煤礦井下控制測(cè)量技術(shù)運(yùn)用范文

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《科技創(chuàng)業(yè)家雜志》2014年第九期

1井下平面控制測(cè)量的方法

在通常條件下,大型礦井的井下要全部采用7"級(jí)導(dǎo)線作為基本控制導(dǎo)線,導(dǎo)線全部采用閉合導(dǎo)線或復(fù)測(cè)支導(dǎo)線。為確保控制點(diǎn)的穩(wěn)定、可靠,基本控制導(dǎo)線點(diǎn)通常采用2m錨桿打進(jìn)巷幫或巷道頂板,外露150mm～200mm,再把特制的測(cè)點(diǎn)安置在外露端。井下基本控制導(dǎo)線測(cè)量所用儀器全部采用2"級(jí)防爆經(jīng)緯儀(全站儀),采用測(cè)回方法實(shí)施測(cè)量。大型采區(qū),采用綜合機(jī)械化采煤的工作面走向長,如某礦走向超過3000m,采用帶式輸送機(jī)運(yùn)輸。在此種礦井,采區(qū)控制導(dǎo)線全部按照7"級(jí)導(dǎo)線技術(shù)要求施測(cè)。爆破采煤工作面走向比較短,采區(qū)控制導(dǎo)線采用15"級(jí)導(dǎo)線技術(shù)要求施測(cè)。采區(qū)控制導(dǎo)線要隨巷道掘進(jìn)30-100m延長一次;安設(shè)激光指向儀的頭面視巷道情況要適當(dāng)延長距離,但最長不可超過200m。中型采區(qū)采用30"級(jí)導(dǎo)線作為采區(qū)控制。井下導(dǎo)線測(cè)量的外業(yè)是選點(diǎn)、埋點(diǎn)、測(cè)角、量邊和碎部采集。內(nèi)業(yè)包括計(jì)算與繪圖。井下導(dǎo)線點(diǎn)一般設(shè)在頂板上,導(dǎo)線點(diǎn)分永久點(diǎn)和臨時(shí)點(diǎn)。導(dǎo)線點(diǎn)要統(tǒng)一編號(hào),并用油漆明顯地標(biāo)志在點(diǎn)的附近。測(cè)角用經(jīng)緯儀或全站儀,用測(cè)回方法。因測(cè)點(diǎn)通常設(shè)在頂板上,因此經(jīng)緯儀要有鏡上中心,以便在測(cè)點(diǎn)下對(duì)中。

量邊用檢定過的鋼尺進(jìn)行。以鋼尺測(cè)量井下基本控制導(dǎo)線的邊長時(shí),實(shí)測(cè)的邊長要加入鋼尺比反改正、溫度改正、拉力改正、垂曲改正、傾斜改正,再導(dǎo)線邊長化算到投影水準(zhǔn)面和高斯投影面上。井下鋼尺量邊費(fèi)時(shí)費(fèi)力。在較長距離的直線巷道中采用光電測(cè)距儀測(cè)距,可以克服鋼尺量邊的困難,還能提高量邊的精度和效率。如果采用光電測(cè)距儀測(cè)距,測(cè)量的距離要加入溫度、氣壓、儀器常數(shù)、地球曲率、大氣折光等改正,也需要傾斜改正,將導(dǎo)線邊長化算到投影水準(zhǔn)面和高斯投影面上。經(jīng)緯儀導(dǎo)線要及時(shí)測(cè)量,準(zhǔn)確計(jì)算,信息資料要妥善保管。應(yīng)該注意的是,在生產(chǎn)建設(shè)初期,因井下巷道都還未連通,此時(shí)平面控制導(dǎo)線的形式以復(fù)測(cè)支導(dǎo)線為主。隨著生產(chǎn)的推進(jìn),井下主要巷道已相互連通,按現(xiàn)代化礦山建設(shè)和安全生產(chǎn)的需要,要建立礦井井下平面控制測(cè)量網(wǎng),形成各種閉(附)合導(dǎo)線。

井下平面控制網(wǎng)的建立必須與生產(chǎn)限差的要求一致。礦井測(cè)量是直接為采礦工程服務(wù)的,所以,測(cè)量工作的精度要滿足采礦對(duì)測(cè)量的要求。按長期的實(shí)驗(yàn)研究分析得出:滿足普通采礦工程的生產(chǎn)限差通常取M限=±3m;滿足礦山救護(hù)需要向井下某一個(gè)指定地點(diǎn)打鉆孔,這時(shí)井下測(cè)量的允許誤差M限=±1.2m;一些特殊采礦工程,如井巷貫通的生產(chǎn)限差,中線間的允許偏差值為0.3—0.5m,腰線間的允許偏差為0.2m。這些偏差都是測(cè)量的允許誤差。測(cè)繪新技術(shù)的不斷發(fā)展,陀螺經(jīng)緯儀的使用日趨廣泛,新型的自動(dòng)陀螺經(jīng)緯儀確定井下一條邊的方位角如同測(cè)量一個(gè)水平角一樣容易,所以,在一些煤礦,已開始廣泛使用陀螺經(jīng)緯儀導(dǎo)線,在井下導(dǎo)線的絕大部分邊上均實(shí)施定向測(cè)量,極大地提高了井下導(dǎo)線的精度,滿足了煤礦生產(chǎn)的要求。

2井下水準(zhǔn)測(cè)量

如圖1所示,用水準(zhǔn)測(cè)量的方法測(cè)量相鄰兩測(cè)點(diǎn)1和2的高差,要在其間安置水準(zhǔn)儀,并在后視點(diǎn)1和前視點(diǎn)2的水準(zhǔn)尺上分別讀取讀數(shù)ai和bi。得1、2兩測(cè)點(diǎn)的高差h12為。井下水準(zhǔn)測(cè)量分為Ⅰ、Ⅱ兩級(jí)。Ⅰ級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量的精度要求很高,是礦井的首級(jí)高程控制,從導(dǎo)入高程的井下已知水準(zhǔn)基點(diǎn)開始,沿著主要水平運(yùn)輸巷道向井田邊界敷設(shè)。Ⅱ級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量精度較低,主要滿足礦井正常生產(chǎn)的需要,它敷設(shè)在Ⅰ級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)之間和采區(qū)次要巷道內(nèi)。

水準(zhǔn)點(diǎn)要埋設(shè)在方便使用并能長期保存的地點(diǎn)。永久導(dǎo)線點(diǎn)可作為水準(zhǔn)點(diǎn)使用。要統(tǒng)一編號(hào),并把編號(hào)明顯地標(biāo)記在點(diǎn)的附近。水準(zhǔn)測(cè)量高程允許閉合差不可超過表2的限差要求。表中R為單程水準(zhǔn)路線長度,L為閉、附合路線長度,均以km為單位。在一段水準(zhǔn)路線施測(cè)完成后,要馬上在現(xiàn)場(chǎng)檢查外業(yè)手簿。檢查的內(nèi)容主要有:表頭的注記齊全狀況;兩次儀器觀測(cè)的高差超限與否;高差的計(jì)算正確與否;頂、底板的水準(zhǔn)點(diǎn)注明與否。在求得各點(diǎn)間的高差及各項(xiàng)限差均可滿足規(guī)定后,把高程閉合差進(jìn)行平差,計(jì)算出各測(cè)點(diǎn)的高程。

煤礦井下高程控制測(cè)量是確定井下高程控制點(diǎn)的高程,這是解決各種采掘巷道、硐室等在豎直方向上的位置及相互關(guān)系的基礎(chǔ)。煤礦井下高程控制網(wǎng),應(yīng)采用水準(zhǔn)測(cè)量和三角高程測(cè)量的方法敷設(shè)。在傾角小于8°的巷道中用水準(zhǔn)測(cè)量,在傾角大于8°時(shí)采用三角高程測(cè)量。

作者：張金寶單位：七臺(tái)河市茄子河區(qū)煤炭局