淺談巷道高程控制測(cè)量

冀念芬，王成志

（1.甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741025；2.三和數(shù)碼測(cè)繪院，甘肅 天水 741025）

1 高程測(cè)量的目的與任務(wù)

井下高程測(cè)量的目的,就是確定各種采掘巷道、硐室在豎直方向上的位置及其相互關(guān)系以此來(lái)處理相關(guān)采掘工程在豎直方向的幾何關(guān)系問(wèn)題。高程控制測(cè)量的任務(wù)就是要測(cè)定巷道地板的高程；標(biāo)定出巷道在豎直面內(nèi)的方向；測(cè)定巷道內(nèi)永久導(dǎo)線點(diǎn)和各種水準(zhǔn)點(diǎn)的高程，建立井下高程基本控制網(wǎng)[1]。

2 井下高程測(cè)量方法及相關(guān)精度

水準(zhǔn)測(cè)量和三角高程測(cè)量是井下建立高程控制網(wǎng)的主要方法，在主要水平運(yùn)輸巷道中.一般應(yīng)用水準(zhǔn)測(cè)量方法;而在其他巷道中，可根據(jù)采礦工程的要求，以及巷道坡度的大小等具體情況來(lái)定[2]。巷道的坡度小于8°時(shí)宜采用水準(zhǔn)測(cè)量，則大于8°時(shí)即采用全站儀三角高程測(cè)量的方法。

井下水準(zhǔn)測(cè)量按兩級(jí)劃分，Ⅰ級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量精度要求較高主要用于建豎井下高程測(cè)量的首級(jí)控制，由井底車場(chǎng)水準(zhǔn)點(diǎn)開始,沿著主要水平運(yùn)輸巷道向井田邊界施測(cè);Ⅱ級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量則其精度要求較低,主要是為了滿足礦井日常生產(chǎn)的需要、檢查巷道掘進(jìn)和運(yùn)輸線路的坡度、測(cè)繪巷道底板和運(yùn)輸軌面的縱面圖,以及確定臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)和其他水準(zhǔn)點(diǎn)的高程,因此Ⅰ級(jí)水準(zhǔn)路線均敷設(shè)在Ⅰ級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)間和采區(qū)的次要巷道內(nèi)[3]。此外,對(duì)于井田一翼小于500m的小礦井,Ⅱ級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量也可以作為首級(jí)高程控制。在進(jìn)行高程測(cè)量之前,應(yīng)在井底車場(chǎng)內(nèi),沿主要巷道頂、底板或兩幫的穩(wěn)定巖石中、旋體上或井下永久固定設(shè)備基礎(chǔ)上,預(yù)先設(shè)置好水準(zhǔn)基點(diǎn)。水準(zhǔn)點(diǎn)按每隔300m～500m設(shè)置一組，至少由三個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)組成，點(diǎn)與點(diǎn)之間的間距以30m～80m為宜。注意可采用井下永久導(dǎo)線點(diǎn)可作為水準(zhǔn)基點(diǎn)可以不再埋設(shè)新點(diǎn)。井下水準(zhǔn)路線應(yīng)隨巷道掘進(jìn)不斷向前測(cè)量[4]。井下高程控制測(cè)量所確定的各測(cè)點(diǎn)的高程應(yīng)與礦區(qū)地面高程系統(tǒng)相一致。

3 井下水準(zhǔn)測(cè)量

3.1 觀測(cè)方法

井下水準(zhǔn)測(cè)量主要使用精度不低于S1o級(jí)的水準(zhǔn)儀和長(zhǎng)度為1.5m或2m的礦用水準(zhǔn)尺。路線的布設(shè)形式、施測(cè)方法均與地面水準(zhǔn)測(cè)量相同。施測(cè)時(shí)水準(zhǔn)儀安置于兩尺點(diǎn)之間,前后視距離大致相等(其視線長(zhǎng)度一般為15m～40m),觀測(cè)時(shí)要用礦燈照明水準(zhǔn)尺,讀取后視讀數(shù)a和前視讀數(shù)b,則兩點(diǎn)的高差和B點(diǎn)的高程按下式計(jì)算:h=a-b；HB=HA+h。由于巷道中的水淮點(diǎn)有的設(shè)在頂板上,有的設(shè)在底板上,立尺點(diǎn)不論是位于底板還是頂板,只要在立于頂板點(diǎn)的水準(zhǔn)尺讀數(shù)之前加上負(fù)號(hào),仍然可以用h=a-b計(jì)算兩測(cè)點(diǎn)的高差，需要指出的是立于頂板點(diǎn)的水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)倒立，即尺面的零端在上。

3.2 觀測(cè)注意事項(xiàng)

用檢定過(guò)的水準(zhǔn)尺進(jìn)行高級(jí)、Ⅰ級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量；高級(jí)、Ⅰ級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)每隔300m～800m設(shè)為一組，兩水準(zhǔn)點(diǎn)之間的距離距以30m～80m為宜，且每組至少由兩個(gè)永久固定的水準(zhǔn)點(diǎn)組成；每組水準(zhǔn)點(diǎn)需要往返觀測(cè)各一次，應(yīng)保證前后視距大致相等，視線長(zhǎng)度不超過(guò)75m。

3.3 內(nèi)業(yè)計(jì)算

由于測(cè)量誤差的存在，水準(zhǔn)路線的觀測(cè)高差和其理論值不相符，其差值則為高差閉合差。不同水準(zhǔn)路線高差閉合差的計(jì)算公式不同。閉合水準(zhǔn)路線高閉合差公式為fh=∑h測(cè)，附合水準(zhǔn)路線高差閉合差為fh=∑h測(cè)-∑h理；∑h理=(H終-H始)。衡量觀測(cè)值質(zhì)量的精度指標(biāo)是高差閉合差，高差閉合差能否合乎要求必須要有限度，如果超限則需返工重測(cè)。

高差閉合差的限差要求，見下表1。

表1 水準(zhǔn)路線的觀測(cè)高差的限差要求

4 井下三角高程測(cè)量

（1）觀測(cè)方法。當(dāng)?shù)叵驴拥赖膬A角大于8°時(shí),可以選用全站儀三角高程測(cè)量,來(lái)測(cè)定導(dǎo)線點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)的高程。三角高程測(cè)量的等級(jí)和導(dǎo)線的等級(jí)相適應(yīng)，分為基本控制和采區(qū)控制。因?yàn)槿歉叱虦y(cè)量是和導(dǎo)線測(cè)量同時(shí)進(jìn)行的,所以只需按同精度加測(cè)傾角δ,并量取儀器高i和覘標(biāo)高v,求出兩點(diǎn)間點(diǎn)的高差hAB，即hAB=Lsinδ+i-v由于點(diǎn)位有的在底板,有的在頂板，所以在應(yīng)用該公式計(jì)算高差時(shí),應(yīng)在i和v的數(shù)值前冠以相應(yīng)的符號(hào)。當(dāng)點(diǎn)位在底板時(shí),i與v取正號(hào);點(diǎn)位在頂板時(shí),i與v取負(fù)號(hào)。三角高程測(cè)量的傾角觀測(cè)測(cè)回?cái)?shù)為一,通過(guò)斜井導(dǎo)入高程時(shí)觀測(cè)測(cè)回?cái)?shù)為二,測(cè)回間的互差J2經(jīng)緯儀不應(yīng)大于20，J6經(jīng)緯儀不應(yīng)大于40"。量取i及v應(yīng)使用小鋼尺,于測(cè)前、測(cè)后量取兩次,若其差值不超過(guò)4mm時(shí)可取其平均值。

對(duì)于基本控制導(dǎo)線的三角高程，應(yīng)采取往返觀測(cè)進(jìn)行,相鄰兩點(diǎn)往返測(cè)高差的互差以及三角高程閉合差不得超過(guò)下表2的規(guī)定。

表2 三角高程閉合差規(guī)定表

（2）觀測(cè)要求。①儀器高和棱鏡高在量取的時(shí)候盡量準(zhǔn)確。②在觀測(cè)的時(shí)候應(yīng)該注意儀器的指標(biāo)差.測(cè)回差,及對(duì)向觀測(cè)的高差。③選導(dǎo)線點(diǎn)時(shí)應(yīng)注意兩點(diǎn)間必須通視,邊長(zhǎng)根據(jù)測(cè)量場(chǎng)地確定，邊長(zhǎng)較短時(shí)應(yīng)嚴(yán)格注意對(duì)中和瞄準(zhǔn)的精度。④如果沒(méi)有起使方位角,可根據(jù)實(shí)地方向去假定，同理也可以假定起始點(diǎn)坐標(biāo)。⑤計(jì)算限差：導(dǎo)線角度閉合差的限差為±,n為測(cè)角數(shù),同一邊往,返測(cè)相對(duì)誤差應(yīng)小于1/2000。導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差的限差為1/2000。超限應(yīng)重測(cè)。

5 結(jié)語(yǔ)

巷道高程測(cè)量的目的是建立井下高程控制系統(tǒng)，進(jìn)而確定井下導(dǎo)線點(diǎn)、高程點(diǎn)的標(biāo)高以及巷道、硐室的標(biāo)高，達(dá)到指導(dǎo)礦井采掘施工和滿足礦圖填繪高程注記等目的。