井下導線測量方法的應用

一、礦井導線測量概述

礦山測量是礦山建設時期和生產時期的重要一環，測量工作及測量成果是為礦山生產服務的。隨著測繪科學技術迅速發展，礦山測量也不斷創新和發展，面對各種挑戰和機遇同在的關鍵時代，廣大測量科技工作者肩負著歷史的責任，有必要對礦山測量走過的艱苦歷程及其未來作一些回顧和認識，分析面臨的形勢、探討新時期礦山測量面臨的任務。

二、井下導線測量的意義

井下導線測量是礦井測量的重中之重，為各個工作面支導線提供準確的起算數據，是井巷貫通的重要依據。我們看到的各種作業方法、測量辦法創新，都是圍繞著導線測量精度展開的。隨著科技的發展和進步，煤礦測量工作也需要不斷的完善和創新。只有關注測量工作中的每一個細小環境，才能得出一個準確的測量結果，只有更加*的完成每一項測量工作才能更好的為煤礦生產運營保駕護航。

三、傳統的測量方法在礦山測量中的應用

（1）一般測量：全站儀作為當前應用*為廣泛的測繪儀器，是電子技術與光學技術發展結合的光電測量儀器，也是集測距儀、電子經緯儀的優點于一體的、應用前途廣泛的儀器，智能化的全站儀是目前銷量*大的測繪儀器，也是今后發展的主要方向。智能型全站儀是集光、電、磁、機的*新科學成果，集測距、測角為一體的先進儀器。*上先進的全站儀均以存儲卡、內部存儲器或電子手簿的方式記錄數據，具有雙路傳輸的通訊功能，能接收外部計算機的指令，由計算機輸入數據，也能向外部計算機輸出數據。全站儀已在工程測量、礦山測量、地籍測量等領域得到了廣泛的應用，其發展及應用正處在飛速發展之中。全站儀由于兼具有經緯儀和測距儀的優點，且以數字形式提供測量成果，其*作簡便、性能穩定、數據可通過電子手簿與計算機進行通訊等優點使其在礦山測量中得到了廣泛的應用。地面控制測量、地形測量、工程測量均可利用全站儀進行，聯系測量、井下測量工作也可用全站儀進行。以全站儀為代表的智能化、數字化儀器是礦山測量儀器今后的發展方向之一�；�于全站儀和現代計算機技術可建立礦山三維數據自動采集、傳輸、處理的礦山測量數據處理系統，取代傳統的手簿記錄、手工錄入、繁瑣計算等大量的重復性的工作。此外，全站儀在礦山地表移動監測、礦區土地復墾工程實施、礦區施工等方面也都得到應用，各大礦的測量機構正在以全站儀取代傳統的儀器進行日常的測量工作，既提高了效益，加快了速度，又減少了開發，保證了精度。利用全站儀在井下進行一般測量時，為了加快測量速度，可直接設置后視方位、測站坐標及高程，并設置好儀器高及鏡站高，直接讀取、記錄所測點的坐標及高程，從而及時了解掘進進度，指導井下工程按設計進行施工，保證*作業。為便于檢查，須同時記錄所測點的方位、平距、高差、垂直角、斜距。井下定中線、腰線時，由于全站儀可直接調出方位和讀出距離，省去了很多輔助工作，能方便、準確地現場標定中、腰線。

（2）角度測量：角度測量是井下測量中的重要工作，也是關鍵的工作。角度測量精度的高低直接影響到方位角的大小，從而影響*弱點和*弱邊的誤差。利用全站儀內置的重復角度測量模式測量，既能*正倒鏡的差，又能及時反映測量誤差，避免了來回轉換正倒鏡。井下角度測量照準方向一般以垂球線為*佳。為了得到*好的背景*，可在垂球線后而用照明工具透過透明紙進行照明，并把部分反光的照明燈關閉，以便更好地尋找測量目標。

（3）邊長測量：傳統的井下導線測量邊長是2人水平同時拉鋼尺，2人讀取數字，通常往往因2人力量把握不均，難以讀數，此外還有因聽錯、讀錯、記錯或算錯而導致限差不合要求，從而常常進行反復多次測量才符合要求，特別是在斜巷(20°-30°)上測量邊長難度更大。由于受鋼尺長度的影響，限定了導線邊長不能超過50m；當測量*導線邊長超過50m，除必須設中間定轉點外，還必須考慮鋼尺的各項改正，給測量工作帶來很多困難。全站儀的電子測距克服了鋼尺測量的諸多缺點，邊長遠遠超過50m，不但減少了測站，而且提高了測量精度。值得注意的是棱鏡整平對中后必須對準全站儀測站方向。由于井下受潮濕、溫度、能見度、照明亮度等影響，加上垂球線細度問題以及照準方向背景不好，兩測量導線點的邊長設置，在直線巷道中以不大于300m為宜。

（4）高程測量：井下高程測量一般利用水準儀進行，全站儀通過輸入測站高程，量取儀器高和鏡站高，直接顯示測量未知點的高程。雖然測量的是二角高程，但對指導一般的工程施工，同樣可達到快而準的*，并且可以與水準高程互相檢核。

四、傳統測量方法存在的缺陷

由于受煤礦井下環境條件的限制，一直以來，傳統的煤礦井下基本控制導線的測量方法都是采用逐站整平對中的形式，選擇比長的鋼尺（或光電測距儀）進行量邊的工作。整個測量的過程中，需要耗費大量的時間以及精力，而且無法保證測量的精準度，并且在測量過程中容易產生誤差。煤礦井下基本控制導線的測量工作效率的低下，直接導致煤礦企業的生產效率以及工作效率無法保持相對較高的水平。

五、優化方案

測量方案的確定要根據煤礦實際情況而定，需要考慮的情況有：貫通巷道長度、巷道寬度、風力大小、巷道坡度、變坡情況，綜合考慮選擇*優路線，在測量前先實地布設導線點，布設時要選擇易長時間保存不被破環的頂板或底板上，若風量較大時盡量選擇底板。前后視的導線邊長盡量相近，盡量避免短邊，也不易過遠，否則成像不清楚不利于常規全站儀的觀測，布設盡量少的導線點，減少測角誤差。返測時可以變換1-2個導線點，這樣可以檢查出閉合導線的閉合差。測量時建議使用三連架法(前后視的棱鏡和儀器使用3個腳架)，可以減少對中時間，并可檢查出上個測角由于儀器沒有對中儀器的粗差。隨著科技的發展水平不斷提高，隨著防爆全站儀在井下測量中的應用，很多煤礦生產企業開始采用三連架法進行煤礦井下基本控制導線測量的工作，以彌補傳統的測量方法產生的誤差。采用三連架法進行煤礦井下基本控制導線的測量工作的過程中，利用全站儀配套的棱鏡、基座等相關設備，可以減少測量工作中過渡點的對中誤差，在確保煤礦井下基本控制導線測量精準度的前提下，提高煤礦井下測量的工作效率。但是我們在燕子山礦的實際測量工作中，采用三連架法進行測量還是存在著一定的局限性。

1、在煤礦井下測量工作中采用三連架法，在測量路線確定后，需要煤礦企業停止在測量線路上的一切生產運輸活動，占用巷道時間長，需要與多個部門協調工作。

2、三連架法測量的環節，常常要對各個測量過渡點進行對中的處理工序，以減小對中誤差對各個測量點精準度帶來的不利影響。

3、另外，還需要注意處理煤礦井下隧道中霧氣以及風流對邊長光測量產生的影響。避免過大的霧氣導致全站儀測的測量數據誤差過大，*終導致測量精度出現問題的情況。

為了應對當前經濟發展對煤炭量的有效需求，煤礦生產企業不得不考慮如何提高企業的生產效率。而提高煤礦生產企業的生產效率的*佳方式之一，便是提高煤礦井下測量的精準度以及測量工作的效率。在煤礦井下基本控制導線的測量工作采用三連架法，雖然具有一定的積極作用，但是仍然無法滿足當前煤礦企業對測量工作的相關要求。因此，為了煤礦獲得更好的發展，我們結合燕子山礦井下測量工作的現狀，在日常測量工作中對煤礦井下基本控制導線的測量方法進行了一定的改進與創新。

1、減少對中誤差的方法。我們在實踐中采用經過改進與創新的煤礦井下基本控制導線測量方法，在一定程度上減少了對中環節的誤差，改善了對中的精準度，提高了測量的精度。我們在測量過程中采用激光對點器進行對中的工作，在此過程中要注意充分地利用光學折射原理，通過觀察激光對點器發出的光束，直接觀察頂板的測點的變化情況。這樣的方式不僅可以在一定程度上削弱風流過大對測量產生的不利影響，而且簡化了測量的程序。

2、減少工作時間的方法。使用三連架法測量的相關工作，需要設置煤礦井下導線測量的相關導線點，包括測站點、后視點、前視點等，在測量時只要移動三連架調整對中的角度即可，這樣的測量方式可以在一定程度上提高測量的精準度，但是需要耗費一定的時間。我們將測量三角架、基座、棱鏡等配套設備增加到四套，將原來的三連架法變成四架三連法。改進方法后，我們在進行煤礦井下測量時，可以同時進行兩點的觀測，大大縮短了測量的時間以及占用煤礦井下運輸線路的時間。這種改進與創新的煤礦基本控制導線測量法，在很大程度上可以彌補傳統的煤礦井下基本控制導線測量方法中存在的局限性，不僅能夠保證煤礦井下基本控制導線的測量的精準度，而且對于提高煤礦生產企業的生產效率，促使其更好的在煤礦井下測量中更好的發揮作用。

3、在煤礦井下基本控制導線測量工作中，還會涉及到如何合理的處理長邊、短邊的測量工作。在此測量環節中，我們要盡量選擇使用相鄰導線邊長數據相一致的導線，在長邊、短邊進行過渡時，如果出現前視點、后視點邊長相差較大時，可以適當的調整調焦鏡的運行范圍，以*測量方向的誤差。同時，更要加強重視短邊的測量環節。由于在短邊測量中，測量儀器以及對中都會存在一定的誤差，因此提高短邊的測量精準度一直是一個難題。在改進后的煤礦井下基本控制導線測量法中，我們選擇使用了延伸三角形的方式，來彌補短邊測量中測量儀器以及對中存在的誤差，通過延伸三角形進行導線方位角的傳遞，我們進一步地提高短邊測量的精準度，也縮短了短邊測量的時間，取得了良好的*，有效*了上述誤差的影響，提高了導線測量精度，促進煤礦井下基本控制導線測量工作總體的工作效率的進一步提高。

在導線A—B—C—D—E—F中，遇到短邊BC時，通過延伸三角形，采用A—B—D—C—E—F的路線，跨過短邊BC，則EF邊的方位角：∠1一∠2 + ∠3 + ∠L4 ± 4×180º，圖1所示。

圖l 用延伸三角形法求取導線方位角

三、總結：