3s技术在金属矿山测量中的应用

测绘技术
M apping technology
3S技术在金属矿山测量中的应用
滑 舸
（江西省自然资源厅国土资源交易中心技术部，江西　南昌　３３００２５）
摘 要：３Ｓ技术海、陆、空全方位实时三维立体导航、分类别定位的特性，在金属矿山测量中展现了突出的优势。

因此，本文以３Ｓ技术在金属矿山测量中的应用为背景，阐述了３Ｓ技术概念，剖析了３Ｓ技术在金属矿山测量中的应用优势。

并对３Ｓ技术在金属矿山测量中的应用策略进行了简单的论述，以期为３Ｓ技术在金属矿山测量中优势的充分发挥提供一定借鉴。

关键词：３Ｓ技术；金属矿山；测量
中图分类号：Ｐ２０４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１９）２２－００２６－２
Application of 3S technology in metal mine survey
HUA Ge
（Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ｌａｎｄ　ａｎｄ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ　ｃｅｎｔｅｒ　ｏｆ　Ｊｉａｎｇｘｉ　ｎａｔｕｒａｌ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｎａｎｃｈａｎｇ　３３００２５，Ｃｈｉｎａ）Abstract: ３Ｓ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　ｗｈｉｃｈ　ｈａｓ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ　ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　ｉｎ　ｓｅａ，　ｌａｎｄ　ａｎｄ　ａｉｒ，　ｈａｓ　ｓｈｏｗｎ　ｏｕｔｓｔａｎｄｉｎｇ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｉｎ　ｍｅｔａｌ　ｍｉｎｅ　ｓｕｒｖｅｙ．　Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　３Ｓ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｍｅｔａｌ　ｍｉｎｅ　ｓｕｒｖｅｙ，　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｅｘｐｏｕｎｄｓ　ｔｈｅ　ｃｏｎｃｅｐｔ　ｏｆ　３Ｓ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　３Ｓ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｍｅｔａｌ　ｍｉｎｅ　ｓｕｒｖｅｙ．　Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ａｌｓｏ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｓｔｒａｔｅｇｙ　ｏｆ　３Ｓ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｍｅｔａｌ　ｍｉｎｅ　ｓｕｒｖｅｙ，　ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｇｉｖｅ　ｆｕｌｌ　ｐｌａｙ　ｔｏ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　３Ｓ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｍｅｔａｌ　ｍｉｎｅ　ｓｕｒｖｅｙ．
Keywords: ３Ｓ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；　ｍｅｔａｌ　ｍｉｎｅ；　ｓｕｒｖｅｙ
3S技术在金属矿山测量中具有突出的高效、准确、快速、全天候、自动化、高效益的特点。

其不仅可以分层、分类别收集、管理金属矿山测量的各种信息，而且可以对其进行组合分析、再分析，为金属矿山资源勘探、金属矿山勘探规划决策、动态监测提供充足地理信息支持。

因此，对3S技术在金属矿山测量中的应用进行适当分析具有非常重要的意义。

1 3S技术概述
3S技术是GIS（地理信息系统）、RS（遥感技术）、GPS （全球卫星定位系统）的简称，在实际应用过程中，3S技术需要将卫星定位、空间技术、计算机技术、传感器技术、信息通信技术进行有效串联，对空间信息进行采集、管理、阐述、处理、剖析、应用[1]。

2 3S技术在金属矿山测量中的应用优势
（1）高精度。

在金属矿山测量中合理利用3S技术，可以实现高精度测量，同步提高金属矿山地表移动监测、地面控制测量精度[2]。

特别是全球卫星定位系统实时动态载波相位差分技术，可以达到厘米级观测精度，甚至毫米级观测精度。

在满足金属矿山不同比例尺图像测量需求的同时，也可以为金属矿山开采决策顺利下达提供保障。

（2）自动化。

传统金属矿山测量手段主要是利用布设矿区变形监测网的方式。

即进行水平二维网、地表沉降变形一维网的恰当设置，并利用三角测量、水准测量的方式，对地表沉降进行监测。

整个过程持续时间较长，且劳动强度较大。

而在金属矿山测量中利用3S技术，可以实现自动化监测，降低劳动强度。

3 3S技术在金属矿山测量中的应用措施
（1）地理信息系统应用。

地理信息系统在金属矿山测量中主要应用于矿山管理信息系统建立、多源数据找矿模型构建、三维找矿。

首先，基于地理信息系统的矿山管理信息系统主要包括沉降监测、巷道开挖、矿山设计开采、环境评估、土地复垦等多个环节。

在基于地理信息系统的矿山管理信息系统构建过程中，可以集成矿山开采沉降可视化、矿区生态环境评价、煤矿瓦斯管理信息系统、煤矿安全管理系统等系统，为金属矿山测量数据的实时分享提供依据。

其次，基于地理信息系统的多源数据找矿模型主要是全面汇集地球物理信息、基础地质资料及其他遥感信息。

从不同来源数据空间属性入手，进行信息处理，为金属矿山开挖设计提供充足数据支持。

最后，三维找矿主要是利用三维地学模拟技术，从客观层面，对金属矿山实体进行分析。

同时直观、精确的圈分金属矿体边界，为金属矿山地下地质体解释及深层找矿预测提供依据。

（2）遥感技术应用。

遥感技术在金属矿山测量中主要用于地表沉降监测、地形图绘制。

其中在金属矿山地表沉降监测时，可以利用遥感合成孔径雷达干涉测量，配合差分干涉测量，通过雷达信号行为信息，提取金属矿山表面三维信息，精确测量金属矿山地面点高程动态变化情况。

在实际应用过程中，该项技术不仅可以准确检测由自然因素引起的金属矿山地表变化，而且可以观测由人为因素导致的金属矿石地表形状变化；而遥感技术在金属矿山地形图绘制中的应用，可以获得米级、甚至亚米级地面分辨率的遥感图像，如1:5000、1:2500等大比例尺全色高分辨率影视图，可以为金属矿山生态环境调查、矿山生态环境修复、采矿塌陷区域数据提取等提供充足支持。

（3）全球卫星定位系统应用。

全球卫星定位系统主要应用于金属矿山地表移动监测、地面控制测量、地面碎部测量等模块。

（下转28页）
收稿日期：２０１９－１１
作者简介：滑舸，男，生于１９６８年，汉族，河南睢县人，本科，测绘高级工程师，研究方向：遥感应用、地理信息系统。

机械加工与制造
M achining and manufacturing
用了3300VD400A模块作为控制元件的电路系统，不仅实现了高效的运转工作，也可以在井下恶劣的环境中保持工作的稳定性。

（2）实际应用。

进行防爆变频控制之后的矿用带式输送机，优势特征十分明显，主要表现为以下几个方面：①软启动缓冲。

防爆变频控制中的软启动功能，可以使得矿用带式输送机稳定运转得到了保证，在此过程中可以对于带式输送机的启动、停车速度、转矩等进行有效的调节工作，还可以在此过程中对于设备内的构件减少一部分的冲击，起到一定的保护作用，尤其是电流突变造成的电网冲击，可以进行更好的调节和处理工作。

为了防止出现过载现象，矿用带式输送机的柔性材料的使用可以储存一部分的机械能，利用其可以调节的性质进行机械能的释放分析方面的控制。

与此同时在改进工作的过程中，也利用了S型加减速启动的方式，提供了更好的缓冲工作的效果。

②低频重载下启动。

矿用带式输送机运输的物料重量大，经常会遇到短时间内启动或者停车的现象，在此过程中其应力变化是十分明显的，也会对于传送带造成一定的损伤，不利于传送带的精准化的工作。

因此，矿用带式输送机启动过程控制非常重要，一般是在空载的情况下进行启动。

应用防爆变频控制之后就可以进行低频重载的启动工作，由于无速度传感器的矢量控制的优越性，就可以实现传送机的高效启动工作，提升了整体的工作效率。

③低速下检验传送带。

矿用带式输送机运行时间增长，也会在过重载荷的作用之下产生一定的损害，必须进行定期的检查和维护的工作，低速传送带检查的工作十分重要，在变频调节的控制作用之下就可以进行高效的维修和检查的工作，有利于矿用带式输送机平稳发展。

④调节功率平衡。

大型的矿用带式输送机工作过程中，为了提升其驱动力就需要配置多个电动机进行工作，在其工作的过程中为了进行功率的平衡，就需要对其进行先行的处理工作。

尤其是在启动和停车的过程中要减少电动机之间相应的时间差，减少一台电动机对于整体运行产生的影响。

应用了防爆变频控制之后，可以对于变频速度进行更好的控制，也便于进行电动机速度差的调节工作，使得电动机的流量特性等方面都进行高效的处理，以保证平衡的工作状态。

4 结论
综上所述，矿用带式输送机系统的改进工作对于固体矿产生产效率的提升和传输成本的控制起到了十分重要的作用，无论是在何种工作环境之下都可以进行安全性高和平稳性高的传送工作，使得负荷和远距离的传输工作都能够更好的实现，为运输工作提供了保证。

在系统的改进过程中主要是在防爆变频控制系统、拉紧系统、选材等方面的工作调整，使得矿用带式输送机的工作效率和质量大大提升，以满足了对于维修成本方面的控制工作，使得固体矿产生产和矿用带式输送机的运行工作都获得良好的工作效果，提升整体的经济效益。

[1] 缪仁杰,王沛庆,刘志刚.带式输送机软启动技术的应用分析[J].煤矿
机电,2016(06):12-16+22.
[2] 杨红涛.煤矿大型带式输送机常用软启动装置的比较[J].煤炭技
术,2018,33(08):174-176.
（上接26页）
首先，在金属矿山地表移动监测时，考虑到金属矿山地表移动监测环境复杂程度较高，对技术具有较高的要求。

因此，可以利用全球卫星定位系统，根据监测对象差异，进行动态测量、静态测量、快速静态测量手段的恰当选择。

同时为保证全球卫星定位系统测得高程精度，可以直接利用全球卫星定位系统高程变化数值作为测量区域垂直形状变化观测量。

其次，在金属矿山地面控制测量时，可以结合金属矿山工程需要及一般选点基本要求，进行一定形状控制网的设置。

需要注意的是，在控制点选择时，应优先选择视野开阔区域、同一高程面洞口，保证常规仪器加密及坐标系转换过程顺利进行，最大限度降低垂线偏差。

最后，在金属矿山地面碎部测量时，可以利用全球卫星定位系统实时动态载波相位差分技术。

在保证每一工作组采集碎部点在千个以上的情况下，进行两个测站载波相位观测值差分方式的实时观测处理，实现一次测量多次应用。

4 3S集成技术应用
3S集成技术是当前金属矿山空间信息测量技术体系核心，也是宏观把控金属矿山资源、生态环境情况的主要工具。

因此，在3S集成技术应用于金属矿山环境监测时，首先，需要明确金属矿山测量内容。

主要为土地利用现状、地质灾害（地面塌陷及滑坡等）、空气状况监测、地表及地下水体监测、植被覆盖状况监测等。

其次，在监测内容确定后，可以利用全球卫星定位技术、遥感技术结合，获得金属矿山地表信息。

必要情况下，还可以将上述技术与空间状况监测等非空间技术手段结合，获得全面金属矿山资源环境监测信息。

具体资源监测流程主要为前、后时相卫星影像及不同时间1/50000地形图（或1/2000地形图）纠正融合→叠置比较→变化信息识别→定位量测→资源环境变化比较及全球定位野外抽样监测→精度评价及错误修正→土地利用及植被覆盖变化数据统计分析等；而对于不同时间金属矿区调查资源及影像判读样本库，可以直接通过人机交互半自动化影像判读，获得金属矿区土地利用及植被覆盖情况栅格图后，进行进一步统计剖析。

最后，在金属矿山检测信息获取后，可以依托地理信息系统，以全球定位卫星影像数据、遥感数据及水文统计数据等相关数据为主要数据源，在现有矢量数据的支持下，进行矿区资源环境时空数据库的构建。

基于3S集成技术的矿区资源环境时空数据库主要包括多比例尺地形图及DTM库、土地利用及植被覆盖状况库、空气质量状况信息库、行政区划库及井田边界库、水体状况信息库、金属资源赋存库、矿区多时相高分辨率卫星影像库、遥感信息库等。

5 总结
综上所述，3S技术是将全球卫星定位系统、地理信息系统、遥感技术紧密连接的信息化技术，其可以实现对金属矿山测量中不同类型环境信息、空间信息的快速、准确、稳定处理、收集、输出。

因此，在金属矿山测量过程中，相关人员应正确认识3S技术优势。

结合测量任务要求，进行3S技术应用方案的科学设置，保证金属矿山测量效益、效率同步提升。

[1] 莫永刚.“3S”技术在我国矿山测量中的应用[J].低碳世
界,2016(7):119-120.
[2] 上官晶亮.3S技术在矿山测绘中的实践[J].世界有色金
属,2019(3):100-101.。