李延民

（內(nèi)蒙古平西白音華煤業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 錫林郭勒 026000）

數(shù)字化測(cè)繪，主要是利用計(jì)算機(jī)和測(cè)量?jī)x器之間的相互連接，利用硬件設(shè)備、軟件設(shè)備、各類輸入和輸出設(shè)備，對(duì)測(cè)繪系統(tǒng)進(jìn)行管理，完成數(shù)據(jù)輸入、制圖、輸出等。利用GPS測(cè)繪工藝，促使數(shù)字化測(cè)繪發(fā)展迅速。對(duì)比于傳統(tǒng)測(cè)繪方式，使用數(shù)字化測(cè)繪具有自動(dòng)化、精準(zhǔn)度高等特點(diǎn)，可將其應(yīng)用在露天礦山的爆破項(xiàng)目當(dāng)中，獲得精準(zhǔn)的斷面測(cè)繪圖，對(duì)爆破工藝合理設(shè)計(jì)、提高爆破流程安全性具有重要作用。

1 礦山爆破中數(shù)字化測(cè)繪流程

1.1 提供資料

測(cè)繪的主要目的是為爆破設(shè)計(jì)方及公司提供對(duì)應(yīng)圖紙資料，并完成爆破礦區(qū)斷面圖、平面圖的繪制工作，確保圖上存在臺(tái)階底線、頂線等，還需要具備典型高程點(diǎn)，確保提供資料具有代表性。

1.2 測(cè)量炮孔

在測(cè)量炮孔的位置時(shí)，需要先對(duì)設(shè)計(jì)圖具體設(shè)計(jì)孔位加以確定，之后把礦山原有炮孔體現(xiàn)在圖紙當(dāng)中。

1.3 測(cè)量爆區(qū)

炮孔的穿設(shè)結(jié)束之后，應(yīng)該對(duì)爆破區(qū)域全面測(cè)量，保證爆破設(shè)計(jì)能夠得到有力的數(shù)據(jù)支持。具體測(cè)量?jī)?nèi)容有爆破區(qū)的平面、炮孔深度、高程差、橫斷面等內(nèi)容。與此同時(shí)，在爆破區(qū)域當(dāng)中，平面測(cè)量還可以展開精細(xì)劃分，如爆破坡頂線、底線、炮孔位置及間距。對(duì)于爆破的高程差展開測(cè)量，需要獲得爆破臺(tái)階位置特殊點(diǎn)，以此為基礎(chǔ)，對(duì)爆破區(qū)域平均高度值展開測(cè)量。待炮孔創(chuàng)設(shè)結(jié)束之后，測(cè)量炮孔實(shí)際深度，并進(jìn)行驗(yàn)收。需要注意的是，如果炮孔當(dāng)中有積水，還需對(duì)積水深度進(jìn)行測(cè)量，結(jié)合結(jié)果制定抽水方案[1]。

1.4 驗(yàn)收測(cè)量

在評(píng)價(jià)爆破質(zhì)量階段，可在爆破完成之后，對(duì)爆破區(qū)域展開質(zhì)量驗(yàn)收。結(jié)合國(guó)家爆破技術(shù)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)繪出爆堆碎部點(diǎn)，將爆堆坡面實(shí)際形狀真實(shí)反映出來(lái)，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，建立爆堆DTM，進(jìn)而完成斷面圖制作，獲得爆堆體積，結(jié)合巖根或者巖墻的外露面積，對(duì)大塊巖石含有率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，按照統(tǒng)計(jì)結(jié)果，對(duì)爆破項(xiàng)目質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。

2 在露天礦山爆破工程中數(shù)字化測(cè)繪的實(shí)踐應(yīng)用

2.1 項(xiàng)目概況

某露天礦山，在其臺(tái)階爆破項(xiàng)目當(dāng)中，利用數(shù)字化測(cè)繪，對(duì)礦山爆破區(qū)域進(jìn)行測(cè)繪，并完成質(zhì)量評(píng)估，對(duì)數(shù)字測(cè)繪在該工程當(dāng)中的實(shí)踐運(yùn)用進(jìn)行分析。該礦山第1 402～1 414 的臺(tái)階中部位置，存在采空區(qū)。因此，爆破過(guò)程需要對(duì)采空區(qū)進(jìn)行科學(xué)處理，以達(dá)到良好效果。主要任務(wù)為保證爆破評(píng)估科學(xué)合理，高效完成采空區(qū)的處理任務(wù)。結(jié)合采空區(qū)相關(guān)資料，測(cè)繪人員可知曉采空區(qū)域大致情況。采空區(qū)整體高8.5 m，體積為35 504 m3，面積為4 170 m2，頂板和底板標(biāo)高分別為1 393.5 m 和1 385 m。

2.2 測(cè)繪平面圖

測(cè)繪人員使用GPS RTK 完成爆破區(qū)相關(guān)數(shù)據(jù)的采集，采集數(shù)據(jù)展開系列處理，向計(jì)算機(jī)輸入，結(jié)合采空區(qū)相關(guān)信息，可繪制出爆破區(qū)域的平面圖，為爆破過(guò)程穿孔設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和資料支持。完成上述工作后，放樣設(shè)計(jì)孔位到實(shí)地，等到穿孔設(shè)計(jì)結(jié)束之后，對(duì)采孔口位置坐標(biāo)進(jìn)行采集，明確鉆孔深度，保證獲取精準(zhǔn)的爆破參數(shù)。

2.3 評(píng)估效果

對(duì)場(chǎng)地情況加以復(fù)核，保證穿孔的針對(duì)性，科學(xué)處理爆破區(qū)域。通過(guò)監(jiān)測(cè)，對(duì)地壓活動(dòng)的穩(wěn)定性進(jìn)行確認(rèn)，結(jié)合測(cè)量技術(shù)使用規(guī)范，完成爆堆數(shù)據(jù)的全面采集，之后利用外業(yè)采集，收集爆堆碎部點(diǎn)，進(jìn)行成圖繪制。通過(guò)離散型爆堆碎部點(diǎn)空間坐標(biāo)，利用Taiesson 多邊形計(jì)算方法，配合高程差值法，對(duì)結(jié)構(gòu)爆堆點(diǎn)構(gòu)造出不規(guī)則的三角形網(wǎng)格，同時(shí)剔除違規(guī)三角形，進(jìn)而完成爆堆數(shù)字模型DTM 的建立。最后利用DTM，能夠獲取爆堆立體視圖，按照立體圖形，完成剖面圖的繪制，同時(shí)，完成土石方量和等高線相關(guān)計(jì)算。上述繪圖操作結(jié)束之后，可基于采空區(qū)剖面圖，完成評(píng)估處理工作。

利用爆破前各項(xiàng)數(shù)據(jù)及爆堆剖面線展開數(shù)字模型對(duì)比，可發(fā)現(xiàn)在1 414 臺(tái)階位置爆區(qū)中部存在10 m 左右高度的塌落區(qū)，并且塌落區(qū)的兩側(cè)高度在5 m 左右。如果只將深孔爆破之后露天臺(tái)階的中排孔拉槽處特點(diǎn)考慮其中，難以判斷出空區(qū)是否已達(dá)到處理的預(yù)期成效。因此，需利用臺(tái)階爆破數(shù)量以及爆方體積二者對(duì)比，分析空區(qū)處理效果，精準(zhǔn)評(píng)估。

未引入數(shù)字化測(cè)繪系統(tǒng)之前，此項(xiàng)工作常使用圖解法對(duì)土石方量進(jìn)行計(jì)算。需要配合水平斷面、垂直斷面等，融合圖解法，才能完成計(jì)算，并且后期驗(yàn)收時(shí)，比價(jià)環(huán)節(jié)較為煩瑣，難以對(duì)誤差進(jìn)行合理控制，使評(píng)估工作效率較低，難以適應(yīng)當(dāng)前露天礦山的爆破項(xiàng)目實(shí)際需求。而利用數(shù)字化測(cè)繪，可通過(guò)DTM 進(jìn)行土石方量計(jì)算。

如對(duì)該項(xiàng)目中1 402 參考平面進(jìn)行土石方量計(jì)算，使用計(jì)算機(jī)獲取1 402～1 414 爆巖總量計(jì)算結(jié)果，使用DTM 計(jì)算方法，獲得爆巖162 903.98 m3，實(shí)方體積為162 903.98 m3；對(duì)于爆堆體積的計(jì)算，仍然利用DTM 計(jì)算法，獲得爆堆體積為172 365.84m3，松散系數(shù)為1.3，石方量為133 357.33 m3，可計(jì)算出塌落方量為29 546.65 m3。此外，考慮巖石破碎之后，體積可出現(xiàn)膨脹或松散，因此，在填方量的確認(rèn)方面，使用29 546.6×1.3=38 410.645 m3。通過(guò)上述流程，對(duì)于爆破區(qū)域土石方量進(jìn)行量化分析，發(fā)揮DTM 計(jì)算方法優(yōu)勢(shì)，可高效處理1 385 采空區(qū)，并達(dá)到預(yù)期處理效果[2]。

3 在露天礦山爆破工程中數(shù)字化測(cè)繪應(yīng)用中存在的問(wèn)題和解決對(duì)策

3.1 存在的問(wèn)題

爆破作業(yè)屬于露天礦山重要生產(chǎn)流程之一，可應(yīng)用在邊坡維護(hù)、巖石爆破、剝采作業(yè)和礦石運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。爆破過(guò)程需要經(jīng)歷五道工序：打眼→裝藥→堵塞→連線→起爆。由于露天礦山當(dāng)中，爆破作業(yè)的強(qiáng)度較高，因此安全問(wèn)題較為突出。爆破工程與作業(yè)人員安全以及企業(yè)安全有直接關(guān)聯(lián)，需要合理使用、科學(xué)貯藏爆炸物，運(yùn)用各種安全技術(shù)，才能提高作業(yè)安全性。同時(shí)，爆破作業(yè)還會(huì)受到機(jī)械設(shè)備、資源投入、技術(shù)運(yùn)用和人員管理等因素影響。傳統(tǒng)上爆破工作安全管理和預(yù)警措施較為落后，爆破作業(yè)環(huán)境安全性較差，極易發(fā)生爆炸風(fēng)險(xiǎn)，為爆破項(xiàng)目帶來(lái)巨大安全隱患。長(zhǎng)期下去，不利于爆破工程發(fā)展，因此，需要發(fā)揮數(shù)字化測(cè)繪應(yīng)用價(jià)值，對(duì)爆破工作流程合理設(shè)計(jì)，加強(qiáng)各方面的安全管理，提高作業(yè)過(guò)程的安全性。

3.2 解決對(duì)策

3.2.1 合理選擇爆破位置

部分露天礦山在爆破選址方面，常選擇礦區(qū)附近采石場(chǎng)或者村莊，未能控制爆破產(chǎn)生飛石的安全距離，因此，極易導(dǎo)致飛石事故，對(duì)于爆破區(qū)域人員生命安全造成威脅。因此，爆破選址應(yīng)該科學(xué)合理，結(jié)合爆破力度，計(jì)算出飛石和爆破區(qū)域的安全距離，保證安全距離設(shè)定科學(xué)合理，防止爆破產(chǎn)生飛石，保證爆破作業(yè)過(guò)程中作業(yè)人員和周圍人員的安全。

3.2.2 科學(xué)設(shè)計(jì)爆破流程

部分露天礦區(qū)在爆破工程開展過(guò)程中，由于作業(yè)人員安全意識(shí)薄弱，或者采石場(chǎng)想要節(jié)約成本，未能認(rèn)識(shí)到爆破設(shè)計(jì)的重要性，在爆破作業(yè)期間憑借以往經(jīng)驗(yàn)，可能選擇相關(guān)參數(shù)時(shí)，科學(xué)性不足，在評(píng)價(jià)過(guò)程，設(shè)置低抗線值較高，最終導(dǎo)致爆破工作完成質(zhì)量不理想，容易導(dǎo)致滾石危險(xiǎn)。因此，需要提高作業(yè)人員和礦山管理者的安全意識(shí)，在爆破設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，充分發(fā)揮數(shù)字化測(cè)繪的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，采集礦區(qū)相關(guān)數(shù)據(jù)，以此為依據(jù)，完成爆破流程設(shè)計(jì)，選擇科學(xué)精準(zhǔn)的爆破參數(shù)，提高抵抗線值評(píng)估的合理性，保證爆破設(shè)計(jì)科學(xué)合理，防止爆破過(guò)程出現(xiàn)滾石安全風(fēng)險(xiǎn)，提高爆破項(xiàng)目質(zhì)量[3]。

3.2.3 制定完善的器材管理制度

開展露天礦山的爆破項(xiàng)目時(shí)，由于爆破器材管理不規(guī)范的問(wèn)題，也會(huì)導(dǎo)致爆破安全風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于器材管理缺乏完善的制度，比如部分采石場(chǎng)對(duì)于雷管、炸藥等危險(xiǎn)物品，沒(méi)有設(shè)立單獨(dú)倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行保管，可能導(dǎo)致礦區(qū)人員面臨較大安全風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)此，需要結(jié)合爆破器材性質(zhì)和存放地點(diǎn)需求，合理分類、分別管理，完善管理制度，保證對(duì)爆破器材科學(xué)管理，消除此類因素導(dǎo)致的安全問(wèn)題。

3.2.4 提高人員技術(shù)水平

在露天礦區(qū)，參與爆破項(xiàng)目的部分人員技術(shù)水平有限，同時(shí)部分工作人員文化水平較低，在參與爆破項(xiàng)目前未經(jīng)過(guò)安全培訓(xùn)。爆破人員的技術(shù)水平方面也有待提升，導(dǎo)致爆破工藝運(yùn)用合理性不足，甚至部分采石場(chǎng)中技術(shù)人員還存在無(wú)證上崗現(xiàn)象。針對(duì)上述問(wèn)題，需要加強(qiáng)相關(guān)人員的培訓(xùn)力度。針對(duì)爆破技術(shù)人員，需要重點(diǎn)培訓(xùn)其數(shù)字化測(cè)繪的應(yīng)用流程，結(jié)合爆破區(qū)域的實(shí)際情況，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)爆破設(shè)計(jì)、技術(shù)運(yùn)用加以優(yōu)化，提高技術(shù)人員的測(cè)繪水平和爆破技術(shù)水平，使他們通過(guò)相關(guān)考核，持證上崗。針對(duì)爆破區(qū)域普通工作人員，需要重點(diǎn)培訓(xùn)及爆破技術(shù)運(yùn)用過(guò)程的安全事項(xiàng)，提高其安全意識(shí)，在爆破工作過(guò)程，利用安全技術(shù)，提高作業(yè)安全。

4 結(jié)束語(yǔ)

在露天礦山的爆破項(xiàng)目當(dāng)中，充分利用數(shù)字化測(cè)繪，能夠準(zhǔn)確分析爆破區(qū)域具體情況，提高工程各項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用的科學(xué)性，為爆破工作順利開展提供有力保障。因此，可結(jié)合露天礦山實(shí)際情況，合理應(yīng)用數(shù)字化測(cè)繪，同時(shí)還需將爆破過(guò)程的安全問(wèn)題考慮其中，明確主要安全問(wèn)題，制訂解決之策，依托數(shù)字化測(cè)繪，使爆破工作更加高效和安全。