谈矿井测量的方法与技巧

谈矿井测量的方法与技巧
摘要：煤矿，尤其是深井煤矿井空间相对狭窄，机械无法进入，施工环境十分恶劣。

如何在恶劣的条件下，迅速保质保量地完成测量作业，是矿山井下测量不变的主题。

关键词：矿井测量方法
煤矿，煤尘密集、噪音轰鸣，光线昏暗、路面崎岖，施工环境十分恶劣。

由于条件限制，井下不适用一般通讯设备，加上安全生产对测量成果的要求严格，生产进尺对测量数据往往要求紧急，也给井下测量带来挑战。

现根据笔者多年的井下测量经验，结台实际工作情况，介绍几种测量技巧。

1双边交会测量
根据井下条件及工程要求，一般井下测量采用的放样方法为极坐标法，即拨角量边造点，该法操作简单、结果精确，但所放点与仪器站必须通视方可作业。

井下的未知点坐标一般用导线测量的方法测得，即测角量边算坐标。

在有些特殊情况下，却可以以量边来获得条件以减少测角误差累积，减少工作量，并达到同样的效果。

拟布置一条巷道(图中虚线所示)与井筒贯通，以增加通风效果。

在老巷道只找到A、B 两点，附近其它的点已不存在了，且A、B 两点不通视，直接用放样是不可能的，因而需找一点与 A 点或 B 点通视来标定拨门点C，如果从远处支导线引点显然费时费力，且容易造成测量误差的累积。

如何迅速她解决这一问题呢?其实只需在交叉处设定一点，使之与A、B 两点均通视，量取CA、CB 两边的长，根据AB边长由两边交会便可定出 C 点，几分钟内便解决了 C 点坐标问题，从而作出放样图，迅速放样指导巷道掘进施工。

实际工作步骤为：
①在交叉处选取点C，在 C 点架仪器，并量取CA、CB 两边长，测量∠ACB。

②由余弦定理算出∠CAB，根据坐标反算出的BA 边方位角推出AC边方位角β。

③根据AC边方位角β 及AC边长，计算出C点坐标。

④反算CD 方位角及边长CD，直接以 C 点为拨门点，算出放样角度。

如以A 点为后视零方向测量ACB，则可直接在仪器上拨角指示掘进方向。

由图可知，由点拨门掘进距离最短，所需费用最低，且减少了几倍的工作量。

2长短边导线测量
长短边导线测量：即是在常规导线测量后，为减少测站数，提高测量精度，采用长边导线测量进行二次复测的一种测量方法，具体施测方法如下：
在巷道施工过程中，为了满足巷道施工给向要求，根据测量施工规范，每隔30～50m布设一个导线点，并进行相应的导线测量，测量方法同常规测量方法，由于所测导线边较短，一般30～50m，故称为短边导线，而长边导线测量则是在巷道施工距离较远，短边导线测量已施测数站后，为了提高导线测量精度，检核短边导线，在原短边导线测量的基础上进行二次复测，但复测导线点并不对原短边导线点进行全部重测，而是采用在视线通视的情况下，间隔原短边导线点一站或几站进行施测，因每测站跨越短边导线点一站或几站，形成测站导线边较长，故称为长边导线测量。

由于长边导线测量是在短边导线测量的基础上进行的二次复测，导线边距离可通过短边导线测量成果两点坐标反算求得，所以不需再进行距离测量，只进行角度测量，其测量方法同常规角度测量方法，然后根据所测角值和解算距离进而解算长边导线点的坐标和导线边的方位，如需进行三角高程测量时，则可同时加测竖直角、仪器高和觇标高，方法同常规测量。

长边导线测量减少短边导线测量的测站数，大提高了施测精度，缩短测量时间，提高测量工作效率，同时又对短边导线形成检核，故此测量方法在生产矿井测量中较为适用，特别是在仪器设备落后的矿井控制测量中更为方便适用。

3矿井联系测量
矿井联系测量就是把井上和井下坐标系统统一起来所进行的测量工作。

矿井联系测量又分为矿井平面联系测量和矿井高程联系测量。

我们利用陀螺仪定向来确定井下起始边的坐标方位角，因为陀螺仪定向不仅不受时间、井筒等条件的限制，占用井筒时间短，而且只需下垂一根钢丝就可以，这种确定起始边坐标方位角精度高，工作效率高。

全站仪导入标高不仅精度高，而且缩短了井筒占用时间。

1）矿井平面联系测量
1.1地面控制测量及仪器常数的测定
地面控制测量的主要任务是建立近井点和连接点。

近井点和连接点的测定采用武安市国土资源局GPS单基站系统（该系统以基准站为中心半径30Km 内作业的流动站测量精度可达到3cm 以内）。

利用中海达GPS 按《矿山测量技术规范》要求建立近井点GJ 和连接点GL。

近井点和连接点的精度，点位误差可达到3cm 以内。

采用GPS 网中GJ-GL 作为已知边来测定地面仪器常数，用全站式陀螺仪GP2130R3，测量时用中天法，测定真北方向，其误差在20″以内。

1.2投点
投点就是在井筒中悬挂钢丝将井上的点位和方位角传递到井下。

用一根直径1。

5mm 的碳弹簧钢丝从井口投点。

为减少误差，必须用挡风板等减少风流影响，
每隔一段时间下放信号圈，看信号圈是否完全落下，并安排专人乘坐防坠器检查钢丝是否自由悬挂，在定向水平放一大桶，桶里放入稳定液，钢丝挂上50kg 重陀，将之浸入稳定液中，使之稳定。

1.3连测
投点稳定后井上下同时对钢丝连测，在地面点GL 架设全站仪，按5″导线测，两次对中四个测回进行施测；井下在D1 点架设用全站式陀螺仪GP2130R3，按7″导线进行施测。

全站式陀螺仪GP2130R3 用中天法测量，测定真北方向，从而测定钢丝-D1、D1-D2 坐标方位角，定向精度20″。

2）矿井高程联系测量
在井口连接点GL 架设全站仪，在井口和井底的中部分别安置棱镜，井上棱镜与水平面成45°夹角，井下的棱镜处于水平状态，通过全站仪测量出仪器中心至井上和井下棱镜的距离，来计算出井上与井下棱镜中高差；在井上GL 和井底D1 点架设全站仪，测量出井上棱镜中心与地面GL 点间的高差和井下棱镜中心与井下D1 点的高差，从而计算出井下起始点的高程。

参考文献:
[1]刘胜利,李宗稳. 优化矿井测量控制系统提高巷道贯通准确性[J]. 山东煤炭科技, 2009,(05).
[2]曲正战,张金钟,石礼明. 计算机技术在矿井测量辅助计算中的应用[J]. 山东煤炭科技, 2009,(04).
[3]张馨方, 黄敏儿. 陀螺定向测量方法在矿井贯通中的应用[J]. 科技致富向导, 2011,(23)
[4]郭战现, 樊永生, 尚青战, 杨新军. 中腰线一体测量在急倾斜巷道贯通中的应用[J]. 中州煤炭, 2010,(12)。