孟祥利，馮愛平

(山東省第七地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 臨沂 276006)

SDCORS技術(shù)在礦難事故救援中的應(yīng)用*

孟祥利，馮愛平

(山東省第七地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 臨沂 276006)

近年來，地下礦產(chǎn)資源的無序開采愈演愈烈，安全事故頻發(fā)。在事故發(fā)生后，如何快速有效的開展后期救援工作十分重要。為此，文章結(jié)合平邑縣玉榮石膏礦坍塌事故闡述了SDCORS技術(shù)在本次救援工作中實(shí)時快速定位鉆孔的應(yīng)用，為礦山事故救援工作提供參考。

地災(zāi)救援；SDCORS；鉆孔定位

Abstract：In recent years，the disorderly exploitation of underground mineral resources is becoming more and more serious，that all kinds of accidents occur frequently.After the accident，how to carry out the rescue work in a fast and effective way is very important.To this end，this article is based on the collapse accident at Yurong gypsum mine in Pingyi County，and elaborates the application of SDCORS technology in real-time and rapid positioning drilling in this rescue work.This can provide a reference for the mine disaster rescue work.

Keywords：geological disasters’ rescue； SDCORS； drilling location

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，GPS測量技術(shù)越來越成熟，已被廣泛應(yīng)用在大地測量、工程測量、礦山測量等測繪行業(yè)的各個領(lǐng)域，尤其是在平面位置測定中的應(yīng)用，利用網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)建立的CORS系統(tǒng)已成為當(dāng)前GPS技術(shù)應(yīng)用的熱點(diǎn)之一。

2015年12月25日早晨8點(diǎn)，臨沂市平邑縣玉榮石膏礦因不規(guī)范操作導(dǎo)致地層坍塌(簡稱12·25坍塌事故)，造成多人被困井下。作為測繪工作基準(zhǔn)的礦區(qū)測量控制點(diǎn)，在本次事故中隨著地表的坍塌，均發(fā)生了不同級別的偏移，有的點(diǎn)甚至遭到嚴(yán)重破壞。面對突如其來的災(zāi)難，如何通過定位鉆孔開展鉆探工作確定井下工作人員的位置，并及時了解井下巷道內(nèi)水位情況，對下一步開展救援工作具有重大的指導(dǎo)意義。顯然傳統(tǒng)的測量方法勢必影響救援工作的時效性，為此。在本次礦難事故中引用了SDCORS系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)不需要埋設(shè)控制點(diǎn)，即可實(shí)時快速的滿足在測繪方面的需求。

1 SDCORS簡介

山東省衛(wèi)星定位連續(xù)運(yùn)行綜合應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)(ShanDong Continuously Operating Reference Station System，簡稱SDCORS)的建設(shè)在不同應(yīng)用領(lǐng)域之間搭建了一個技術(shù)與服務(wù)平臺，不僅向測繪用戶提供統(tǒng)一的、動態(tài)的、連續(xù)的、高精度的時間和空間基準(zhǔn)，還可以向社會各需求部門提供各種地理空間信息數(shù)據(jù)服務(wù)，是“數(shù)字山東”的基礎(chǔ)設(shè)施之一，也是山東省一項重要的空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)建設(shè)工程[1]。

2 確定生命孔及救生孔

在“12·25”平邑縣玉榮石膏礦坍塌事故發(fā)生以后，受救援項目組的委托，山東省第七地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院派遣測繪人員立即趕赴現(xiàn)場，接受救援任務(wù)。通過了解現(xiàn)場情況，初步判斷僅有在4號礦井附近有人跡活動的現(xiàn)象，但是4號礦井又因地層坍塌封死，徹底斷送從井口探測人員跡象的方案。專家組立即結(jié)合國際上救援案例進(jìn)行研討，商討結(jié)果是必須先打出生命孔，通過生命孔探索生命跡象，輸送氧氣、供給食品及建立聯(lián)絡(luò)通訊，便于及時了解井下現(xiàn)場情況，為下一步救生孔的鉆探提供可利用的信息。因礦區(qū)持續(xù)坍塌，地質(zhì)結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜，地下水位逐漸上漲，生命孔及救生孔點(diǎn)位布設(shè)的位置非常關(guān)鍵。如何確定鉆孔的位置，成為本次救援工作的關(guān)鍵。根據(jù)現(xiàn)場情況，結(jié)合玉榮石膏礦井上井下對照圖、采掘工程平面圖及水文地質(zhì)資料，首先從相應(yīng)圖件中解析出設(shè)計鉆孔坐標(biāo)，然后反算出對應(yīng)的地面坐標(biāo)，并通過實(shí)地測量再對解析坐標(biāo)進(jìn)行校正，以保證鉆孔坐標(biāo)準(zhǔn)確無誤。最終，在4號礦井周測確定了2號、4號生命孔及5號大口徑救生孔，其中2號、4號生命孔用于輸送食物、通信并引導(dǎo)礦工的轉(zhuǎn)移工作，4號救生孔用于人員的施救。1號、3號孔因地層坍塌未施工。鉆孔位置布設(shè)圖，見圖1。

圖1 鉆孔位置布設(shè)圖Fig.1 Layout of drill hole location

3 利用SDCORS技術(shù)對鉆孔位置進(jìn)行放樣

因CORS技術(shù)自身的優(yōu)勢，無須架設(shè)基準(zhǔn)站，僅需利用移動站求算出當(dāng)?shù)氐哪Ｐ娃D(zhuǎn)換參數(shù)，即可進(jìn)行實(shí)地鉆孔位置的放樣工作。通過搜集資料，在測區(qū)外圍現(xiàn)存有5個臨沂市C級GPS網(wǎng)點(diǎn)，點(diǎn)位保存完好，并且該網(wǎng)點(diǎn)均參加了2006年“華東、華中區(qū)域大地水準(zhǔn)面精化項目”的統(tǒng)一平差，有統(tǒng)一平差后的成果，精度可靠。選擇布爾莎模型，通過多種點(diǎn)位組合的方式，最終選擇平邑、柏林、仲村及溫水4點(diǎn)解算出該區(qū)域的最優(yōu)7參數(shù)。將移動站移至“保太”點(diǎn)進(jìn)行平滑校正，待點(diǎn)位坐標(biāo)誤差在1 cm以內(nèi)時，校正合格后，將設(shè)計好的鉆孔坐標(biāo)導(dǎo)入儀器內(nèi)，手持移動站、手簿及對中桿，對點(diǎn)位坐標(biāo)進(jìn)行放樣。放樣過程中，GPS手簿界面會時時顯示對中桿與鉆孔位置的距離及方位，從而提高放樣精度?？紤]到鉆孔位置的精度要求，當(dāng)GPS手簿界面上顯示的差分齡期≤3，PDOP≤2，HRMS≤2時才進(jìn)行點(diǎn)位的實(shí)地放樣。并利用傳統(tǒng)測量方法進(jìn)行實(shí)地的反復(fù)檢核，點(diǎn)位精度滿足本次鉆探救援工作的精度要求[2]。最終，歷經(jīng)36天艱難的搶險救援，被困220多m地下巷道的4名幸存礦工成功出井，也使得本次救援工作成為國內(nèi)首個“大口徑鉆孔救援”成功案例。救援過程，見圖2。

圖2 平邑縣玉榮石膏礦礦工救援過程示意圖Fig.2 The process of rescuing miners under the mine at Yurong gypsum mine collapse accident in Pingyi County

4 SDCORS在礦山救援中的優(yōu)勢

由于搶險救援工作事態(tài)的緊急性及隨時性，須根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況隨時調(diào)整施救方案。傳統(tǒng)的測量方法需要架設(shè)基站，又要考慮點(diǎn)與點(diǎn)之間的通視情況，勢必給爭分奪秒的救援工作帶來不便。而CORS系統(tǒng)具有較為完善的數(shù)據(jù)處理模型，可以有效的消除或削弱各種系統(tǒng)誤差的影響，可以為用戶提供高精度、高可靠性和實(shí)時的定位信息，滿足現(xiàn)場情況的需求，將成為今后礦山救援項目中露天測量工作的發(fā)展趨勢。

5 結(jié)束語

通過分析可以看到，CORS系統(tǒng)是目前很有潛力的一項技術(shù)，不論從速度、精度還是廣度來看，CORS技術(shù)都有傳統(tǒng)GPS測繪無可比擬的優(yōu)勢。目前中國CORS網(wǎng)絡(luò)已在各個省市具有一定的規(guī)模，但整體上還存在著不同程度的缺陷。今后，各個省市建立好的局部CORS系統(tǒng)升級為國家級CORS系統(tǒng)以后，CORS系統(tǒng)將朝著規(guī)模化、實(shí)時化的方向發(fā)展[3]。

[1] 張海瑞，陳西強(qiáng).CORS系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用現(xiàn)狀與展望[J].硅谷：應(yīng)用科學(xué)版，2010(1)：147-148.

[2] 張海平，高士民，周長志，馮彥同，丁仕軍.SDCORS系統(tǒng)測試與技術(shù)性能分析[J].全球定位系統(tǒng)，2013，38(3)：61-64.

[3] 李華，陳勇，張振宇.CORS的發(fā)展?fàn)顩r和建立CORS的必要性[J].信息技術(shù)，2009(5)：121-123.

ApplicationofSDCORSTechnologyinMineDisasterRescue

MENG Xiang-li，F(xiàn)ENG Ai-ping

(ShandongProvinceSeventhExplorationInstituteofGeologyandMineralResources，LinyiShandong276006，China)

2017-06-19

P 228.4

B

1007-9394(2017)03-0033-02

孟祥利(1985～)，男，山東臨沂人，工程師，注冊測繪師，現(xiàn)主要從事礦山測量應(yīng)用方面的工作。