2020版矿山测量学科创建及在中国的发展

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2020版矿山测量学科创建及在
中国的发展
Safety management is an important part of production management. Safety and production are in
the implementation process
2020版矿山测量学科创建及在中国的发展
矿山测量学是综合运用测绘、采矿和地质等多学科的理论、技术与方法，研究矿产资源勘查、规划设计、建设开发和生产经营过程中，从地面到井下，从矿体（煤层）到围岩，从静态到动态的空间信息采集、处理、表达、利用，据此解决矿产资源合理开发与矿区资源环境保护问题，带有交叉学科性质的一门科学技术。

矿山测量学科的创建
矿山测量工作在几百年前甚至几千年前就已存在，但作为一门独立的学科出现则是近百年的事。

在中国，矿山测量作为一门新兴的独立学科，只有几十年的历史，并且是在新中国成立以后逐步形成和发展起来的。

现在，它已经在矿业部门，如煤炭系统、冶金系统，形成了与采矿、矿建、地质、环境等学科相互独立，又彼此渗透、交融的态势。

矿山测量作为一门独立的学科始于德国、俄国和东欧等国家。

在德国，1556年出版了由格·阿格里柯拉著的《采矿与冶金》一书，其第五章专门论述采用罗盘测量井下巷道，以解决采矿过程中的一些几何问题。

16世纪后期，德国采矿业中出现了专门从事测量工作的人员，被称为矿山测量员。

他们把为解决不同采矿业的开采边界及其地面界线等技术问题叫作矿山测量术。

在德文中，“矿山测量术”一词为Markscheidekunst，它的原意是地界划分术。

这一技术传入俄国后，许多学者曾建议改为“矿山几何学”，但由于矿山测量术一词已叫成习惯，很难更改。

在前苏联，矿山测量科技一直比较受重视，发展较快。

罗蒙诺索夫著的《冶金与采矿的首要基础》一书成稿于1842年，到1863年由俄国科学院出版。

该书中专有一章“矿井测量”，论述了解决采矿过程中主要几何问题的理论和方法。

1904年在俄国的托姆斯克工学院成立了第一个矿山测量专业。

1932年举行全苏联矿山测量代表大会，建立了“中央矿山测量科学研究局”，之后改建成“全苏矿山测量科学研究院”。

他们还在莫斯科矿业学院（现称莫斯科国立矿业大学）、列宁格勒矿业学院、顿涅茨工学院等高校设立有矿山测量专
业。

此外，当时在波兰、捷克、德国也设有矿山测量专业。

目前，在澳大利亚的西澳矿业学院仍设有矿山与工程测量专业。

在印度的矿业学院、技术大学中也设有矿山测量或测量工程专业。

矿山测量学科在我国的发展
矿山测量学科的发展是与社会的需求和科学技术的发展密切相关的，并且显示出不同的时代特点和内涵。

随着计算机的发展与广泛应用，测量学科有了革命性的发展。

地理信息系统（GIS）、遥感（RS）、全球卫星定位系统（GPS）的发展，带动了矿山测量学科的发展。

我国矿山测量科技工作者将3S技术广泛应用于矿山建设开发和生产经营的过程中，使矿山测量学科得到了较快发展。

全球卫星定位系统（GPS）技术被广泛应用于矿区控制及地面测量，还被集中应用在矿山变形监测、卡车调度等方面。

我国一些大型金属矿山和露天煤矿运用无线通信和GPS技术调度系统，较好地解决了车铲设备的最佳配合和设备中途出故障后的动态重组等问题，提高了设备的台时效率，实现了爆破孔的自动定位。

在矿料场的体积测量与重量计算工作中，有关单位针对工程测区范围大、矿
料种类多、分布广等特点，采用GPS实时动态差分测量技术，多快好省地完成了这项工作。

遥感（RS）近年来已发展成为矿区生态环境受采矿影响的监测、调查与分析的重要手段。

中国与荷兰合作项目“中国北方煤田自燃环境监测”应用遥感技术首次全面系统地掌握了中国北方煤田自燃灾害分布、区划、等级及危害程度，提出了煤田火区遥感技术探测方法和工作程序，建立了中国北方煤田火区计算信息系统，并将图像处理技术和地理信息系统技术有机地结合起来，为各级政府对煤火的防治决策、灭火工程设计施工、监测提供了现代方法和手段。

“矿产资源开发遥感动态监测”项目利用不同分辨率卫星数据对试验区矿产资源开发及其引发的生态环境问题进行了深入细致的研究，取得了成功，使我国延续多年的矿产资源开发利用状况逐级统计上报制度逐步被遥感动态监测所替代。

地理信息系统（GIS）在矿业界出现了应用推广与理论研究并重的局面。

应用研究涉及矿山地测信息系统、矿山安全、工况监测及生产调度指挥系统等专业信息系统的开发研制。

基于GIS的矿区资
源评价、开采沉陷环境影响评价、土地复垦规划、煤岩煤质资料分析、矿井地质构造及煤矿底板突水预测、煤矿通风网络表达、矿体实体模型建立等方面，已有一些专业性的矿山地理信息系统投入应用，带动了矿山地测信息数字化管理、矿图自动维护与网络共享、矿山开采损害可视化评估等技术的发展。

地下固体、气体、液体资源的开采，导致岩层及地表移动变形，由此引起一系列的生态环境灾害。

多年来，我国矿山测量工作者以测绘及其相关学科的理论为指导，以规律研究为基础，以控制地面沉陷和保护建（构）筑物为目标，形成了不同矿山地质条件及开采方法的开采沉陷与防护理论及方法体系，处于国际先进水平。

目前，以信息论、系统论、人工神经网络、突变论等非线性科学为基础，结合非线性动态力学，建立矿山开采沉陷的非线性预测理论已成为该领域研究的主流。

我国学者针对采动岩体移动破坏特性，建立了将覆岩、采场围岩、表土层作为统一力学体系的动态力学模型，将矿山开采对岩体破坏视作一个力学的演变过程，据此建立了相应的理论体系和在三维条件下进行数值计算的方法，并获得了三项有自
主知识产权的新发明。

矿山测量与矿产经济
综合运用现代测绘技术及多学科知识解决资源开发技术与管理难题也是矿山测量学科发展的重要方向。

我国矿山测量科技工作者创造性地将资源条件评价预测、技术经济分析、开发开采决策连成一体，使矿山开采由经验决策向符合市场经济要求的科学定量的发展推进，产生了重大的社会经济效益。

基于资源价值理论及现行资源补偿费征收标准，通过理论分析和计算机模拟，给出了“三下”（水下、建筑物下、道路桥梁下）开采资源补偿费减征的理论依据，提出了“三下”开采资源回收难度综合评价模型、补偿费征收模型、合理采出率等有关参数的确定模型，研究了“三下”边界及压煤量、采出率快速准确确定方法，设计开发了“三下”开采评价与资源补偿费征收程序系统，为搞好“三下”开采及补偿费征收提供了理论与方法指导。

基于现行放顶煤开采采出量及采出率确定方法，推导出了这种工艺采出量及采出率计算值的误差估计模型，为放顶煤开采采出量及采出率的测算标准制定提供了依据及途径。

十多年来，我国矿山测量科技工作者将测绘与矿山生态学、土地经济学、环境科学、土壤学有机给合，开拓出了矿区土地复垦和生态环境重建方向，使土地复垦正由过去单一的土地整治向生态重建过渡，改变了过去只重工程复垦而轻视环境效应的现象。

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