井上井下控制測量的方法與精度分析

王繼君

(山西省晉煤集團寺河煤礦，山西 晉城 048000)

0 引言

隨著越來越多的人開始重視礦產資源的開發和礦井的建設工程。礦井地下的地形、地貌和地質條件受到越來越多人的關注。井下需要貫通的距離變得越來越長，對施工的速度也提出了更高的要求。在有限的時間內，如何更好地提高施工的精度成了大家都需要關注的問題。要想更好地提高測量精度，就需要讓本身的生產技術更上一層樓，而改變傳統的測量方法將變得越來越重要。只有切實提高井上和井下測量精度的實用技術，才能夠最大限度的確保整體貫通的精度，使得測量的工藝更精益求精。

1 井上下測量方法與精度分析

1.1 在礦區建立獨立的坐標系

在礦區建立獨立坐標系的過程中，所有的精度要求都要滿足大比例尺寸的測量圖和工程放樣的相關要求，在這個基礎上才能夠更好地建立獨立的坐標系。在礦山進行控制網絡布置的過程中，尤其應該先對礦山實際的地形、高度差和控制面積等因素進行全方位地測量和確定，然后再盡可能讓測量區內部的主要工礦建筑的范圍長度和投影能夠更好地滿足相關的要求。

在礦區測量的過程中主要考慮兩個方面。一方面需要對相關的長度進行更好地歸納和計算，然后再考慮其產生的主要影響；另外一方面也應該更好地對高度帶進行歸納和計算。當經過一段時間的計算之后，就會得出與橢球面的平均數相關的正數，整體的高程不超過180 m，而且偏移的位置基本在50 km以內[1]。如果高程在50～180 m之間，其偏離中央子午線就要在45 km以內；如果高程在160～290 m之間，中央子午線偏離就應該控制在60 km以內。整體測量的過程中，應該采用坐標系或者變形值的方法，這樣才能夠從全方位更好地滿足工程測量精度的要求。若算出參考的橢圓球面的平均高程為負數，整體高程應該被控制在-130～170 m之間，偏離中央子午線30 km以內，整體測量中應更好地采用國家坐標系變形值的方法來滿足工程測量的相關規范要求。

1.2 傳統導線控制網

目前在工程測量控制網絡中最常用的一種方法被稱作傳統導線控制網。通常會在一個需要測試的區域事先設置好幾個測量點，再由測量點的位置構成相關的幾何圖形，之后再觀察圖形中的角度、邊長和方向。在用傳統的導線網絡進行測量的過程中，真正需要觀測的三角網的數量相對較少，有時也會發生觀測差值的情況。垂直的偏差對于山區是有很大影響的。在相關地區測量的過程中，本人視線的長度將會受到很大的限制，所以測量的結果將不會很準確，可靠性也不會很高。又因為觀測工作是在野外非常復雜的條件下進行的，觀測人員本身的觀察角度和儀器都有很大的局限性。不僅觀測人員在本身觀測的過程中會產生極大的誤差，而且空氣中的濕度、溫度和密度等也會造成誤差。此外，要想真正獲得儀器觀測點的精確位置，就一定要用嚴密的操作方法把空間的位置計算出來。在整體計算的過程中，先將地面上觀測的結果集中在橢圓球面上，然后再將球面上計算的結果投影到專用的平面上，最后再通過特定的計算方法計算出來。這種控制方法由于受到地形和地貌的限制，不僅會對其物力、勞力和工期造成很大的影響，而且其測量的精度也會因此大打折扣，最終使得井下觀測的難度增大。

2 井上下測量方法

采用等高四架法的方法進行井下導線測量時，主要需要配置觀測人員1人、記錄人員1人、后視人員1人、對點人員3人和其他類型的人員，總體施工的過程如圖1所示。

圖1 等高四架法施工工藝流程示意圖

以B點作為井下貫通導線平面的起點，該起點算作整體路程的起點。把B點到A點的方位作為起始的方位，再在B點放置一個全站儀，然后再在A點和C點放置兩面棱鏡。等到所有的工具都放置好以后，再將A、B、C3個點全部平整對好后，進入到觀測的階段。相關人員在操作的過程中一定要用第4個腳架和基座與中間更好地平整。等到全部B點觀測結束以后，要迅速從B點把相關的基座拔出，然后更安全地移動到C點。在后視位置操作的人員要迅速地把A點的棱鏡轉移到B點的位置上，前視的人員就要將C點的棱鏡轉移到D點上[2]。等到B、C、D觀測都已經獲得了相關精準的位置后，再進行第2站的觀測。在第1站和第2站觀測的間隙，送腳架的工作人員一定要把處于A點的基座更好地送給處于A點的人員，如此循環之后，該段導線施工才算全部完畢。在對同一個高度的基座進行安置過程中，一定要保證整體的高度是一致的，這樣才能夠保證在每一站測量的時候能夠有很好的對照物。

3 提高井上下精度的方法

3.1 選擇科學合理的測量方法

在測量之前就要對每個測量點之間的距離進行精確的評估，并根據具體的要求制定全面的測量方法，必要時可對井巷貫通點之間產生的誤差進行計算。在選擇方案時，一定要選擇在技術上可行和精度上允許的測量方案，以便對整體貫通的工程量做到心中有數。在整體測量中，過高和過低的精度要求都是不合適的。在滿足工程測量精度的前提下應該全方位采用測量成果，并在此基礎上提高貫通工程的測量精度，選擇出合理的測量方案。某煤礦就開發了一套專屬于自己的測量工序和測量軟件。

3.2 全方位提高工作人員的素質

某煤礦在測量的過程中發生了極大的誤差，最主要的原因是工作人員在測量時經常粗心大意，把垂球、記錄本這些小物件遺落在了井下。而測量的工作人員又經常馬虎大意，在沒有工具的情況下就想著完成測量任務，導致最終數據出現了非常大的誤差，也使得當天的測量進度嚴重減慢[3]。

某煤礦的工作人員在進行實地測量中，將自己的測量點選擇在了木棚和比較破碎的頂板上，以求能夠提高工作和定點的速度。但是經過了一段時間之后木質的頂板就被腐蝕掉了，而且頂板上的頂點也被震掉了，同樣造成了測量失誤的事故。

以上兩起測量事故完全就是因為測量人員在測量時為了省事而引起的。很多時候測量的方法雖然很完善，但是極其不利于復查和定位。所以在測量的過程中尤其要注意提高工作人員自身的素質，這樣才能夠讓測量的過程變得更加順暢和完善。

3.3 完善相關的測量制度

在整個井上井下測量的過程中，雖然已經對整體測量的過程進行了規范，但是難免會有人為原因導致出現測量錯誤或者計算錯誤的時候，從而造成測量事故。為此，一定要制定相應的獎懲制度和措施，在此過程中激勵工作人員不斷地實現自我素質的提升。對于工作態度不端正和不積極的員工要進行全面的懲罰，同時對于工作狀況好的員工也要進行表揚和獎勵，在整體操作的過程中一定要制定完善的測量保證制度。

4 結語

在未來測量的過程中，尤其要注意井上井下測量方法的提升。不僅相關技術人員的素質要不斷地提升，而且測量方法和企業的制度也要不斷地保障。而要想真正提高測量的精度和準確度并不是一蹴而就的事情，這需要長時間的經驗積累。