新型矿山测绘技术在工程地质中的应用研究

摘要：本文聚焦新型矿山测绘技术在工程地质中的应用，深入剖析其在矿山地形地貌测绘、地质结构探测、地下开采空间测绘及矿山地质灾害监测等场景的具体应用，揭示该技术在工程地质领域的显著优势。同时，针对新型矿山测绘技术应用过程中面临的技术层面难题、高昂成本与设备管理困境，以及人员技术匮乏和管理不善等问题，提出加强技术研发创新、优化成本与设备管理、强化人才培养与管理等优化对策。

关键词：新型矿山测绘技术；工程地质；应用场景；问题挑战；优化对策

引言

矿山资源作为国家经济发展的重要支柱，其安全高效开采至关重要。随着矿山开采规模的不断扩大和开采深度的持续增加，工程地质条件愈发复杂，传统测绘技术在面对复杂地形、特殊地质结构以及动态地质环境时，逐渐暴露出效率低、精度差、实时性不足等局限性，难以满足现代矿山开采对地质信息精准度和时效性的要求。新型矿山测绘技术，如无人机测绘、三维激光扫描、卫星遥感及 InSAR 技术等，凭借其高机动性、高精度、大范围监测等优势，为工程地质勘察提供了新的解决方案。

一、新型矿山测绘技术在工程地质中的应用场景

1.1 矿山地形地貌测绘

在矿山地形地貌测绘中，无人机测绘与三维激光扫描技术发挥着核心作用。无人机测绘通过搭载高分辨率相机与激光雷达，能够快速获取大面积矿山地形的高清影像与三维点云数据。在山区矿山，无人机可轻松飞跃陡峭山峰与茂密植被，克服传统测绘难以到达的地形限制，高效完成地形数据采集。三维激光扫描技术则凭借其毫米级的高精度，对矿山局部地形细节进行精细化测绘，通过密集点云数据构建逼真的三维模型，常用于矿山边坡、尾矿库等关键区域的地形测绘，为边坡稳定性分析和尾矿库设计提供可靠依据。

1.2 地质结构探测

三维激光扫描技术和InSAR技术对于探测地质结构优势突出。三维激光扫描对一定厚度的植被穿透后可以对地下溶洞、裂隙等进行非接触性探测，在岩溶矿区通过对扫描数据的处理，可以获得岩溶发育位置、尺度及形状，为矿山开采设计过程中规避地质风险提供依据。InSAR技术通过雷达波干涉原理进行远距离监测矿区地质结构，通过监测雷达影像相位变化，可以获得毫米级地表形变信息，进而判断地下地质结构稳定状况，在断层活动监测以及山体滑坡预警等领域具有广泛的利用前景。

1.3 地下开采空间测绘

新的测绘技术为地下开采空间测绘解决了地下测量的困难。三维激光扫描测量能进入地下采掘空间进行快速测量，获得采掘空间的三维信息，准确测定出采掘空间的断面大小、坡度、矿柱的分布，再通过点云数据处理得到采掘空间的三维模型，形象地直观反应地下采掘空间的分布，为采掘优化设计、开采安全管理提供数据保障。无人机测绘技术也可以实现采掘空间地下通风巷道等空间较大区域的测绘，利用其机动性强，可快速实现大面积的地下采掘空间测绘。

1.4 矿山地质灾害监测

新型测绘技术应用矿山地质灾害监测是应用新领域。卫星遥感技术大区域周期性高光谱影像监测可以对矿山监测区域大范围宏观地质灾情进行监测，通过多光谱遥感图像解读的方法，分析预测可能存在的灾害，如分析影像区植被异常、地表裂缝等潜在地灾害存在的隐患。InSAR技术对矿山地表形变的监测是以地表面沉降量的高精度监测，对矿山边坡、采空区地表等关键点进行实时监测，当监测到形变速率大于阈值时，可以实时预警，为矿山防灾减灾争取宝贵的时效。在某一个露天矿山边坡监测项目中，使用InSAR技术成功监测到边坡微形变，矿山企业启动应急预案，从而避免了一起重大滑坡事故。

二、新型矿山测绘技术应用面临的问题与挑战

2.1 技术层面问题

目前矿山新型的测绘技术在数据处理和复杂地理条件下仍然存在技术上的瓶颈。无人机测绘和3D激光扫描得到的海量数据，对数据处理软件及硬件设备要求极高。数据处理的算法效率过低，大量点云数据和高清的影像常常需要数天甚至是数周的时间去处理，远远不能达到矿山生产的实时性和时效性。在复杂的地质条件下，一些测绘设备性能会明显受影响，导致数据质量较低。如无人机在强磁场环境下飞行，无人机的导航系统会出现偏差，导致对矿山测绘数据采集时会产生误差。

2.2 成本与设备问题

新技术测绘仪器设备成本较高制约了技术的推广应用，三维激光扫描仪一台价值数百万，无人机测绘设备系统的购买和后期维护等成本较高；矿区复杂，设备容易受到粉尘、振动、潮湿等的影响，出现故障，而后期维修的成本较高。对于中型企业而言，新技术的测绘应用较为昂贵，因而难以接受新技术的推广应用，制约了新技术在行业的推广与应用。设备更新周期较短，企业需不断地支付资金用于设备升级，加重企业经济负担。

2.3 人员与管理问题

缺少专业技术人才以及完善管理机制严重影响了新型测绘技术的工作效益。现阶段，能够熟练操作新型测绘技术以及专业了解矿山工程地质的高素质综合型人才非常稀缺，很多矿山公司的测绘人员对于新型测绘技术不能正确操作以及分析，使用技术不充分；在管理的过程中，矿山企业没有明确对于新型测绘技术的规范作业流程以及质量管理体系，数据的采集、处理以及应用的流程非常混乱，测绘成果的质量不达标，不符合矿山生产的实际要求。

三、新型矿山测绘技术应用的优化对策

3.1 加强技术研发与创新

加强对新型矿山测绘技术的科研攻关力度，促进科研单位、企业联合攻关，解决数据处理速度慢、难以适应复杂工作环境等技术瓶颈。研究自动化数据处理技术，结合人工智能与机器学习技术，达到对数据进行自动识别、归类、分析等自动化处理，提高数据处理速度、准确性的目的。研究加强设备抗干扰能力，研发适应于复杂矿区的新型测绘设备，提高技术可靠性和稳定性。

3.2 降低成本与设备管理

采取设备租赁和共享的设备管理模式减少企业的设备购买成本，创建区域性测绘设备共享平台，实现设备资源共享。强化设备的维护管理，制定设备的科学保养计划，定期检修校正，延长使用期限。政府出台政策给予扶持，采用新测绘技术的矿山企业给予财政资金补贴和减免税收，缓解企业经济负担，推动技术应用。

3.3 强化人才培养与管理

高等院校与职业院校需增设矿山测绘、工程地质交叉型的学科与专业，为矿山测绘与工程地质的研究提供复合型的技术人才。矿山测绘与地质生产技术企业更需要加强企业内部人才培养，组织职工定期的技术培训与学术交流活动，不断提升职工的专业技能与创新能力，完善企业内部的技术管理体系，并制订新技术作业标准和质量控制标准，加强对于测绘项目的全过程控制管理，确保测绘成果的精准、可靠。

结语

综合分析矿山测绘技术在工程地质方面的作用，其在地形地貌测绘、地质构造测探、地下空间测绘及地质灾害测探方面具有相当大优势，但技术运用过程中存在的技术、费用、人员、管理等问题也不容轻视。通过加强技术研发创新、优化成本与设备管理、强化人才培养与管理等措施，能够有效解决现存问题，推动新型矿山测绘技术在矿山工程地质领域的广泛应用，为矿山资源的安全高效开采和可持续发展提供有力保障。

参考文献

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