1. 露天矿测量概述
露天矿测量是矿山开采活动中的一项关键技术工作,它涉及到矿山的规划设计、安全生产、资源管理和环境保护等多个方面。露天矿测量的主要任务包括:
地形测量:为矿山的规划设计提供精确的地形和地质数据。
矿体测量:确定矿体的位置、形态、大小和品位等。
岩移监测:监测露天开采引起的地表和边坡的位移和变形,评估边坡稳定性。
爆破效果检测:测量爆破后形成的爆堆形状、大小和岩土的抛掷距离,评估爆破效果。
排土场测量:测量排土场的容积和形态,为排土规划和设计提供依据。
环境保护和土地复垦:监测开采活动对环境的影响,指导土地复垦和环境保护工作。
2. 露天矿测量的内容
2.1 图根电磁波测距三角高程测量
图根电磁波测距三角高程测量是一种利用电磁波测距和三角测量原理进行高程测量的方法。其技术要求包括:
起算点精度:不应低于四等水准高程点。
主要技术要求:包括每千米高差中误差、附合路线长度、仪器类型、中丝法测回数、指标差较差、垂直角较差、对向观测高差较差以及附合或环形闭合差等。
2.2 露天矿测量的主要工作
露天矿测量的主要工作包括:
建立矿区测量控网:在矿区范围内布设平面和高程控制网点。
矿区地形测量:测量矿区的地形和地貌。
线路测量:测量矿区的交通线路、管道线路等。
露天矿工作控制测量:在矿区控制网的基础上加密布设工作控制网。
露天矿生产测量:为采剥、爆破、地质勘探等生产活动提供测量服务。
边坡移动观测:定期观测边坡的位移和变形,评估边坡稳定性。
绘制矿山测量图:绘制矿区平面图、剖面图、采剥进度图等。
2.3 平面工作控制测量
平面工作控制测量是露天矿测量中的基础,它涉及到在矿区范围内布设基本平面控制网点,并在此基础上加密布设工作控制网。工作控制点的布设应满足特定的点位中误差和高程中误差要求。
2.4 高程测量
高程测量采用几何水准测量和三角高程测量方法,确保工作控制点的高程精度。几何水准测量利用水准仪测量两点间的高差,三角高程测量则利用三角测量原理计算高差。
2.5 工作控制测量实例
以武汉钢铁公司大冶铁矿东露天采场为例,介绍了如何根据不同的开采时期和条件,采用不同的方法进行工作控制测量。例如:
上部水平开采时期:利用矿区控制网作采场的工作控制网,用后方交会法建立采场内各水平的Ⅱ级工作控制点。
深凹露天坑开采时期:在采场两侧的固定边帮上建立I级工作控制网,采用线形锁法。
2.6 生产测量
生产测量包括:
采剥工作测量:测量采剥工作面的位置、高程、面积等。
爆破工作测量:测量炮孔位置、爆破后爆堆形状和大小等。
地质勘探工作测量:测量勘探线、勘探孔、样品采集点等。
机械设备和地面建筑测定:测量设备和建筑的位置、高程等。
2.7 爆破工程测量
爆破工程测量的主要工作包括:
提供爆破区段的地形图:比例尺1:200~1:500。
标定炮孔位置:用极坐标法将设计图上的炮孔位置标定于现场。
实测爆破硐室位置、规格:凿岩工程完工后测量。
测量实际后冲线、爆堆形状:爆破后根据需要测量。
绘制爆破地区的平面图、剖面图:计算爆破量等。
3. 露天矿测量的方法和技术要求
3.1 经纬仪导线法
经纬仪导线法适用于地形比较平坦,便于量边的情况。通过交会法测定已知点,然后在已知点间敷设附合导线。技术要求包括:
导线总长:1000m(采、剥区)、2000m(排土场)。
相对闭合差:±30″(采、剥区)、±60√n″(排土场)。
边长:150m。
往返较差相对误差:±60√n。
3.2 交会法
交会法适用于露天矿形状复杂、开采深度较大、实地丈量边长有困难的情况。利用前方交会、侧方交会和后方交会等方法建立工作控制点。技术要求包括:
交会角:30°~120°。
水平视角观测:采用方向观测法,测回数和观测限差见表3-20。
3.3 三角网法
三角网法适用于坑道走向较长或内部有排土场的情况。通过三角网或线形锁法建立工作控制网。技术要求包括:
边长:200m(Ⅱ级)、150m(Ⅰ级)。
测角中误差:±10″(Ⅱ级)、±20″(Ⅰ级)。
三角形最大闭合差:±30″(Ⅱ级)、±60″(Ⅰ级)。
3.4 摄影测量法
摄影测量法是一种立体摄影测量方法,具有省时、外业工作量少、工作效率高的优点。主要步骤包括:
摄影基线的选择与测定:摄影基线可设置在固定帮上且与开采台阶大致平行。
像控点的测设:每一像对的有效像幅内不得少于3个像控点。
摄影:采用水平正直摄影及水平等偏摄影。
内业成图与矿量计算:根据立体像对的底板在自动成图仪上成图。
4. 露天矿测量的精度要求
露天矿测量的精度要求严格,以确保测量结果的可靠性。例如:
工作控制点的点位中误差:采、剥区0.07m,排土场0.10m。
高程中误差:采、剥区0.15m,排土场0.10m。
5. 露天矿测量的实际应用
以武汉钢铁公司大冶铁矿东露天采场为例,介绍了露天矿测量在实际矿山开采中的应用。在不同的开采时期,根据开采条件的变化,采用了不同的测量方法:
上部水平开采时期:利用矿区控制网作采场的工作控制网,用后方交会法建立采场内各水平的Ⅱ级工作控制点。
深凹露天坑开采时期:在采场两侧的固定边帮上建立I级工作控制网,采用线形锁法。
6. 结论
露天矿测量是矿山开采不可或缺的技术支撑,它为矿山的规划设计、安全生产、资源管理和环境保护提供了科学依据。随着科技的发展,露天矿测量技术也在不断进步,提高了测量的精度和效率。
7. 展望
未来的露天矿测量将更多地采用自动化和智能化技术,如无人机测绘、三维激光扫描等,以进一步提高测量的效率和精度。同时,测量数据的信息化管理和应用,也将是未来发展的重要方向。