贯通测量在矿山测绘中的应用研究

摘要：贯通测量是矿山测绘中的关键技术，确保巷道、采区与矿体空间位置精准控制，提高矿井工程施工精度与安全性。本文分析了贯通测量的技术原理及误差控制方法，研究了巷道贯通测量、采区控制测量及矿体定位测量在矿山测绘中的具体应用，提出了基于激光扫描、惯性导航与GNSS融合技术的贯通测量优化策略，旨在提升矿山空间信息精度，提高矿井掘进、开采及生产管理的智能化水平，确保矿山资源合理开发与生产安全。

关键词：贯通测量；矿山测绘；误差控制方法

0 引言：

贯通测量在矿井巷道贯通、采区控制与矿体定位测量中发挥关键作用。高精度贯通测量不仅关系到矿井工程施工精度，还直接影响矿山生产安全、采矿作业效率及资源回采率。随着矿山开采向深部及复杂地质条件发展，传统测量方法在精度控制及数据融合方面存在局限。研究贯通测量的精细化测绘方法，探讨先进测量技术的应用，优化矿山测绘流程，对提升矿山工程质量、保障矿井安全生产及实现精准开采具有重要意义。

1 贯通测量技术概述

贯通测量致力于在矿井不同工作面间构建起空间位置关联，以此保障巷道掘进方向的正确性与位置精度。这一技术的基础理论源自几何大地测量学，包括基于多边形网、三角测量和导线法来进行空间点的定位[1]。贯通测量的关键在于高精度控制测量的实施，包括矿井导线布设、平面与高程控制点的传递、测角测距精度优化及误差平差计算。矿山测绘环境复杂，受限于光线条件、视线遮挡、岩层稳定性及施工干扰，贯通测量需采用陀螺经纬仪进行方位角传递、激光准直仪进行方向控制、全站仪与电子水准仪进行测距和高程传递，以实现高精度对接。导线布设方式通常采用封闭导线、支导线或附合导线形式，利用高精度角度测量、精密边长测定以及误差传递分析，确保测量数据的稳定性与可靠性。在矿井深部贯通测量中，由于垂直方向的测量误差累积问题，需综合利用高程水准测量、激光测距和重力异常校正，以减少贯通误差。现代贯通测量技术结合三维激光扫描、惯性导航系统（INS）及GNSS辅助定位技术，可对矿井空间进行实时高精度建模，并优化测量数据融合处理，提高贯通测量精度及矿山测绘数据的可靠性。高精度贯通测量不仅对矿山巷道掘进至关重要，还直接影响矿井安全生产、通风系统优化及采矿工程施工质量，是矿山测绘领域的重要技术手段。

2 贯通测量在矿山测绘中的应用研究

2.1 巷道贯通测量与精准对接

巷道贯通测量是矿山测绘中确保井巷工程精准对接的重要测量技术。其核心在于通过高精度导线布设、测角测距控制、空间点位解算及误差平差优化，以此实现巷道掘进方向与贯通位置的高精度控制[2]。矿井巷道受限于复杂地质条件、岩层稳定性、施工扰动及设备精度，贯通测量需采用高精度陀螺经纬仪进行方位角传递，全站仪进行三维坐标测定，激光准直仪进行方向控制，确保巷道轴线与贯通点坐标的一致性及稳定性。巷道贯通测量的技术路线通常采用主导线布设法、附合导线观测法或三角高程测量法，利用多目标控制点的动态优化，实现巷道空间定位的高精度解算及误差评估。贯通测量误差控制涉及测角误差、测距误差、仪器安装误差及施工扰动误差，需使用闭合导线平差、最小二乘法调整、累积误差补偿及数据融合优化，以降低贯通偏差，提高贯通精度及稳定性。对于超长距离巷道贯通，需采用高精度长边测距系统、光纤陀螺定向仪、激光干涉测距系统，以减少高程传递误差及水平投影误差，确保最终贯通误差控制在工程要求范围内，提高测量可靠性。现代巷道贯通测量结合三维激光扫描、惯性测量单元（IMU）及地质雷达技术，构建巷道空间模型，实现贯通点动态调整及掘进轨迹优化，提高巷道掘进的精确性和施工安全性，为矿山测绘提供高精度技术支撑与高效测量方案。

2.2 采区控制测量与精细管理

采区控制测量是矿山测绘中确保采掘工程精准实施与矿体空间信息动态监测的关键环节，其核心在于建立高精度平面与高程控制网，实现矿井作业面的精细化管理与精准定位。采区控制测量通常采用高精度导线测量、三角高程测量、GPS/GNSS 辅助定位技术及激光扫描测量，确保采区测绘数据的完整性与精度[3]。采区控制网的布设需依据矿体赋存条件、巷道空间分布及开采规划，采用主导线布设法、附合导线加密法及三维坐标解算，保证测点分布均匀、观测精度稳定、误差控制合理。测量数据的采集与处理过程中，需应用全站仪高精度角度测量、电子水准仪高程传递及激光测距系统精密测距，并结合最小二乘法平差计算，实现控制点坐标优化调整。采区控制测量误差控制主要涉及导线测量误差、高程传递误差、矿压变形影响及设备系统误差，使用闭合导线平差、动态坐标修正及误差均衡计算，有效降低测量误差累积对采区测绘精度的影响。现代采区控制测量结合三维激光扫描、惯性导航系统（INS）、地下Wi-Fi RTK定位及地质雷达探测技术，构建高精度矿井空间数据模型，实现采区地质信息动态更新、开采边界实时监测及采空区塌陷预测，提高矿山生产的安全性与精准管理水平，为矿井采掘作业提供高精度测绘数据支持。

2.3 矿体定位测量与精准开采

矿体定位测量是矿山测绘中确保矿体空间展布精准解析与开采边界精确控制的核心技术，其关键在于建立高精度矿体控制测量体系，利用三维坐标解析、地质构造测定及矿层赋存状态测绘，实现矿体赋存形态的精细化刻画[4]。矿体定位测量主要依赖高精度矿井导线网布设、三角高程测量、GNSS/GPS 辅助定位及矿井激光扫描测量技术，以确保矿体位置参数的准确性。矿体测量数据采集通常采用全站仪高精度角度测量、电子水准仪精密高程传递、激光测距系统测定采场边界，并结合惯性导航系统（INS）与三维激光扫描技术，建立高精度矿体三维坐标模型。矿体定位测量误差控制主要涉及导线布设误差、矿压变形影响、设备系统误差及开采扰动误差，需采用闭合导线平差、最小二乘法坐标优化、误差均衡调整及数据融合处理，有效降低测量误差对矿体开采精度的影响。现代矿体测绘结合地质雷达探测、钻孔地质测量、地下Wi-Fi RTK定位及三维可视化建模技术，实现矿体空间信息实时更新、采掘边界动态监测及矿床赋存形态智能解析，提高矿井生产效率及精准开采水平[5]。矿体定位测量为矿山资源合理开发、矿石回采率优化及采空区稳定性监测提供高精度数据支撑，确保矿山生产安全性及经济效益的最大化。

3 结语：

综上所述，贯通测量在矿山测绘中的应用不仅提升了巷道掘进精准度，还优化了采区控制测量及矿体空间定位的精度，为矿井开采提供高精度数据支撑。随着矿山智能化发展，三维激光扫描、GNSS 及矿井物联网技术的融合应用，将进一步提高贯通测量精度。未来应加强贯通测量技术在深部矿井、大跨度巷道及复杂地质环境中的适应性研究，提升矿山测量数据的实时性与可靠性，实现矿井工程的高精度、数字化、智能化发展。

参考文献

[1]孙启伟.贯通测量在矿山测绘中的应用研究[J].世界有色金属，2024，（20）：138-140.

[2]陶良山.贯通测量在矿山测绘中的应用与分析[J].内蒙古煤炭经济，2023，（22）.

[3]王佳明.贯通测量在地下矿山测绘中的应用探讨[J].中国金属通报，2023，（08）：237-239.

[4]赵立保.贯通测量在地下矿山测绘中的应用分析[J].当代化工研究，2023，（14）.

[5]谢旭光，徐志鹏.贯通测量在地下矿山测绘中的应用分析[J].冶金与材料，2021，41（01）：112-113.