礦井測(cè)距高程導(dǎo)線代替井下一級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量的研究

王長(zhǎng)鑫,李德超

（崇信縣百貫溝煤業(yè)公司,甘肅 平?jīng)?744202）

1 引言

徐礦集團(tuán)甘肅省崇信縣煤業(yè)百貫溝煤業(yè)公司位于陜甘寧交界處的平?jīng)鍪谐缧趴h，徐礦集團(tuán)甘肅崇信縣百貫溝煤業(yè)公司屬地壓大，構(gòu)造多，地質(zhì)條件復(fù)雜礦井。布設(shè)在礦井主要運(yùn)輸石門及采區(qū)巷道內(nèi)的基本控制導(dǎo)線及采區(qū)控制導(dǎo)線點(diǎn)活動(dòng)較為頻繁，采區(qū)及回采巷道尤為嚴(yán)重，對(duì)于礦井主要貫通工程的精確貫通影響很大。因此必須不定期對(duì)礦井測(cè)量控制系統(tǒng)，包括平面控制系統(tǒng)和高程控制系統(tǒng)進(jìn)行校測(cè)。如果平面控制和高程控制分別進(jìn)行，平面控制采用光電測(cè)距導(dǎo)線，高程控制采用水準(zhǔn)測(cè)量，則測(cè)量工作量比較大，且誤工誤時(shí)，影響礦井運(yùn)輸及安全生產(chǎn)。減少測(cè)量工程量，節(jié)省測(cè)量工作時(shí)間，并適應(yīng)礦井安全生產(chǎn)需要，成為擺在本領(lǐng)域技術(shù)人員面前的一道課題。

2 礦井測(cè)距高程研究現(xiàn)狀

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，防爆型全站儀在煤礦井下測(cè)量中得到越來(lái)越多的應(yīng)用。它不僅取代了鋼尺測(cè)距，減輕了測(cè)量人員的體力勞動(dòng)，而且在測(cè)距精度和效率上也大大提高。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是提高了測(cè)量速度和強(qiáng)制對(duì)中減少了對(duì)中誤差。那么如果采用“三架法”進(jìn)行井下導(dǎo)線測(cè)量的同時(shí)，也進(jìn)行三角高程測(cè)量，將平面、高程測(cè)量同時(shí)展開(kāi)，則必然能夠減少大量測(cè)量工作量，節(jié)省工作時(shí)間及大量精力。

3 測(cè)距高程導(dǎo)線代替井下一級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量的研究?jī)?nèi)容

對(duì)全站儀三角高程測(cè)量方法仔細(xì)分析、合理改進(jìn)，光電測(cè)距高程導(dǎo)線成果替代井下一級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量成果是具備理論與實(shí)踐基礎(chǔ)的，經(jīng)過(guò)筆者對(duì)高程導(dǎo)線成果替代井下一級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量成果的進(jìn)一步研究，得出如下研究成果。

（1）井下三角高程使用全站儀（測(cè)距精度為±(2+2ppm×D)mm的2″級(jí)）或者光電測(cè)距儀配以J2級(jí)經(jīng)緯儀測(cè)量垂直角，垂直角觀測(cè)精度不超過(guò)《煤礦測(cè)量規(guī)程》中7″導(dǎo)線精度要求的±15″，儀器高和乩板高精確丈量，兩次互差不超過(guò)4mm，利用光電測(cè)距三角高程導(dǎo)線計(jì)算的高程成果與井下一級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量成果進(jìn)行精度比較分析，為礦井的巷道貫通提供了準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料。

（2）在采用全站儀施測(cè)井下基本控制導(dǎo)線傳統(tǒng)的“三架法”聯(lián)測(cè)的基礎(chǔ)上，再多使用一付架腿配以基座和對(duì)點(diǎn)器，即使用“四架法”將三角高程與水平基本控制導(dǎo)線測(cè)量同時(shí)進(jìn)行，則能夠更進(jìn)一步節(jié)省測(cè)量時(shí)間，提高工作效率，避免測(cè)量引起的礦井運(yùn)輸安全事故，大大減少因測(cè)量工作影響的運(yùn)輸及生產(chǎn)時(shí)間。

（3）影響三角高程精度的主要來(lái)源是垂直角測(cè)量誤差，測(cè)距誤差影響相對(duì)較小，因此井下使用全站儀時(shí)要注意溫度、氣壓、濕度等條件對(duì)測(cè)角可能造成的影響，最好待儀器溫度與環(huán)境溫度一致后再開(kāi)始施測(cè)，同時(shí)在計(jì)算成果時(shí)可加入溫度、氣壓等綜合影響的改正數(shù)。

（4）在丈量?jī)x器高時(shí)，因?yàn)樾′摮呤菑臏y(cè)點(diǎn)量到儀器側(cè)面中心標(biāo)志，而非量至儀器真實(shí)中心，所以存在一個(gè)三角形的斜邊比直邊長(zhǎng)的問(wèn)題，也即所丈量的儀器高數(shù)值始終比真實(shí)值大，所以必要情況下要考慮這項(xiàng)因素造成的誤差，對(duì)每站儀器高的數(shù)值予以改正。

4 實(shí)施案例

為實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合的研究方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員將實(shí)踐導(dǎo)線定為徐礦集團(tuán)崇信縣百貫溝煤業(yè)公司礦井底車場(chǎng)導(dǎo)線布設(shè)與施測(cè)。這段導(dǎo)線全長(zhǎng)為2300多米，基本為平巷，因?yàn)閷?shí)踐目的是研制全站儀三角高程取代井下一級(jí)水準(zhǔn)的可行性，而水準(zhǔn)測(cè)量也基本是在平巷中應(yīng)用，斜巷中通常則采用三角高程測(cè)量，因此本領(lǐng)域技術(shù)人員確定全部實(shí)踐在平巷中進(jìn)行。然后對(duì)礦井導(dǎo)線進(jìn)行了全站儀三角高程往返測(cè)量，兩次三角高程中導(dǎo)線點(diǎn)的高程成果及其與水準(zhǔn)高程的比較見(jiàn)表1，通過(guò)表一看以看出光電測(cè)距三角高程的精度能夠滿足井下一級(jí)水準(zhǔn)高程精度要求。

5 總結(jié)

礦井測(cè)距高程導(dǎo)線代替井下一級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量，從理論與實(shí)踐的基礎(chǔ)上驗(yàn)證了其可行性，起到了減少測(cè)量工作量，提高了工作效率，也為測(cè)量新技術(shù)在更新、更廣領(lǐng)域范圍內(nèi)的應(yīng)用提供了借鑒。礦井測(cè)距高程導(dǎo)線代替井下一級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量在該礦的應(yīng)用避免了對(duì)礦井運(yùn)輸系統(tǒng)、安全生產(chǎn)的影響，安全經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益將十分顯著。

表1 三角高程成果及其與水準(zhǔn)高程的比較表

[1]潘培成.礦井測(cè)距高程導(dǎo)線代替井下一級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量的研究與實(shí)踐[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2014(33):71.

[2]張成友.井下光電測(cè)距三角高程測(cè)量精度探討[J].中州煤炭,2010(01):30-31.

[3]孫欽佩.井下光電測(cè)距三角高程導(dǎo)線精度的探討[J].黑龍江科技信息,2013(24):97.

[4]徐正揚(yáng),林廣元,郭木根,王克寬.精密測(cè)距三角水準(zhǔn)測(cè)量的研究[J].解放軍測(cè)繪學(xué)院學(xué)報(bào),1991(04):3-14.