全站儀配合鋼絲進行立井高程聯系測量

賈理爭

(中國華冶科工集團安徽分公司)

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全站儀配合鋼絲進行立井高程聯系測量

賈理爭

(中國華冶科工集團安徽分公司)

摘要以張莊鐵礦南風井平巷開拓工程為例，詳細分析了立井聯系測量過程中利用全站儀配合鋼絲法代替傳統的鋼尺導入高程方法，討論了該2種方法在實際工程中的可行性與實用性，并對全站儀導入高程的精度進行了驗證，供類似應用研究參考。

關鍵詞立井聯系測量全站儀鋼絲導入高程

目前，在礦山測量工作中，主要采用傳統的鋼尺導入高程的方法進行立井高程聯系測量，但在我國市售的鋼尺中，很少有能夠滿足礦山立井高程聯系測量所需的長度。常用的方法主要以若干個短鋼絲首尾相接的方法完成對規定長度的測量要求，或花費較多的人力、物力去訂做相應長度的鋼尺。以上2種方法雖均能滿足生產需要，但鋼尺連接后的尺長改正、拉力改正、溫度改正等的計算較繁瑣，且精度不高，給測量工作增添難度。近年來，全站儀在礦山測量中得到了廣泛應用，該儀器不僅具有體積小、操作簡便、測量速度快、測量精度高等優點，而且可自動實現距離測量，無需進行各種改正數計算[1-3]。在立井高程聯系測量中，利用全站儀可克服傳統高程聯系測量的不足，大大簡化測量過程。本研究以張莊鐵礦南風井平巷開拓工程為例，將全站儀配合鋼絲進行了立井聯系測量，并對測量流程和結果進行詳細分析。

1工程概況

張莊鐵礦南風井平巷開拓工程是張莊鐵礦一項重點工程，該井筒施工平巷與副井平巷屬對頭施工，因此對于井上井下的高程聯系測量精度要求較高。已知井口近井點A的標高+45.034 m，需通過聯系測量得到井下B點的高程(圖1)。

圖1　立井聯系測量示意

2測量準備工作及外業實測

2.1測量準備工作

井上與井下各1個測量小組，每組4人，測量所需工具的相關信息見表1。

表1　測量所需工作信息

2.2外業實測

2.2.1下放鋼絲

將絞車固定在井口附近，位置選擇應盡量避開水準儀對近井點A的觀測視線(圖1)，鋼絲通過滑輪下放，下放鋼絲過程中應確保鋼絲不扭曲，控制絞車速度，勻速下放，同時在鋼絲底部懸掛配重，待鋼絲下至規定的深度后，將絞車固定，并對鋼絲進行穩定。鋼絲穩定后，井下將預先準備的重錘掛于鋼絲底部，待鋼絲再次恢復穩定后，便完成了鋼絲的下放工作。井下人員通過對講機通知井上人員釋放若干個有鐵絲做成的信號圈，以便檢查鋼絲在井筒內是否有卡住的部位，檢查無問題后進行實測。

2.2.2實測

如圖1所示，井上、井下2組人員同時進行水準儀架設，并將水準尺同時立在已知點A和待測點B，同時觀測并記記錄數據分別為a、b。井上人員利用水準儀后視已知高程點A上的水準尺，計算出視線高，水準儀在標尺上讀數a(+1.325 m)，視線高+46.361 m，對講機通知井下人員開始對鋼絲進行觀測，同時記錄下井上、井下2組氣壓、溫度值。當2組人員同時觀測到鋼絲之后，迅速用標線夾對井上、井下在鋼絲上同時做標記，固定結實。如圖2所示，第1組觀測的點分別標記為a1、a2，通知井上人員上提鋼絲一段距離，用同樣的方法測出另外2組數據b1、b2、c1、c2。3組數據觀測之后，開始對標記數據進行檢查，要求a1、b1、c1間的距離與井下的a2、b2、c2間距離之差不大于3 mm，否則須重新進行觀測。井下人員需測出視線高與待測B點的高差b(-2.016 m)，便于直接得出B點高程。觀測完畢后，井下人員取下重錘，用測力計測出重錘重量并加以記錄。掛上配重，通知井上人員將鋼尺勻速收至井上，用溫度計測量井筒上下的溫度并記錄。

在空曠平坦的地面上將鋼尺展開，一端固定于一處不可移動的重物上，確認鋼絲固定完畢后，通知另一端開始用測力計對鋼絲施加拉力。當測力計的度數和測量重錘時顯示的讀數一致時，待讀數穩定后持續該拉力，架設全站儀及棱鏡進行測距。如圖2所示，儀器架設于a1點，棱鏡架設于a2點，記錄現場的溫度和氣壓，開始測距，并在測距時全站儀應輸入溫度、壓強改正數值。采用相同方法得出另外2組數據。

圖2　全站儀測距示意

3內業計算

根據外業觀測的數據記錄，需對鋼絲進行溫度與拉伸改正，經計算，3段測距的平均值為526.326 m，鋼絲的自重拉伸改正值為55 mm，鋼絲的溫度改正值為0，鋼尺改正后的長度為526.381 m，由此得出井下待求水準點B的高程-478.005 m。按本研究上述觀測步驟獨立進行了2次試驗，2次投點測得高差互差為35 mm,，測量精度為1/15 039，遠小于《礦山測量規范》中規定的1/8 000。在上述試驗的基礎上，獨立進行了一次鋼尺法導入高程試驗，其結果與上述試驗結果的對比限差仍符合《礦山測量規范》要求，可滿足井下生產需要。

4結語

以張莊鐵礦南風井平巷開拓工程為例，采用全站儀配合鋼絲法以及鋼絲法分別進行了立井導入高程試驗，結果表明，全站儀配合鋼絲法、鋼絲法的測量精度均能滿足要求，相對而言，全站儀配合鋼絲法操作不但簡便快捷，節省了人力，并且減少了對井筒的占用時間，可見該方法具有較好的推廣價值。

參考文獻

[1]孫孝軍.全站儀用于高程測量的優點及精度分析[J].山西建筑，2007，33(27)：355-356.

[2]吳貴才.工程測量學[M].徐州：中國礦業大學出版社，2011.

[3]劉紅方，張鵬飛.全站儀在立井導入高程測量中的應用[J].山西建筑，2009，35(31)：352-353.

(收稿日期2015-12-02)

賈理爭(1988—)，男，助理工程師，237474 安徽省六安市霍邱縣范橋鄉。