豎井在施工拉分段時，不具備定向條件，同時所采用設備精度有限，一般掌子頭距離井筒較近，此時，在井筒同側布設連接點和定向點，起始邊精度受到影響，為解決這個矛盾，在布點時，連接點與定向點分別布設到井筒兩側，即異側布點有效增大起始邊邊長。
四、豎井測量方案
1、選擇一井定向對混合豎井100M中段馬頭門和車場聯(lián)系測量，施測示意圖如圖一所示。
2、混合井豎井定向聯(lián)系測量起算依據及方法
混合井井口標高為623.5m，井底標高為100.045m，井筒中心設計坐標：X：10392.264Y：4711.223Z：623.5m ；井筒設計凈直徑為Φ＝5.5m，井筒深度523.455m。依據礦區(qū)控制點05、07、09點對混合井設好的近井點c二次測量。實測精度滿足規(guī)范后，對其進行平差計算。計算07—09的方位角為起始數據依據。是混合豎井定向聯(lián)系測量的主要起始數據依據。按照規(guī)程豎井定向聯(lián)系測量采用三角形連接法井上井下連接三角形圖形應滿足以下要求：
（一）a.b兩垂線間距盡量大（井筒直徑5.5米）。
（二）CD, C′D′邊一般要大于20米，最低不應小于15米。
（三）三角形連接角γ和γ′的角度不應大于2°這是最有利的三角形（如圖二）。
（四）點C與C′應適當地靠近最近的垂線，使a/c及b′/c的值一般不應超過1.5，c與c′邊的誤差不應超過4mm。
五、混合井豎井定向聯(lián)系測量的精度評定
一井定向測量的工作環(huán)節(jié)多，測量精度要求高。同時又要盡量短時間占用井筒時間。根據冶金礦山規(guī)程要求，一井定向的方位角允許誤差不應超過±2′。一次定向允許誤差是,允許誤差采用誤差的兩倍，則一井定向的中誤差為：
此次定向的井筒深度523.455m，超過冶金礦山規(guī)程的豎井定向規(guī)定，因此此次定向的難度大，精度要求高。另外還要克服高溫度、大水流的影響。此次定向的三角形連接角γ和γ′的角度是0°31′32″和0°53′04″都小于2°。井上井下連接三角形的三角形閉合差0.4″都大大滿足冶金礦山《規(guī)程》要求。a、b兩鋼絲線間距，井下與地面差值為：5007mm-5003mm=4mm≤4毫米。井上連接誤差m投點誤差，H為井深524.16m，馬頭門高度h為5m，鋼絲直徑為d=2毫米，重錘的質量為80kg。
1、投線誤差與投向誤差
2、計算角誤差與對中誤差
3、連接角中誤差與定向總誤差
此次混合井豎井聯(lián)系測量一井定向總誤差在37.3″符合與規(guī)程規(guī)定的精度要求。混合井豎井定向聯(lián)系測量完全達到《規(guī)程》要求。完全滿足生產需要。
六、定向測量過程中的具體要求
1、測角要求
采用蘇光DJ2經緯儀和徠卡TC402全站儀，全圓方向觀測法。儀器設站對中3次，每次對中應將照準部位置變換120°，測角中誤差限差6″，半測回歸零差限差12″，每次對中兩測回，各測回互差限差12″，獨立對中測回間互差60″。
2、量邊要求
用經過比長檢定的鋼尺進行，施以比長檢定時的標準拉力，記錄測量時的溫度，應用鋼尺的不同起點丈量6次，每次讀數讀至0.5mm，同一邊各次觀測值丈量所得的邊長互差不得大于2mm。
3、導高要求
各中段高程要求一次測定，避免二次定向時重新導高，豎井導高每尺段獨立進行5次，互差應小于3mm。
4、中段高差測量要求
儀器高和覘標高應量取2次，其中儀器高應在測量前和測量后各量一次，量高互差應小于3mm。經緯儀導線三角高程要求進行往返測量，往返高差不符值要求小于±6+0.03Lmm，L為測邊長度，單位為m。
5、現(xiàn)場記錄與計算
現(xiàn)場記錄者必須具備基本的記錄和計算知識，并熟記以上要求的測量限差，及時指出測量值是否超限，以便及時檢測。測量結束，不可即刻收儀器和收測線，必須由其他人進行核查，沒有問題后才能收儀器撤離工作面。
6、通訊
由于通訊系統(tǒng)未形成，在定向測量過程中，定向水平之間的聯(lián)系采用對講機通話。對講機使用前和使用后應及時充足電，以免影響使用。在使用時，對講機必須用塑料布包裹等方法進行防水處理。
7、個人防護
在測量時必須觀察工作范圍內的安全情況，處理完不安全的因素后才能進行。在豎井中進行測線照明、量邊等工作時，必須系好安全帶。由于是立體交叉同時作業(yè)，上下中段定向人員必須保持緊密聯(lián)系，特別是上中段的作業(yè)人員，更要提高安全警惕性，在確保自己安全的同時，嚴防周圍物體和隨身物品墜落，以免對他人造成傷害。
七、結束語
通過上述的實例分析，從杜達鉛鋅礦混合豎井與提升斜井聯(lián)絡巷貫通測量過程中，我們可以總結出，混合豎井的測量應該具有合理科學的作業(yè)程序，同時，配以正確的作業(yè)規(guī)范，嚴格控制作業(yè)的每一個步驟，在能夠提升測量的水平，保證測量安全，使測量順利進行。
【參考文獻】
[1]李占奎. 大型豎井貫通測量方案的制定與實施[J]. 黃金,2012,08:28-31.
關鍵詞：工程測量學；貫通測量；誤差預計；陀螺邊
中圖分類號：TD175.5文獻標識碼：A
Abstract: The coal mining will inevitably involve through projects,through engineering high precision and the most common approach to improve the accuracy is to add survey the top side.The precision of the edge of gyro directly decide the accuracy of the wire.At present,the gyro theodolite can not only be used to direct azimuth,but also to address the accumulation of accidental errors of the underground conductor wire,to improve the strength and accuracy of the downhole control. In particular, additional surveying a gyro side, the differences affect the postion accuracy, and thus there is the subject of the best position to select additional surveying gyro edge. In addition, the location of the encounter point also have a certain influence on the accuracy,so to find the location of the best encounter is also a great improvement of the accuracy.The first part of article discusses the ideal situation that the underground conductor regard as a straight wire.In the last of one , this article takes examples that prediction of the breakthrough error in Xing Fu coal mine ventilating shaft., discussing the best position of an additional gyro-side with the use of mathematical searching method andorientation of gyro-theodolite,comparing with the design of A and B to come to a conclusion.
Key words: breakthrough survey; error prediction; gyro-side; gyro orientation
0引言
貫通測量對采礦生產起著尤為重要的作用，必須采取有效措施保證其測量精度。導線中加測陀螺定向邊可以減少終點的橫向誤差。陀螺定向邊加在什么位置，從而取得最優(yōu)的成果，是本文要闡述的問題。
1 阜礦集團興阜煤礦貫通誤差預計
1.1 兩井貫通概況
本文介紹興阜煤礦南風井到提升斜井井下貫通工程的概況,由于井內地質構造復雜，以混合抽出式通風作為通風方式，并采取兩井同時以全斷面相向掘進的施工方法。
貫通導線示意圖如圖1：
圖1兩井貫通示意圖
1.2貫通相遇點的最佳位置[4]
最佳貫通位置處的坐標系為圖紙坐標系，即圖紙左下角，橫、豎軸分別為y、x坐標，、為地面和井下導線總個數。 地面導線頂點的重心在軸上投影[5] =544m
井下導線頂點的重心在軸上投影=344m
=75.69+116=119.69m
最后求得最佳貫通相遇點418.134m，即圖上導線25-26邊上一點。如圖2：
圖2最佳貫通位置示意圖
2 興阜煤礦改造風井通方案設計
確定最佳貫通相遇點后，本文設計A、B兩套方案，A方案僅在風井處加測定向邊，B方案還在風井與貫通點之間的最佳位置處加測一條陀螺邊?；舅枷霝椋簝商追桨冈诰辖c布設、平面聯(lián)系測量中采用相同的方法，只是在井下導線測量中采用二種不同的方法。各項測量的誤差參數均根據《煤礦測量規(guī)程》中的限差規(guī)定反算求得。
2.1 A設計方案與誤差預計
2.1.1近井點布設
采用GPS網測設地面控制點，選用E級精度測設兩井口附近的近井點A、B,為保證GPS網圖形精度，至少應以兩個高級點為基礎，保證精度的前提下根據本礦區(qū)實際情況，聯(lián)測兩個高等級控制點，采用邊連接的形式。GPS網圖形設計主要取決于用戶的要求，經費，時間，人力以及所投入接收機的類型、數量和后勤保障條件等【2】【3】。
誤差估算如下：
（1）
其中，—固定誤差；b—比例誤差系數；s —A、B兩點距離；—近井點A和B之間的邊長中誤差 。
（2）
其中，—S邊與貫通重
要方向x'之間夾角。
2.1.2井下導線布設
采用索佳SRX2型全站儀測角量邊，標稱精度測角，單棱鏡精度。要求施測按《煤礦測量規(guī)程》有關規(guī)定，一般邊長160m，各角度獨立測量兩次。
（1）測角誤差(角度獨立測量兩次)：
（3）
—井下測角中誤差；
—K點與各導線點連線在軸上的投影長度，可以直接從誤差預計圖2上量取，其值見表1。
圖2最佳貫通位置示意圖
表1 投影長度統(tǒng)計表
（2）量邊誤差：
(4)—井下光電測距的量邊誤差，一般按儀器廠家給定的計算公
式確定；—導線各邊與軸的夾角，其值見表2。
表2 夾角COS值統(tǒng)計表
（3）井下導線總誤差：
(5)
水平重要方向上的誤差預計。
a地面采用GPS測量誤差引起K點在x'方
向上的誤差
（6）
（7）
其中a、b含義 同（1）式；—兩近井點連線S與貫通重要方向 軸之間的夾角。
b定向誤差引起K點在方向上的誤差：
改造風井陀螺定向的誤差所引起K點的誤差：
(8)
—井下導線起始點與K點連線在y'方向上的投影長度，可由預計圖上直接
量得分別代入公式(7)得：
(9)
c井下導線測量誤差引起的K點在方向上的誤差為：
d貫通相遇點K點在方向上的總中誤差為：
K點在方向上的誤差預計為：
2.2B設計方案與誤差預計
由于實例中導線走向復雜，邊長長度不一，不能適用前文所推導的加測陀螺邊最佳位置公式。此方案與A方案的不同之處在于： 此方案隨意加測一條陀螺定向邊，其他條件
都相同，不做贅述，只說明井下導線布設情況。B方案貫通重要方向上總誤差預計：
(10)
由于在風井和貫通點之間加測了一條陀螺定向邊，將這段導線分成兩段，則導線邊i之前的重心為，B方案不同于A地方在于：
（11）
貫通相遇點K點在方向上的總中誤差為：
（12）
—井下導線測角誤差； —井下陀螺邊定向誤差；
—井下測角中誤差；—各段導線點至本段導線重心點O連線在軸上的投影長度；—由加測陀螺邊的末端點至導線終點的各導線點與K點連線在軸上的投影長度。井下導線量邊誤差，地面導線誤差，陀螺定向誤差和A方案誤差相同，故只要求出此時的最小值時，此方案誤差預計最小，即以不同導線邊加測陀螺方向為變量，求此時極小值。下面利用EXCEL表格計算此式在加測陀螺邊不同位置時總誤差見表3。
表3 誤差統(tǒng)計表
總誤差隨加測陀螺邊位置不同的變化函數
如圖4。
(13)
K點在方向上的誤差預計為：
3 結論
在井下導線中加測一定數量的陀螺邊，可以進一步限制導線偶然誤差的積累，改善井下控制的強度和精度。結合阜礦集團興阜煤礦實例，方案A在沒有加測陀螺邊的情況下K點在方向上的誤差預計為，方案B在邊22--23上加測一條陀螺邊時，K點在方向上的誤差預計為，精度提升19%，非常顯著。結論適用于中短距離的巷道，對于較長距離的巷道或地下線狀工程，可以討論加測兩條或更多陀螺邊最佳位置，從而提高貫通工程的測量精度。
圖4 誤差變化圖
參考文獻
[1]中華人民共和國能源部.煤礦測量規(guī)程[Z]，1989.
[2]中華人民共和國建設部.工程測量規(guī)范[Z]，2008.
[3]胡振玉.測繪學基礎[M].北京：教育出版社，2003.
摘要：礦山資源開發(fā)無論是過去還是現(xiàn)在都無法擺脫手工繪圖設計的局限，因此，將日臻成熟的計算機技術合理地運用于礦區(qū)資源開發(fā)的規(guī)劃設計中，并通過對礦山可視化、集成化模型的設計、仿真和建立，實現(xiàn)從規(guī)劃、設計、繪圖的全部數字化已經迫在眉睫。本文從實際出發(fā)，結合可視化、集成化的特點，從其CAD系統(tǒng)的組成、結構、功能實現(xiàn)等發(fā)面做出研究，以期提高礦山開采系統(tǒng)的設計效率、成本和適用性等。
關鍵字：可視化集成采礦CAD系統(tǒng)
中圖分類號：TP391.72 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791(2012)03(a)-0000-00
三維模型與二維繪圖顯著的區(qū)別在于給人的視覺效果不同。二維圖形缺乏立體感，只有經過專業(yè)訓練的人才能看懂，而絕大多數人一眼就能看出三維圖形所要表達的含義。通過三維模型不僅能很明白地表達設計人員的設計思想，方便與非專業(yè)人士進行交流，而且從三維模型中也能很容易的得到想要的二維圖形。立體成型系統(tǒng)是AutoCAD建立三維模型的基礎，是AutoCAD系統(tǒng)重要的組成部分。
1采礦系統(tǒng)的基本認識
作為一種重要手段和有力工具，采礦CAD系統(tǒng)的應用能夠在解放生產力、提高工作效率的同時使設計水平和質量上個臺階，而且一個系統(tǒng)的廣泛應用需要得到設計者和使用者的一致認可。因此，要合理、有效地實現(xiàn)采礦CAD系統(tǒng)的設計，就必須全面了解和掌握傳統(tǒng)采礦設計的過程。
任何系統(tǒng)的設計都必須遵守一個規(guī)則：前期設計為后續(xù)設計奠定基礎，后續(xù)設計則必須完全實現(xiàn)前期設計的目標。就像一棵樹，由樹干起源，開枝散葉，最終要結出果實。普遍而言，采礦CAD系統(tǒng)的設計需經歷三個階段：需求設計、深化設計和操作設計。需求設計一般是通過已有知識和設計經驗構造大概框架，確定設計方向和原則、提出設計要求等；深化設計則是工程參數、負載、造價等的計算和布局、礦道、炮孔及施工等圖紙的設計；操作設計則需要明確工程的開展順序、時間和空間的組合以及安全等級的設計。因此，采礦CAD系統(tǒng)的設計需以此為基準，再結合自身特色和實際需求做適當改變才能適應生產的需要。
2采礦CAD系統(tǒng)結構設計
在了解了傳統(tǒng)的采礦過程后，下面討論基于CAD的采礦系統(tǒng)設計。系統(tǒng)結構不僅要結合實際行業(yè)特點，也要考慮行業(yè)發(fā)展方向和速度。目前應用較廣泛的是一種分布式的采礦CAD系統(tǒng)，其具有獨立性強，開發(fā)周期短、效率高等特點，但是由于獨立性太強，各立門戶、自定標準，致使各種不同的系統(tǒng)之間無法進行溝通，完全無法得到普及而且受AutoCAD版本的限制。本文所研究的可視化集成采礦CAD系統(tǒng)則克服了以上局限，具有很好地適應性，可以不受AutoCAD軟件的版本限制而且擁有獨立的知識版權，市場前景很好。
2.1采礦CAD系統(tǒng)的可視化
圖形（或圖像）是一種簡單卻能包含豐富信息的符號，特別適合儲存和傳遞信息。采礦系統(tǒng)的圖形化并不是指利用AutoCAD軟件進行手工繪制各種圖形，而是利用計算機高速、重復計算、低失誤的特點，設計人員只需確保數據的正確輸入，系統(tǒng)便能自動生成圖形畫面，高效精確。設計者既可以在圖形上直接修改，也可以通過更改輸入數據改變已有圖形。簡單說就是圖形和數據間實現(xiàn)一一對應。雖然三維實體已經成功應用到實際的開發(fā)設計，但實踐表明，二維平面設計更加符合工程師的實際開發(fā)和研究需求，有利于系統(tǒng)過渡，能夠確保目標的短期實現(xiàn)。
2.2采礦CAD系統(tǒng)的集成化
集成化的采礦系統(tǒng)是區(qū)別于分布式采礦CAD系統(tǒng)而言的。它即依托于AutoCAD進行開發(fā)，又獨立建立自己的數據庫，從而確保各階段設計均能得到來自圖形數據庫的支持。同時系統(tǒng)采用與AutoCAD軟件相同的通信協(xié)議，以實現(xiàn)AutoCAD圖形文件與本系統(tǒng)設計圖之間的無錯轉換，這就大大增加了系統(tǒng)的通用性，增強了系統(tǒng)的應用范圍和前景。也由于該系統(tǒng)在設計過程中沒有與AutoCAD軟件進行直接對話，從而不受其版本的限制，作為獨立的軟件產品擁有較高的開發(fā)價值和銷售市場。
3可視化集成采礦CAD系統(tǒng)的實現(xiàn)方式
基于上述對系統(tǒng)功能的要求，本系統(tǒng)采用VC++進行開發(fā)以提高開發(fā)效率，縮短工期。在開發(fā)前需要熟悉文檔類、框架類、視圖類及應用類這幾個概念。下面圍繞文檔與圖形間的通信以及系統(tǒng)外部接口的設計兩個方面予以簡單介紹。
3.1文檔與圖形間的通信
文檔與圖形之間需要相互通行，就要求各自包含指向對方的指針。各自的類成員采用不同的方式來獲取指向對方的指針。文檔類的成員函數在返回指向圖形對象的指針時，宏允許圖形對象進行有效性測試，反之亦然。同時，當用戶進行文檔信息的編寫時，通過每個圖形對象的更新函數使得它們中的文檔數據得到及時更新，從而實現(xiàn)多視圖同步，無論是編輯、創(chuàng)建還是修改都方便快捷。實現(xiàn)了系統(tǒng)的可視化。
3.2系統(tǒng)外部接口的設計
為實現(xiàn)系統(tǒng)的集成化，就要求系統(tǒng)能夠與大多數圖形處理軟件進行通信，也就是常說的數據交換。系統(tǒng)要想有更大的應用空間，則必須既能識別其他格式的圖形文件，也能生成其他軟件能夠處理的數據格式，實現(xiàn)數據共享。因此可將系統(tǒng)的外部接口分為輸入和輸出（I/O）兩種。Input-port的功能在于能夠分析其他格式的文件并轉化為自身系統(tǒng)能夠識別的圖形文件，而且要不斷完善自己圖形數據庫所包含的類容，否則將不能對某些圖形實現(xiàn)誤差轉換。Output-port的功能則相對簡單些只用按照要求轉換的格式完成數據的生成即可。
另外，可視化集成采礦CAD系統(tǒng)需要有其簡潔、舒適易懂的圖形界面的支持，這里就不贅述。
總之，采礦CAD系統(tǒng)的可視化和集成化將是今后該領域的主要研究方向。本文從生產實際出發(fā)，結合采礦CAD系統(tǒng)的開發(fā)和應用中出現(xiàn)的問題，試圖運用多個學科的知識和理論對其進行完善。目前尚有許多問題沒有解決，如對特殊模塊的開發(fā)、系統(tǒng)的模糊化、智能化、專家化等方面還需要進行更多的研究。
參考文獻
[1]李梅;毛善君;劉橋喜;;中國礦山地理信息系統(tǒng)軟件研究進展[A];國際礦山測量協(xié)會（ISM）工作會議暨“數字礦業(yè)城市、數字礦山”建設信息技術學術研討會論文集[C];2006年.
關鍵詞：安置 交點 偏角法 圓曲線 測設
前 言
《禮記》有云：大學之道，在明德，在親民。在提筆撰寫我的畢業(yè)設計論文的時候，我也在向我的大學生活做最后的告別儀式。我不清楚過去的一切留給現(xiàn)在的我一些什么，也無從知曉未來將賦予我什么，但只要流淚流汗，拼過闖過，人生才會少些遺憾！
非常幸運能夠加入水利工程這個古老而又新興的行業(yè)，即將走向工作崗位的時刻，我仿佛感受到水利行業(yè)對我賦予新的歷史使命，水利是一項以除害興利、趨利避害，協(xié)調人與水、人與大自然關系的高尚事業(yè)。水利工作，既要防止水對人的侵害，更要防止人對水的侵害；既要化解自然災害對人類生命財產的威脅，又要善待自然、善待江河、善待水，促進人水和諧，實現(xiàn)人與自然和諧相處。這種使命，更讓我用課堂中的知識用于實際生產中來。特別是這兩個月來的畢業(yè)設計，我越發(fā)感覺到學會學精測量基礎知識對于我貢獻水利是多么的重要。所以，我越發(fā)不愿放棄不多的大學時光，努力提高自己的實踐動手能力，而本學期的畢業(yè)設計，為我提供了絕好的機會，我又怎能放棄？
剛剛從老師那里得到畢業(yè)設計的題目和任務時，我的心里真的沒底。作為畢業(yè)設計的主體工作，我們主要運用電子水準儀對某幢建筑物進行變形觀測與計算，布設控制點進行平面控制測量和高程控制測量；用全站儀進行了中心多邊行角度和距離的測量，并用條件平差原理進行平差，通過控制點的放樣來計算土的挖方量，還有圓曲線的計算與測設。而我研究的畢業(yè)課題是圓曲線測設。
大學的最后一個學期過得特別快，幾乎每天扛著儀器，奔走在校園的每個角落，生活亦很有節(jié)奏。今天我提筆寫畢業(yè)論文，我的畢業(yè)設計也接近尾聲。不管成果如何，畢竟心里不再是沒底了，挑著兩個多月的辛苦換來的數據和成果，并不斷的完善他們，心里感覺踏實多了。
在本次畢業(yè)設計論文的設計中要感謝水利系為我們的工作提供了測量儀器，還有各指導老師的教導和同學的幫助。
開 題 報 告
一、研究課題：《微分曲線的應用》
二、學科地位和研究應用領域
1.學科定義
工程測量學是研究地球空間中具體幾何實體的測量描繪和抽象幾何實體的測設實現(xiàn)的理論方法和技術的一門應用性學科。它主要以建筑工程、機器和設備為研究服務對象。
2.學科地位
測繪科學和技術(或稱測繪學)是一門具有悠久歷史和現(xiàn)展的一級學科。該學科無論怎樣發(fā)展，服務領域無論怎樣拓寬，與其他學科的交叉無論怎樣增多或加強，學科無論出現(xiàn)怎樣的綜合和細分，學科名稱無論怎樣改變，學科的本質和特點都不會改變。
3.研究應用領域
目前國內把工程建設有關的工程測量按勘測設計、施工建設和運行管理三個階段劃分;也有按行業(yè)劃分成:線路(鐵路、公路等)工程測量、水利工程測量、橋隧工程測量、建筑工程測量、礦山測量、海洋工程測量、軍事工程測量、三維工業(yè)測量等，幾乎每一行業(yè)和工程測量都有相應的著書或教材。
國際測量師聯(lián)合會(FIG)的第六委員會稱作工程測量委員會，過去它下設4個工作組:測量方法和限差;土石方計算;變形測量;地下工程測量。此外還設了一個特別組:變形分析與解釋。現(xiàn)在，下設了6個工作組和2個專題組。6個工作組是:大型科學設備的高精度測量技術與方法;線路工程測量與優(yōu)化;變形測量;工程測量信息系統(tǒng);激光技術在工程測量中的應用;電子科技文獻和網絡。2個專題組是:工程和工業(yè)中的特殊測量儀器;工程測量標準。
工程測量學主要包括以工程建筑為對象的工程測量和以設備與機器安裝為對象的工業(yè)測量兩大部分。在學科上可劃分為普通工程測量和精密工程測量。
工程測量學的主要任務是為各種工程建設提供測繪保障，滿足工程所提出的要求。精密工程測量代表著工程測量學的發(fā)展方向，大型特種精密工程建設是促進工程測量學科發(fā)展的動力。
工程測量儀器的發(fā)展工程測量儀器可分通用儀器和專用儀器。通用儀器中常規(guī)的光學經緯儀、光學水準儀和電磁波測距儀將逐漸被電子全測儀、電子水準儀所替代。電腦型全站儀配合豐富的軟件，向全能型和智能化方向發(fā)展。帶電動馬達驅動和程序控制的全站儀結合激光、通訊及CCD技術，可實現(xiàn)測量的全自動化，被稱作測量機器人。
三、工程測量理論方法的發(fā)展
1.測量平差理論最小二乘法廣泛應用于測量平差。最小二乘配置包括了平差、濾波和推估。附有限制條件的條件平差模型被稱為概括平差模型，它是各種經典的和現(xiàn)代平差模型的統(tǒng)一模型。測量誤差理論主要表現(xiàn)在對模型誤差的研究上，主要包括:平差中函數模型誤差、隨機模型誤差的鑒別或診斷;模型誤差對參數估計的影響，對參數和殘差統(tǒng)計性質的影響;病態(tài)方程與控制網及其觀測方案設計的關系。由于變形監(jiān)測網參考點穩(wěn)定性檢驗的需要，導致了自由網平差和擬穩(wěn)平差的出現(xiàn)和發(fā)展。觀測值粗差的研究促進了控制網可靠性理論，以及變形監(jiān)測網變形和觀測值粗差的可區(qū)分性理論的研究和發(fā)展。
2.工程控制網優(yōu)化設計理論和方法網的優(yōu)化設計方法有解析法和模擬法兩種。解析法是基于優(yōu)化設計理論構造目標函數和約束條件，解求目標函數的極大值或極小值。一般將網的質量指標作為目標函數或約束條件。模擬法優(yōu)化設計的軟件功能和進行優(yōu)化設計的步驟主要是:根據設計資料和地圖資料在圖上選點布網，獲取網點近似坐標(最好將資料作數字化掃描并在微機上進行)。值精度，可進一步模擬觀測值。計算網的各種質量指標如精度、可靠性、靈敏度。
3.變形觀測數據處理工程建筑物及與工程有關的變形的監(jiān)測、分析及預報是工程測量學的重要研究內容。其中的變形分析和預報涉及到變形觀測數據處理。但變形分析和預報的范疇更廣，屬于多學科的交叉。
(1)變形觀測數據處理的幾種典型方法根據變形觀測數據繪制變形過程曲線是一種最簡單而有效的數據處理方法，由過程曲線可作趨勢分析。如果將變形觀測數據與影響因子進行多元回歸分析和逐步回歸計算，可得到變形與顯著性因子間的函數關系，除作物理解釋外，也可用于變形預報。
(2)變形的幾何分析與物理解釋傳統(tǒng)的方法將變形觀測數據處理分為變形的幾何分析和物理解釋。幾何分析在于描述變形的空間及時間特性，主要包括模型初步鑒別、模型參數估計和模擬統(tǒng)計檢驗及最佳模型選取3個步驟。變形監(jiān)測網的參考網、相對網在周期觀測下，參考點的穩(wěn)定性檢驗和目標點和位移值計算是建立變形模型的基礎。變形模型既可根據變形體的物理力學性質和地質信息選取，也可根據點場的位移矢量和變形過程曲線選取。
(3)變形分析與預報的系統(tǒng)論方法用現(xiàn)代系統(tǒng)論為指導進行變形分析與預報是目前研究的一個方向。變形體是一個復雜的系統(tǒng)，它具有多層次高維的灰箱或黑箱式結構，是非線性的，開放性(耗散)的，它還具有隨機性，這種隨機性除包括外界干擾的不確定性外，還表現(xiàn)在對初始狀態(tài)的敏感性和系統(tǒng)長期行為的混沌性。此外，還具有自相似性、突變性、自組織性和動態(tài)性等特征。
四、工程測量學的發(fā)展展望展望21世紀，工程測量學在以下方面將得到顯著發(fā)展:
1.測量機器人將作為多傳感器集成系統(tǒng)在人工智能方面得到進一步發(fā)展，其應用范圍將進一步擴大，影像、圖形和數據處理方面的能力進一步增強;
2.在變形觀測數據處理和大型工程建設中，將發(fā)展基于知識的信息系統(tǒng)，并進一步與大地測量、地球物理、工程與水文地質以及土木建筑等學科相結合，解決工程建設中以及運行期間的安全監(jiān)測、災害防治和環(huán)境保護的各種問題。
3.工程測量將從土木工程測量、三維工業(yè)測量擴展到人體科學測量，如人體各器官或部位的顯微測量和顯微圖像處理;
4.多傳感器的混合測量系統(tǒng)將得到迅速發(fā)展和廣泛應用，如GPS接收機與電子全站儀或測量機器人集成，可在大區(qū)域乃至國家范圍內進行無控制網的各種測量工作。
5.GPS、GIS技術將緊密結合工程項目，在勘測、設計、施工管理一體化方面發(fā)揮重大作用。
6.大型和復雜結構建筑、設備的三維測量、幾何重構以及質量控制將是工程測量學發(fā)展的一個特點。
7.數據處理中數學物理模型的建立、分析和辨識將成為工程測量學專業(yè)教育的重要內容。綜上所述，工程測量學的發(fā)展，主要表現(xiàn)在從一維、二維到三維、四維，從點信息到面信息獲取，從靜態(tài)到動態(tài)，從后處理到實時處理，從人眼觀測操作到機器人自動尋標觀測，從大型特種工程到人體測量工程，從高空到地面、地下以及水下，從人工量測到無接觸遙測，從周期觀測到持續(xù)測量。測量精度從毫米級到微米乃至納米級。
工程測量學的上述發(fā)展將直接對改善人們的生活環(huán)境，提高人們的生活質量起重要作用。 文 獻 綜 述
一、圓曲線的詳細測設
在各類線路工程彎道處施工，常常會遇到圓曲線的測設工作。目前，圓曲線測設的方法已有多種，如偏角法、切線支距法、弦線支距法等。然而，在實際工作中測設方法的選用要視現(xiàn)場條件、測設數據求算的繁簡、測設工作量的大小，以及測設時儀器和工具情況等因素而定。另外，上述的幾種測設方法，都是先根據輔點的樁號（里程）來計算測設數據，然后再到實地放樣。因此，在實際工作中利用上述傳統(tǒng)測設方法，有時會因地形條件的限制而無法放樣出輔點（如不通視或量距不便等），或放樣出的輔點處無法設置標樁。
在本次畢業(yè)設計的論文課題中介紹的幾種圓曲線測設的新方法，不僅計算簡單、測設便捷，而且可在不需要知道曲線上某點里程的情況下進行，從而避免了按預先給定的曲線點反算的測設數據放樣不通視而轉站的麻煩。同時，利用本文介紹的新方法，還可以根據線路工程施工進度的要求，靈活地選擇性地放樣出部分曲線；也可以用于快速地確定曲線上某一加樁的位置；若用于線路驗收測量，則更加方便，驗測結果更具有代表性、更可靠。
二、全站儀在任意站測設圓曲線及方法交點偏角法測設方法
用全站儀任意站測設圓曲線，安置一次儀器就能完成全部工作。雖然外業(yè)計算麻煩，但對于不能設站的轉點，可謂方便靈活。但它的不足之處仍然是計算煩鎖，對于不熟悉內業(yè)的外業(yè)工作者，很難實際操作。如果利用一些程序計算器，編制輸入：AB 的四組坐標和半徑、九個數據的程序，可迅速得出放樣數據，簡化了外業(yè)工作。
為了放樣工作的便利，可在平面控制網中納入一些放樣點，構成GPS同級全面網。由于放樣點間距離較近，在進行同步環(huán)和閉合環(huán)檢驗時可僅考慮各分量的較差，而不考慮相對閉合差。因為，用相對閉合差來衡量是不合理的。由于GPS接收機的固定誤差，相位中心偏差以及觀測時的對中誤差均在1mm～5mm之間，對于幾十米的短邊，其相對閉合差值勢必較大。3)平面控制網的設計主要考慮獨立基線的選擇以及異步閉合環(huán)的設計，要考慮構成盡可能多的閉合圖形，并將網中處于邊緣的觀測點用獨立基線連接起來，形成封閉圖形。
同理，采用上述思路，也可測設緩和曲線。
在道路、渠道、管線等工程建設中，受地形、地質等條件的限制，線路總是不斷轉向。為使車輛、水流等平穩(wěn)運行或減緩沖擊，常用圓曲線連接，因而圓曲線測設是線路測設的重要內容。在公路、鐵路的路線圓曲線測設中，一般是在測設出曲線各主點后，隨之在直圓點或圓直點進行圓曲線詳細測設。其測設的方法很多，諸如偏角法、切線支距法、弦線支距法、延弦法等。這些方法有一個共同點:均是在定測階段放樣出的線路交點處設站，以路線后視方向定向，在實地定出曲線主點，然后將儀器置于曲線主點(一般是在曲線起點)處，以路線交點為后視方向定向，進行圓曲線詳細測設。這些方法在實際施測過程中，由于各種地形條件的限制以及施測方法的特點，可能會出現(xiàn)以下三種情況:
(1) 在曲線主點處無法設站。
(2) 后視方向太近，定向不準。
(3) 誤差積累較大。
為此，在交點可以設站的情況下，可以采用一種新的測設方法—交點偏角法。
本文提出的交點偏角法詳細測設圓曲線方法，從上述的計算，測設的方法得知，它具有以下優(yōu)點:
準確認識、恰當評價具體條件下的煤炭資源，搞好資源管理，是爭取煤炭資源開發(fā)開采資源環(huán)境、社會經濟效益整體最優(yōu)的關鍵，也是實現(xiàn)煤礦企業(yè)決策與管理信息化、智能化與自動化的基礎。本論文以輔助開采與管理決策，提高資源合理開發(fā)利用水平為目標，以國內外相關研究成果為基礎，以礦井煤炭資源作為研究對象，結合作者主持承擔的多個縱橫向科研項目,充分考慮我國國情及煤炭資源與開發(fā)開采特點，利用理論與實證分析結合，技術經濟結合，宏觀微觀結合，點面結合，定性定量結合，實際計算與計算機模擬結合，繼承與創(chuàng)新結合，學科交叉綜合等方法，運用采礦工程、技術經濟、礦井地質、礦山測量多學科知識及數理統(tǒng)計、模糊數學、穩(wěn)健數據處理、神經元網絡、分形幾何、層次分析、灰色系統(tǒng)、地質統(tǒng)計學等多種定量分析手段，從資源開發(fā)者、所有者，采礦權的出讓方、受讓方等不同角度，對礦井煤炭資源評價及管理中的若干問題進行了系統(tǒng)研究分析，提出了一系列方法、模型及政策建議，并已在平頂山、徐州、皖北等礦區(qū)多個煤礦得到實際應用，取得了較好的效果。論文的主要成果有：
（1）在全面系統(tǒng)分析國內外相關研究成果基礎上，論文以煤炭資源地質條件準確描述擬合、規(guī)律探索與預測為基礎，以資源條件與開采指標關系模型構建為橋梁，以煤炭資源評價與管理為主體，結合技術經濟分析、資源利用管理的調控政策研究，初步構建起了以煤炭資源評價預測、技術經濟分析、開發(fā)開采決策連成一體為特色的煤炭資源評價與管理理論與方法體系,實現(xiàn)了評價與管理的一體化、計算機化、實時化，實用化。論文關于煤炭資源管理方面的研究幾乎覆蓋了煤礦企業(yè)這方面的主要工作與存在問題。
（2）針對煤炭資源條件與開采指標數據多源、多相、精度不等、分布復雜、異值不可避免等特點，論文推導了有關穩(wěn)健數據處理公式，開發(fā)了計算機程序，并大規(guī)模應用到資源評價與關系模型構建研究中，取得了較好的效果。論文實例研究表明，用穩(wěn)健方法建立關系或預測模型，可大幅度提高精度，同時可以較好地析離出以往決策不合理部分、虛假數據或異值，具有去偽存真的效果，能避免有悖于采礦規(guī)律的模型出現(xiàn)，使預測值更加符合實際。
（3）論文總結歸納了煤炭資源條件單因素評價的基本內容、資源條件數據變化程度的常用估計方法，分析探討了影響開發(fā)開采的主要煤炭資源條件因素、影響方式及其量化方法。根據平頂山礦區(qū)實際資料，運用數理統(tǒng)計、方向統(tǒng)計、分形幾何等方法，揭示了該礦區(qū)主要井田內斷層的若干統(tǒng)計規(guī)律，篩選出了斷層對開采影響的基因素，得到了斷層破壞指數的最優(yōu)形式，建立了這一指數與開采指標的關系模型，提出了未采區(qū)或工作面內斷層破壞程度及開采指標的預測方法及模型。實例分析表明，作者建立的工作面斷層破壞程度預測模型與俄羅斯學者提出的模型相比，可提高精度一倍以上。
（4）論文收集了平頂山八個礦二千多個煤厚數據，進行了煤厚分布的正態(tài)性檢驗，分析討論了煤層穩(wěn)定性幾種評價方法的理論與統(tǒng)計關系，從理論上解釋了現(xiàn)場煤層穩(wěn)定性分類出現(xiàn)矛盾的原因，說明了用多個指標評價同一資源條件因素時應注意的問題。
（5）通過基于不同目的的煤炭資源條件綜合評價研究實例，深入探討了綜合評價中關系模型構建、隸屬函數與權重確定、算子選取方法及其效果。在此基礎上，總結提出了煤炭資源條件綜合評價的六個特點，四個原則，五種方法，正是這些從個別到一般的歸納、總結、提煉，構成了礦井煤炭資源評價理論方法框架體系的重要內容。本論文中的煤炭資源條件評價方面的部分成果已在平頂山大莊礦、徐州三河尖礦、淮北岱河礦等煤礦得到實際應用。
（6）討論總結了煤炭資源條件與開采指標關系模型構建的方法、步驟及注意問題，分析了采前采后評價值的誤差特性，歸納提出了未采區(qū)評價值確定的采前評價結果校正法與預測模型法，并進行了實例研究；通過實例分析討論了描述工作面資源條件與單產工效關系的穩(wěn)健多元回歸模型、灰色GM（0，h）模型、模糊綜合評價——穩(wěn)健回歸模型、模糊綜合評價——穩(wěn)健趨勢面模型、模糊控制預測模型、人工神經元網絡模型的特點與效果。
（7）有些開采指標關系模型，如成本、售價等，要求全面考慮資源條件、開采指標隨空間、時間變化而變化的特征。但現(xiàn)有研究大都是針對特定年份或特定時間而擬合的，建模中一個煤層乃至整個礦井往往采用一個評價值，由此建立的模型過于粗糙，難以滿足規(guī)律分析、指標預測等方面的要求。論文以資源條件與噸煤開采成本為例，提出了兼顧資源條件、開采指標空間——時間動態(tài)特征的關系模型構建方法，以曲線描述成本隨時間變化而變化的規(guī)律，以回歸模型、神經元網絡等模型反映資源條件與開采成本的關系，用專家評議或層次分析法、神經元網絡法確定權重，以工作面作為資源條件評價單元，利用平頂山礦區(qū)十一對生產礦井最近6～8年的幾百個采面、近百個年成本數據進行迭代構建了具有前述特征的關系模型，同時提出了基于基礎數據增刪的模型調整或重構方法，特殊情況（某些開采指標數據出現(xiàn)突變、逆變等）的判斷及模型修正方法，開發(fā)了相應的軟件系統(tǒng)，擬合及預測精度較為理想，比較符合實際。這些工作使實時、動態(tài)評價、預測成為可能。
（8）討論了煤炭資源經濟可采性評價的意義與評價原則，研究了費用效益法、采與不采對比法進行經濟可采性評價的基本方法、模型及評價實例，根據平頂山礦區(qū)實際資料，揭示了開采工效、成本、灰分、售價增減對煤層經濟可采厚度的影響，工作面單產與含矸煤層經濟可采厚度的關系，礦井地質條件與經濟可采厚度的關系，煤量類別與經濟可采厚度的關系，提出了若干政策建議。這方面研究成果已在平頂山、皖北等礦區(qū)得到應用。
（9）分析了我國煤炭資源回收狀況，討論了與采出率有關的現(xiàn)行可采儲量與礦井設計可采儲量、全礦井永久煤柱攤銷、回采煤量與工作面采出率等概念及計算公式上的欠缺及改進方法，提出了儲量發(fā)生增減時攤銷方法、簡便公式，給出了性質及適用條件，研究了合理采出率的確定、實際采出率測算等問題，提出了煤炭資源合理開發(fā)利用評價的內容、目標、方法及方案對比評 價、開發(fā)效益評價模型，給出了研究實例。
（10）基于現(xiàn)行放頂煤開采采出量及采出率確定方法，推導出了這種工藝采出量及采出率的誤差估計模型，根據兗州南屯礦實際數據，計算出了誤差估計模型中相應參數（即由統(tǒng)計產量改算實測產量所需的參數）的相似維、實驗及理論變異函數，基于地質統(tǒng)計學理論，得到了三種采樣方式、不同采樣間距與上述參數估計誤差、采出量相對誤差的關系。該成果為進一步研究放頂煤開采采出量及采出率的測算、標準制定等問題提供了依據及途徑。
（11）采用公式推導與模擬方法，分析了有償使用或資源資產化管理對資源浪費的抑制能力與不足，探討了我國資源管理改革的取向，對資源稅與資源補償費、資源資產評估參數的獲取、儲量級別對評估價值的影響、礦產資源資產與礦業(yè)權的關系、激勵機制與調控模式的構建等問題進行了理論探討，基于資源價值理論及非“三下”開采資源補償費費率標準，推導出了“三下”開采資源補償費的計算公式，提出了考慮儲量誤差的資源價值評估模型及實現(xiàn)礦產資源合理開發(fā)利用需解決的關鍵問題與技術路線。
（12）論文討論了煤炭資源資產價值及級差收益的概念、構成，提出了地質勘探成果價值、劣等資源的勘探費、劣等資源開采成本與售價、標準勘探費、標準投資、標準采出率、標準開采成本、標準售價、理論開采成本、理論售價等一系列概念、確定方法與模型；針對研究目的、要求、測算對象的特點，建立了煤炭資源資產價值與級差收益確定的理論模型和實際測算模型；收集了平頂山礦區(qū)十一對生產礦井600多個工作面數十萬個資源條件與開采經營數據及有關圖紙資源，構建了一系列具有空間、時間動態(tài)特征的資源條件與開采指標關系模型、評價參數確定模型，開發(fā)了軟件系統(tǒng)，對平頂山礦區(qū)十一對生產礦井進行了實際測算，得到了各礦各煤層從1990年到20__年以礦區(qū)為基準的期內煤炭資源資產價值與級差收益、剩余煤炭資源資產價值與級差收益，分析得到了標準開采成本、標準售價、劣等資源條件、平均資金利潤率、絕對地租、壟斷地租對資源價值與級差收益的影響，提出了成果應用的領域與途徑，測算達到了動態(tài)實時、可靠實用。
關鍵詞：煤炭資源評價煤炭資源管理開采指標動態(tài)預測
開采采出率資源資產價值級差收益
StudyonTheTheoryandMethodofCoalResourcesEvaluationandManagementinUndergroundMine
Atract
Inordertoconductthemakingdecisionanddesignofcoalexploitationandproductivemanagementinundergroundmines,increaseexploitationdegreeandminingbenefit,andenhancerecoverycoefficientofcoalresources,meanwhiletocoiderthecurrentsituationinchinaandthefeaturesandexploitingconditionofcoalresources,inthisthesisthetheoriesandmethodsforevaluationandmanagementofcoalresourceshavebeenstudied.Thetheoriesandmethodsincludetousethecombinatioofseveralaroaches,suchastheoryanalysiswithpracticalexperience,techniquewitheconomy,macrocosmwithmicrocosm,partwithwhole,qualitativeanalysiswithquantitativeanalysis,numericalcomputationwithcomputersimulation,andinheritancewithiovation,andtoalysomeprinciplesandtechnology,suchasminingengineering,technical-economics,minegeology,minesurveying,andmathematicalanalysis,includingmathematicalstatistics,analytichierarchyproce,fuzzylogic,robustdataproceing,artificialneuralnetwork,graysystem,fractalgeometryandgeostatistics.Asaresult,thethesisputsforwardsomenewtheoriesandmethodsfortheevaluationandmanagementofcoalresourcesinundergroundmines,deducesandintegratestherelatedresearchachievementsathomeandabroad,andprimarilyformsanaliedsystem.Thesystemcanbeusedfortheconditionalevaluationandforecastofcoalresources,technical-economicanalysisandexploitingdecision,makingtheintegrationofevaluationandmanagement,doingnumericalcomputation,andguidingtheproductiveactivities.Themainachievementscanbeincludedasfollows:
1）Todiscuandsummarizetheprimarycontentsofsinglefactorevaluationofcoalresourcescondition,thecommonly-usingmethodofevaluatingindexchangedegree,andresearchtheindieability,principleandeffectsofrobustproceingtobeuseddata.Inaddition,onthebasisoftheconcentratedinvestigationofthestatisticforecastoffaultanditseffectonmining,thestatisticaltestaboutcoalthickneandcoalseamstabilityevaluation,andthequantitativeanalysismethodofsinglefactoranditseffectonmininghavebeenaccomplished.
2）Toanalyzethecharactersandprinciplesofsyntheticallyevaluatingcoalresourcescondition,presenttheeentialprinciple,characterofthelistingclaificationmethod,integratedindexmethod,systemscientificmethods,graphicalrepresentationandvisualization,andthetechniqueofgeographicinformationsystem.Andtwoevaluatingitancesaregiven.
3）Todiscutheestablishingmethodsandsteofrelatedmodelsbetweencoalresourcesconditionandminingtarget,andstudytheforecastmethodsandaroachesbasedonthevirginfieldevaluationvalues.Bymeaofsomeitances,toexpoundtheeentialityandeffectwhileusingrobustproceingtosetupthecomputingmodels.Takingthemodelresearchonthedailyoutputandworkefficiencyoftheworking faceofcoalminingasexample,alsotoanalyzethemodelestablishingmethodsandnoticeableproblems.Forestablishingrelatiohipmodelsbetweencoalresourceconditioandminingcost,thethesispresentsthemodel-establishingmethodscoideringthetemporal-atiallydynamicalcharactersofresourcesconditionandofminingtargets.
4）Todiscutheprinciples,methodsandmodelsforthedeterminationofcoalminingfeasibilityineconomy,workablethickneandreserves,andtoputforwardtherelatiobetweeneconomicallyworkablethickneandotherfactorssuchascost,price,ecificproductivity,workefficiency,andgeologicalconditioninsometypicalmines.
5）Tosetforththerecoverystatusofcoalmininginchinabymeaofindividualdataofrecoverycoefficient,alsodiscuthedeficiencyandimprovingmethodsofsuchconceptsandcalculatingformulaasworkablereservesanddesignworkablereserves,mine-widepermanentpillaramortize,extractionreserves,facerecoverycoefficientetc.Toputforwardamortizeways,simpleformulas,propertiesandalyingconditiowhencoalreserveschange.Onthebasisoferrortheory,geostatisticsandfractalgeometry,thethesiscompletestheerrorestimation,samplingandcalculationmethodsofrecoveryreservesandrecoverycoefficientwhentop-coalcavingminingmethodisperformed.Inaddition,thethesisdiscueshowtodeterminerationalrecoverycoefficientandevaluaterationalexploitationandutilizationofcoalresources.
6）Inteivelyandsystematicallytoanalyzethecontrolabilityofresourcespropertymanagementonresourceswasting,thetheoreticalfoundationofresourcestaxandresourcescompeatingcharge,andtodiscuthedeterminationofresourcescompeatingchargeusing“threebelow”coalmining,theobtainmentofresourcespropertyevaluatingparameters,theeffectsofreserveclaesonresourcesvalue,therelatiobetweenresourcespropertyandminingrights,theencouragingmechanismofrationalexploitingandutilizingresources,themethodsofcompeationexploitation,andtheresourcesmanagementpattern.Alsotoputforwardasetofpoliciesandproposalsorientatedtoimprovingrationalexploitationandutilizationofresources.
Abstract： Ground pressure is a common mine geological disasters， ground pressure activities is a serious threat to the safety of underground workers and equipment， it affects the normal production of the mine， and it is unstable due to mining gob formed by pressure. The ground surface and underground pressure in Ruiyuan Hotaru mine area are investigated to find out its' present situation. According to the mechanism of ground pressure， the stability of mined out area is proved by the comprehensive evaluation method of relation matrix and fuzzy theory to provide reference for the mine better controlling the ground pressure and eliminating the disasters threat.
關鍵詞： 采空區(qū)；穩(wěn)定性；模糊評價；地壓活動
Key words： mined-out area；stability；Fuzzy Evaluation；ground pressure activity
中圖分類號：P694 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）14-0069-06
0 引言
由于地下采空區(qū)具有隱伏性強、空間分布特征規(guī)律性差、采空區(qū)頂板容易冒落造成塌陷情況難以預測等特征，因此，對地下采空區(qū)的分布范圍、空間形態(tài)特征和空區(qū)的冒落狀況等進行量化評判一直是困擾工程技術人員進行采空區(qū)穩(wěn)定性評價及合理確定采空區(qū)處治對策的關鍵技術難題。
目前采空區(qū)問題研究關鍵技術在于四個方面：地下采空區(qū)的探測技術、穩(wěn)定性評價技術、治理技術及質量檢測技術。本文旨在通過對瑞金瑞源礦區(qū)做詳細調查的基礎上，對采空區(qū)穩(wěn)定性進行科學地客觀論證，找出影響采空區(qū)地壓穩(wěn)定性的關鍵因素和次級因素，并進一步尋求一種切實可靠、可操作性強的理論方法來呈現(xiàn)各級因素與系統(tǒng)行為的關系，根據結果來評判采空區(qū)穩(wěn)定性，并提出相應減弱地壓的治理措施以供參考。
1 礦山工程地質調查
1.1 礦山概況
瑞金市瑞源螢礦位于瑞金市謝坊鎮(zhèn)深塘村的頭逕，其地理坐標為北緯25°38′56″，東經115°50′42″，屬謝坊鎮(zhèn)管轄區(qū)域。
礦區(qū)有簡易公路通謝坊鎮(zhèn)進入206國道，交通方便。礦區(qū)交通位置圖，見圖1。
區(qū)內為低山丘陵地形，南東部山脈走向北東，北西部低丘總體亦呈北東走向，礦區(qū)內最高山頭海拔260m，溝谷最低160余m。礦區(qū)溪流向北流入綿水。低丘河谷主要種植水稻等農作物，山體基本為松體覆蓋。
區(qū)內屬亞熱帶，氣候溫暖、潮濕、多雨、年平均氣溫18.9℃，平均年降雨量1678mm，年平均無霜期293天。
采礦許可證界定的范圍由4個拐點圈定，開采深度260m到50m標高，面積0.0918km2。
1.2 工程地質調查
1.2.1 地形地貌
礦區(qū)內為低山丘陵地形，南東部山脈走向北東，北西部低丘總體亦呈北東走向，礦區(qū)內最高山頭海拔260m，溝谷最低160m。低丘河谷主要種植水稻等農作物，山體基本為松體覆蓋。
1.2.2 地層巖性
①地層：區(qū)域內廣泛分布震旦系、寒武系淺變質巖系，構成區(qū)內基底構造層。白堊系贛州組紅層是本區(qū)域主要成礦圍巖。
②巖漿巖：區(qū)域內廣泛分布巖漿巖，主要為燕山早期第一階段、第二階段、第三階段花崗巖和花崗閃長斑巖。
1.2.3 地質構造
①褶皺構造：區(qū)內廣泛發(fā)育基底復式褶皺，以緊密線形褶皺為主，部分同斜倒轉褶皺，整體軸向呈東西向，主要有鳳凰崠復背斜，局部有短軸復式背斜和向斜，軸向近東西。
②斷裂構造：區(qū)域內斷裂構造十分發(fā)育，主要為會昌―謝坊―瑞金北東向大斷裂，延長數十公里，次級北東、北北東向北西向斷裂發(fā)育等。
1.2.4 水文地質條件
礦區(qū)地表無常年溪流，附近溪流水經轉折匯入綿水。礦井中有構造裂隙水，在較深部匯積量較大，需要水泵抽出，但不會出現(xiàn)大量涌水導致開采巷道淹沒的現(xiàn)象。礦區(qū)水文地質條件簡單。
2 地壓調查及分析
2.1 塌陷調查
地下礦藏開采后，巖體的應力平衡被破壞，從而引起采空區(qū)上部地層的地壓活動，有可能使地表發(fā)生移動和塌陷。
塌陷區(qū)范圍的確定與采空區(qū)的空間位置、圍巖性質構造、結構弱面、開采深度、地下水狀況、空區(qū)時間效應等因素有密切關系。
瑞源礦區(qū)內礦體為一條較長的礦帶由采礦范圍所圈閉的一個塊段，沿走向長390m，沿傾向延伸180余m，水平厚度0.7～2m。礦體沿石英斷裂上盤產出，產狀其走向為60°，傾角68°。
通過現(xiàn)場調查，發(fā)現(xiàn)礦區(qū)上方地表出現(xiàn)塌陷現(xiàn)象，其中地表塌陷區(qū)平面圖，見圖2，現(xiàn)場調查地表塌陷坑，見圖3～圖5。
瑞源礦區(qū)上世紀末有個體農民開采，開采規(guī)模不大，1999年以后，礦山在淺部進行了局部開采，留下了部分老采區(qū)。
礦區(qū)位于丘陵山谷之中，近鄰沒有工礦企業(yè)和村民居住。僅在礦體西南端建有兩棟屬礦山所有的值班室和臨時工房。
2.2 地壓活動調查
通過對礦區(qū)的井下地壓調查，發(fā)現(xiàn)在井下存在局部地壓情況，分別表現(xiàn)如下：
①礦柱破裂；
②巷道片幫；
③巷道頂板滴水；
④底板塌陷；
⑤巷道頂板掉塊。
其中+80m中段地壓顯現(xiàn)情況主要為：礦柱破裂、巷道片幫。礦柱破裂見圖6，巷道片幫見圖7。
其中+120m中段地壓顯現(xiàn)情況主要為：礦柱破裂、巷道片幫、底板塌陷和頂板掉塊。礦柱破裂見圖8，巷道片幫見圖9，底板塌陷見圖10，頂板掉塊見圖11。
2.3 地壓活動分析
根據礦山提供的資料，結合現(xiàn)場地壓調查及工程地質分析，瑞源礦區(qū)的地壓活動特征主要有以下幾個方面：
①地表塌陷是由于井下不斷回采造成最上中段頂板距離地表較近，回采對頂板頻繁擾動，加之地表巖體風化破碎，致使出現(xiàn)較大面積的地表陷落坑。
②局部巖體的變形與破壞受構造弱面的制約，其主要表現(xiàn)是當巖體處于破碎帶附近或被構造弱面嚴重切割時，地壓顯現(xiàn)為松動地壓，表現(xiàn)為局部塊體的松脫，即局部塊體冒頂、片幫。但通過對瑞源礦區(qū)井下結構面調查可知，瑞源礦區(qū)井下結構面不發(fā)育，調查發(fā)現(xiàn)少量節(jié)理且大部分閉合，偶見小尺度張開，礦巖較堅硬，完整性較好。所以，構造對瑞源礦區(qū)井下地壓活動顯現(xiàn)的影響不大。
③此次現(xiàn)場井下地壓活動調查發(fā)現(xiàn)由地應力引起的變形地壓不明顯。主要是由于瑞源礦區(qū)的井下開采還沒進行到深部。
④井下空區(qū)的暴露面積也是影響井下采空區(qū)穩(wěn)定性的一個重要因素。由于礦巖巖性較好，礦山在進行井下回采時將頂底柱、間柱大部分采掉，致使采空區(qū)在水平及垂直方向上形成一定的貫通連續(xù)性，部分采空區(qū)之間已相互貫通。此次井下地壓活動調查發(fā)現(xiàn)，井下存在局部地壓情況礦柱破裂、巷道片幫、底板塌陷、頂板掉塊都是由于井下空區(qū)的暴露面積太大所致。
綜上所述，由于巖體條件、水及應力控制不穩(wěn)定機制不明顯、結構面發(fā)育不明顯，誘發(fā)整體大規(guī)模地壓活動的可能性較小，但目前回采方法及回采過程致使礦房頂底柱、間柱被采，各中段空區(qū)大面積貫通，空區(qū)連通是造成目前乃至今后地壓顯現(xiàn)的主要因素。
3 空區(qū)地壓穩(wěn)定性綜合評價
3.1 穩(wěn)定性影響因素分析
采空區(qū)的影響因素非常復雜，主要有以下幾個方面：
①采用留礦法形成的采空區(qū)，其穩(wěn)定性主要受頂底板及礦柱制約；
②組成頂底板及礦柱的巖石巖性及結構構造一般不盡相同；
③礦體的產狀，采空區(qū)的空間幾何形態(tài)及分布狀況，都是影響采空區(qū)穩(wěn)定性的重要因素。各構成要素對穩(wěn)定性影響程度和作用機理也不相同，構成要素之間的相互關系見圖12。
由圖12總結得出影響采空區(qū)穩(wěn)定性的主要因素如下：
①巖石單軸抗壓強度；②頂板暴露面積；③原巖應力狀態(tài)；④結構面狀態(tài)；⑤地下水；⑥礦柱狀況。
3.2 關系矩陣和模糊理論的綜合評價法
關系矩陣的建立：
關系矩陣是基于系統(tǒng)整體論發(fā)展而來的，它有效地反映了系統(tǒng)行為，是一種研究復雜影響因素對影響整體綜合作用的常用的研究手段，J.A.Hudson提出了巖石力學相互影響的矩陣圖。
由于各影響因素之間的相互作用不一致，導致構建的矩陣圖為一非對稱矩陣，將對系統(tǒng)行為起主要作用的主要因素處在矩陣的對角線上，因而對對角線上因素的選擇和其余因素之間的相互關系或相互作用程度的判斷尤為重要，這直接關系到關系矩陣的精度。關系矩陣R的表達式見式（1）：
建立關系矩陣的核心在于量化各因素在整體中的作用程度，對于不同的評價系統(tǒng)，系統(tǒng)的認識深度和評價目的會影響關系矩陣的建立，并且其賦值方法也不盡相同，J.A.Hudson提出了“專家―半定量取值方法，這種方法容易實施且敏感性高，在斜坡穩(wěn)定性分析中應用較廣，它是以各因素之間的相互作用程度為基本依據，分別取值0、1、2、3、4對應分級中的無、弱、中等、強烈、極強烈五個等級。
將前面的調查分析中確定的各個影響因素置于對角線上，根據需要其中原巖應力狀態(tài)劃分為兩類，一類是最大初始應力與圍巖單軸抗壓強度比值，另一類是最大主應力與采場頂板方位關系，結構面狀態(tài)分為結構面產狀和間距兩類。得出關系矩陣由8個主要因素和48個相互作用的因素構成。應用活動性指數來表征各因素在總體行為中的重要程度，對系統(tǒng)影響越顯著，其活動性指數越高?；顒有灾笖涤嬎愎饺缦拢?/p>
式中：FA（i）為主要因素aii的活動性指數，SFA（i）為aii所在行、列元素值之和，SFA為關系矩陣所有元素值之和。
上述影響因素之間存在著相互作用，目前只是對其中一些因素的相互作用有了定量的表示，但對于剩下的因素之間的相互作用程度研究還處在定性研究階段，節(jié)理密度與巖塊抗壓強度之間表現(xiàn)為負指數關系，而巖體內聚力指標與節(jié)理密度有類似關系。由于體質量指標RQD與地應力值存在某種相關性，而節(jié)理間距與巖體質量指標RQD也存在相關性，由此推測地應力值與節(jié)理間距相關。水一般會使硬巖軟化，釋放能量，因此對于遇水易崩解的巖體，巖體在地下水的作用下，其結構面的內聚力和內摩擦力降低，最終破壞，巖體內的結構面使得巖石被割裂，表現(xiàn)為不連續(xù)性，這種不連續(xù)性正好為水的滲透提供條件。另有實驗表明：巖石的彈性模量與巖石單軸抗壓強度之間呈線性關系，而在同等地質條件下，巖石彈性模量與地應力之間也表現(xiàn)為線性關系，由此推斷，在不考慮結構面的情況下，地應力與巖石單軸抗壓強度大體也呈線性關系。
總結各影響因素之間的相互作用，根據作用強度不同賦予合理值，經不斷檢驗后得出采空區(qū)穩(wěn)定性評價的關系矩陣：
式（3）中：對角線上元素分別為巖石單軸抗壓強度（RC）、頂板暴露面積（AR）、巖石抗壓強度與最大初始應力比值（ST）、最大主應力方向與頂板方位關系（SL）、結構面間距（DI）、結構面產狀與頂板方位關系（DO）、地下水（WT）及礦柱狀況（PA）。
由式（2）、式（3）計算得到各影響因素的活動性指數，結果見圖13。
3.2.1 因素的隸屬度
從理論上來講，只要對各個影響因素的研究達到了定量化的程度，結合勾踐的關系矩陣，就能獲得滿足實際工作的精度要求，而其中的活動性指數則定量代表了各因素在整體系統(tǒng)中的作用，而研究止于此顯然是不全面的，為了最大限度地接近實際真實情況，還需對單因素的獨立作用進行分析研究。
由于影響采空區(qū)穩(wěn)定性的因素很多，其中如礦柱狀況等因素是一個非定量化的描述，對于這種定性的因素，采用模糊數學中的隸屬度概念來對其進行定量化，就現(xiàn)有研究水平來看，雖然對一些因素的研究很充分，但還是有其他的因素研究不足，為了解決這一問題，采取不同深度研究選取不同定量描述的方法，如對充分研究的因素來說，用1、0.8、0.6、0.4、0.2、0的隸屬度代表各因素對穩(wěn)定性的作用為：最有利、有利、一般、不利、最不利及采空區(qū)破壞主導作用，而對研究不夠充分的方法為：用1、0.5、0的隸屬度表示該因素對穩(wěn)定性作用為最有利、一般及采空區(qū)破壞主導作用。
3.2.2 空區(qū)穩(wěn)定性系數的計算
各個主要因素活動性指數實質上表示因素的權重，通過模糊數學理論得出單因素隸屬度曲線圖，該曲線圖實質上代表了單因素在不同條件下的對整體穩(wěn)定性作用程度，由以上兩者構造出的空區(qū)穩(wěn)定性關系矩陣，將因素活動性指數與其對應的隸屬度乘積進行累加，并將累加值定義為采空區(qū)穩(wěn)定性系數，記作OSI，亦即：
式中：SA（i）為評價因素的隸屬度值，根據穩(wěn)定性系數計算結果就可以對各采空區(qū)穩(wěn)定性進行比較，還可以進一步建立采空區(qū)穩(wěn)定性級別與穩(wěn)定性系數的對應關系。
3.3 評價結果
根據穩(wěn)定性系數計算結果，結合我國其它留礦法開采礦山采空區(qū)地壓情況調查和統(tǒng)計分析，最后確定采空區(qū)穩(wěn)定性分級方案，見表1。
以+80m中段大部分采空區(qū)為例，根據地質等資料可知空區(qū)圍巖以紫紅色砂礫巖、螢石為主，根據現(xiàn)場點荷載試驗紫紅色砂礫巖及部分含礦圍巖的飽和單軸抗壓強度約為52MPa，故在穩(wěn)定性分析中，巖石單軸抗壓強度取50MPa，頂板暴露面積為368.07m2，空區(qū)巷道有少量滴水，采空區(qū)的穩(wěn)定性主要靠圍巖自身的強度及回采礦塊時保留的少量礦柱來維持，根據現(xiàn)場調查絕大部分保護礦柱完整性較好。再根據節(jié)理調查和其他資料，由此可得各評價因素的隸屬度值SA（i）（i=1，2，…，8）分別為：0.4，0.95，0.6，0.5，0.95，0.5，0.5，1，結合采空區(qū)穩(wěn)定性因素活動性指數，代入公式（3）即可得到該采空區(qū)穩(wěn)定性系數為0.72590909，查表1，其穩(wěn)定性級別為穩(wěn)定（B）級。
同樣方法得到+120m中段采空區(qū)穩(wěn)定性系數為0.68836364，其穩(wěn)定性級別為穩(wěn)定（B）級；+166m采空區(qū)穩(wěn)定性系數為0.70363636，其穩(wěn)定性級別為穩(wěn)定（B）級，+166m中段采空區(qū)穩(wěn)定性系數為0.71381818，其穩(wěn)定性級別為穩(wěn)定（B）級
根據表2的穩(wěn)定性系數計算結果可知，+80m中段、+120m中段、+166m東部中段、+166m西部中段穩(wěn)定性系數分別為0.72590909、0.68836364、0.70363636，0.71381818查表1，均處于穩(wěn)定（B）級別。
根據表4的穩(wěn)定性系數計算結果可知，各連通采空區(qū)穩(wěn)定性系數分別為0.54127273、0.55145455、0.53236364、0.55018182，查表1，結合現(xiàn)場調查發(fā)現(xiàn)無明顯地壓顯現(xiàn)，故接近于中等穩(wěn)定狀態(tài)。
就整體而言，通過采空區(qū)地壓綜合評價，目前瑞源礦區(qū)處于地壓穩(wěn)定期。
4 地壓綜合防治措施
4.1 地表塌陷防治
由于淺部空區(qū)或較大范圍的采動影響，在近地表的巖移活動中，有可能對地表建筑和道路等構成一定危害，有些甚至引起山體滑移。這在金屬礦中較為普遍，造成危害較大。根據現(xiàn)場實測數據，結合圖紙調查估測最上中段
（+166m中段）采空區(qū)頂板距地表高度大致為40m左右。
通過前面第二章所做的地表塌陷調查，本螢石礦地表共有3個塌陷區(qū)，目前塌陷坑總面積約為2482.12m2，總體積約為59398.67m3，分別為地表1#、2#、3#塌陷坑。對于2#塌陷坑，所形成的坡面很陡，應先對其進行削坡減荷，削坡目的主要是：減少滑體重力，從而減小下滑力；降低坡面角，減少下滑力。然后對其進行必要的回填，改善塌坑的應力分布，使其穩(wěn)定性得到加強。防止塌坑邊坡在長期風化作用下失穩(wěn)，造成邊坡滑坡，給塌陷坑下的潛在空區(qū)產生沖擊。
1#、3#塌陷坑體積相對小于2#塌陷坑，為直壁陷坑，建議在地表允許局部塌陷的情況下，首先必須對塌陷區(qū)周邊較近的建筑提前進行搬遷，同時在塌陷區(qū)周邊設置警戒線，嚴禁人員通往；然后逐步對塌陷坑進行回填，改善塌陷坑的應力分布，使其穩(wěn)定性得到加強。防止塌陷坑邊幫在長期風化作用下失穩(wěn)，造成陷坑周邊地表進一步塌陷，給陷坑下的采空區(qū)造成沖擊。
由于缺失詳實的礦體勘探線剖面圖，無法準確定位地表移動圈的范圍，因此，根據礦體的厚度及傾角，建議在采空區(qū)對應地表徑向50m范圍以內不再設立新的建筑物、道路等；針對礦山目前處在上述范圍內且暫未搬遷的建筑等，建議在該范圍內布點設置位移標志桿，并用全站儀定期測量其沉降量，當發(fā)現(xiàn)測得沉降量出現(xiàn)急增現(xiàn)象，必須立即將礦區(qū)圍巖移動帶范圍內全部人員、設備撤離至移動帶安全距離以外。
4.2 采空區(qū)處理
4.2.1 崩落圍巖
崩落圍巖：采用崩落圍巖的方法可以釋放圍巖壓力，使圍巖應力達到一個新的平衡。圍巖崩落的方式有兩種分別為自然崩落法和強制崩落法。
由于通往采空區(qū)的巷道由于長久沒有維護，發(fā)生冒頂、片幫，實際上處于封閉或半封閉狀態(tài)，人員及設備無法通行，強制崩落的可操作性不好，而且成本高。最為重要的是由于根據地質水文報告，預測地下坑采系統(tǒng)采空區(qū)采動變形影響帶面積較大，目前礦山地表也不允許陷落，故不太適合采用崩落圍巖法處理采空區(qū)。
4.2.2 充填采空區(qū)
在礦房回采之后，用充填材料（廢石、尾砂等）將礦房充滿。這種方法不僅處理了采空區(qū)，也為回采礦柱創(chuàng)造了良好的條件。礦山生產實踐及研究證明，采空區(qū)用廢石充填后，在減小巖體和地表移動的幅度，防止大面積地壓活動，降低地壓破壞程度方面都有成效，并有助于解決井下采掘副產廢石的堆放問題。
但應用充填法處理采空區(qū)需要在地表建充填站，目前瑞源礦區(qū)也不具備充填條件，故不太適合采用充填法處理采空區(qū)。
4.2.3 封閉采空區(qū)
目的是使空區(qū)中圍巖突然崩塌所產生的氣浪遇到封閉墻時能得到緩沖，減少其對人員、設備等的沖擊破壞。對于近地表的采空區(qū)，這是一種簡單經濟的方法。
針對目前礦山地表不允許陷落，故不建議采用崩落圍巖，同時礦山不具備充填條件，因此建議采用經濟有效地封閉空區(qū)的方法作為采空區(qū)處理的主要手段。
4.3 下部礦體階段開采順序
對于瑞源礦區(qū)下部礦體的開采，建議采用下行式開采。開采時，必須加強地壓監(jiān)測與地壓管理。
瑞源礦區(qū)階段中礦塊的開采順序，建議采用后退式開采順序，減少其采準巷道的維修費用，可考慮采用雙翼回采，形成較長的回采工作線，從而縮短階段的回采時間，提高開采效率。
建議礦山在進行下階段的開采時，嚴格按照留礦法礦塊結構，保留頂底柱和間柱，對圍巖起支護作用。盡量不要讓采空區(qū)出現(xiàn)大面積貫通。
4.4 地壓監(jiān)測
建議礦山在封閉空區(qū)的基礎上，輔助增加地壓監(jiān)測的方法，針對礦山采空區(qū)的圍巖屬于硬巖，應采用聲發(fā)射與應力聯(lián)合監(jiān)測的方法，通過耦合分析監(jiān)測結果來綜合判別采空區(qū)的穩(wěn)定性，以達到預測空區(qū)失穩(wěn)的目的。
5 結論
通過瑞源螢石礦采空區(qū)調查及地壓評價研究，現(xiàn)場取得實測數據上千余組，地表及井下實地調查十余次，拍得地壓顯現(xiàn)照片幾十張，繪制實測圖紙十余份，建立一整套地表及井下空區(qū)分布三維立體模型。在分析、計算、研究及相關實驗的基礎上，得到如下主要結論：
①井下地壓顯現(xiàn)主要體現(xiàn)為局部地段巷道片幫、頂板掉塊、采場上盤巖體垮幫等小規(guī)模地壓活動，實際調查分析，整個礦區(qū)井下受構造與應力控制的地壓顯現(xiàn)均不明顯，小規(guī)模地壓活動主要原因為礦房間柱與頂底柱未保留，致使多部位空區(qū)大面積貫通所致，這也是今后誘發(fā)大規(guī)模地壓活動的主要因素。
②建立基于關系矩陣和模糊理論的采空區(qū)地壓穩(wěn)定性綜合評價模型。對各中段采空區(qū)進行穩(wěn)定性評價，評價結果表明各中段獨立采空區(qū)處于穩(wěn)定狀態(tài)；連通采空區(qū)處于中等穩(wěn)定狀態(tài)。就整體而言，目前瑞源螢礦井下采空區(qū)處于穩(wěn)定期。
③針對地表及井下地壓顯現(xiàn)的狀況與成因，提出了針對瑞源螢石礦的有效空區(qū)處理方法及地壓防治措施，其中對于地表塌陷區(qū)提出了回填與削坡卸荷相結合的治理方案，對于井下采空區(qū)提出了以封閉為主的處理方法，針對井下局部地壓顯現(xiàn)，建議礦山深部開采時嚴格按照下行式回采順序，階段嚴格按照后退式回采順序，改善回采過程應力分布，礦房保留合理的頂底柱與間柱，減少上盤巖體暴露面積，保障空區(qū)的穩(wěn)定與回采的安全。
④建議礦山在處理空區(qū)的基礎上，針對瑞源螢礦的實際情況輔以聲發(fā)射與應力聯(lián)合監(jiān)測與耦合分析的地壓監(jiān)測有效手段，進行礦區(qū)地壓的預測預報。
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