无人机航拍在煤矿灾害预警与应急救援中的价值与应用研究

引言

随着科技的不断进步，无人机航拍技术凭借其机动灵活、视角多样、操作便捷等优势，逐渐应用于煤矿灾害预警与应急救援领域。无人机航拍能够快速获取煤矿区域的高分辨率影像和三维数据，为灾害预警提供实时监测信息，在应急救援时辅助指挥决策、优化救援方案。深入研究无人机航拍在煤矿灾害预警与应急救援中的价值与应用，对提升煤矿安全生产水平、保障矿工生命安全具有重要意义。

一、无人机航拍技术概述

（一）无人机航拍的基本原理

无人机航拍是以无人机为飞行平台，搭载光学或红外相机等传感器，通过遥控或自主飞行的方式，按照预定航线对目标区域进行拍摄，获取影像数据的技术。其工作原理基于无人机的飞行控制系统，该系统通过传感器实时感知自身姿态、位置和周围环境信息，结合预设航线或操作员指令，自动调整飞行姿态和航迹。同时，搭载的相机等传感器按照设定的参数对地面进行拍摄，将获取的光信号转化为电信号或数字信号，记录为影像数据。这些数据经过传输、处理和分析，能够呈现目标区域的地形地貌、地物特征等信息。

（二）无人机航拍的技术特点

无人机航拍具有多方面显著技术特点。首先是高度的机动性和灵活性，无人机可在复杂地形和狭小空间自由飞行，能快速到达传统监测手段难以抵达的区域，实现全方位、多角度拍摄。其次，具备高分辨率成像能力，可清晰捕捉目标区域的细节信息，满足对煤矿设施、地质状况等精细监测的需求。

二、无人机航拍在煤矿灾害预警中的价值与应用

（一）地质灾害预警监测

煤矿开采过程中，地质条件复杂多变，易引发山体滑坡、地表塌陷等地质灾害。无人机航拍可定期对煤矿周边地质环境进行监测，通过获取不同时期的高分辨率影像和三维地形数据，分析地形地貌的变化趋势。对比前后影像，能够及时发现地表裂缝、山体松动等地质灾害前兆，为地质灾害预警提供直观准确的数据支持。结合地理信息系统（GIS）技术，还可对地质灾害发生的可能性和影响范围进行预测评估，提前采取防范措施，降低灾害风险。

（二）矿区及爆破区域巡查

无人机航拍可对矿区整体环境进行巡查，及时发现矿区内可能存在的安全隐患，如未按规定堆放的物料、违规搭建的临时建筑等。对于爆破区域，在爆破前，无人机可对爆破区域的地形、地貌、周边建筑物及设施等进行详细勘察，为爆破方案的设计提供准确的数据支持，确保爆破范围和安全距离的合理性；爆破后，可迅速对爆破效果进行评估，查看是否达到预期的爆破目标，同时检查是否存在因爆破引发的次生灾害隐患，如滑坡、飞石等，为后续作业的安全开展提供保障。

（三）高压输电线（塔）巡查

煤矿矿区内的高压输电线（塔）是重要的电力设施，其安全运行直接影响煤矿的正常生产。无人机航拍可对高压输电线（塔）进行近距离巡查，获取输电线（塔）的细节影像。通过对影像的分析，能够及时发现输电线的破损、老化、松弛等问题，以及塔基的沉降、锈蚀、周围植被生长过高等安全隐患，为输电线（塔）的维护和检修提供依据，保障煤矿生产的电力供应安全。

三、无人机航拍在煤矿应急救援中的价值与应用

（一）灾情快速侦查

煤矿灾害发生后，及时准确地掌握灾情是开展有效救援的关键。无人机能够迅速抵达灾害现场，快速获取灾区的全景影像和三维模型，清晰呈现灾害发生的位置、范围和严重程度。通过对影像的分析，救援指挥人员可以了解坍塌区域的结构、巷道堵塞情况（地表部分）、人员被困位置等信息，为制定科学合理的救援方案提供依据。相比传统人工侦查方式，无人机航拍不受恶劣环境和危险区域的限制，能够在短时间内获取全面准确的灾情信息，提高救援效率。

（二）辅助救援指挥决策

在应急救援过程中，无人机航拍获取的实时影像和数据，可传输至救援指挥中心，构建可视化的救援指挥平台。指挥人员通过平台能够直观地了解救援现场动态，掌握救援队伍的位置和行动进展，及时调整救援策略。同时，利用无人机航拍数据进行模拟推演，评估不同救援方案的可行性和风险，选择最优救援方案。

四、无人机航拍在煤矿应用面临的挑战与对策

（一）面临的主要挑战

无人机航拍在煤矿应用中面临诸多挑战。技术层面，煤矿井下环境复杂（虽无人机主要应用于地表，但周边环境仍有影响），存在强电磁干扰、粉尘浓度高、光线不足等问题，若无人机需靠近井口等区域，可能影响其飞行稳定性和数据传输质量；在地表应用时，矿区地形复杂，天气多变，极端天气如大风、暴雨、大雾等会对无人机飞行安全造成威胁。管理层面，无人机航拍数据的处理和分析需要专业的技术和人员，目前煤矿企业在相关人才储备和数据管理体系建设方面相对薄弱，导致数据利用率不高。

（二）应对挑战的策略

为克服上述挑战，需要采取针对性策略。在技术研发上，加大对适应煤矿地表及周边复杂环境的无人机技术研究，开发具备抗电磁干扰、防尘防水等功能的无人机设备，提高无人机在复杂环境下的性能。同时，优化数据传输技术，确保数据的稳定传输。在环境应对方面，建立气象监测预警系统，提前掌握天气变化，合理安排无人机飞行任务。制定无人机在恶劣天气下的应急预案，保障飞行安全。在管理方面，加强专业人才培养，通过培训和引进等方式，提高煤矿企业无人机操作和数据处理人员的专业水平。建立完善的数据管理体系，规范数据的采集、存储、分析和应用流程，提高数据利用效率。

（三）未来发展趋势

未来，无人机航拍技术在煤矿领域的应用将更加广泛和深入。随着人工智能、大数据、物联网等技术的发展，无人机将具备更强的自主决策和智能分析能力，实现自动化、智能化的灾害预警监测和应急救援任务。无人机的性能将不断提升，续航能力更强、飞行速度更快、成像精度更高，能够满足煤矿更高标准的监测和救援需求。同时，无人机与其他技术的融合将更加紧密，如与卫星遥感、地面传感器网络相结合，构建全方位、多层次的 “空天地一体化” 煤矿灾害监测预警和应急救援体系。空中依托无人机实现动态巡查和实时数据采集，天上借助卫星遥感进行大范围、长时间的监测，地面通过各类传感器构建密集的监测网络，三者相互补充、协同工作，为煤矿安全生产提供更有力的保障，推动煤矿行业向智能化、安全化方向发展。

结束语

无人机航拍技术在煤矿灾害预警与应急救援中具有重要的价值和广阔的应用前景。通过在灾害预警阶段对地表地质、矿区设施、爆破区域、高压输电线（塔）等的监测，以及在应急救援过程中的灾情侦查、指挥决策辅助和物资投送等应用，有效提升了煤矿应对灾害的能力。

参考文献

[1]蒲源源， 白轶华， 陈结， 姜德义. 无人机航拍在煤矿灾害预警与应急救援中的价值与应用研究[J]. 煤炭学报， 1-22.

[2]胥海东， 和树栋， 苏明强， 姚亚虎. 无人机航拍在煤矿灾害预警与应急救援中的价值与应用研究[J]. 能源与环保， 2025， 47 （03）： 1-10.

[3]杨希培， 高家奎， 贺福权. 无人机航拍在煤矿灾害预警与应急救援中的价值与应用研究[J]. 山东煤炭科技， 2025， 43 （01）： 144-147+152.