煤礦井下控制測量技術運用范文

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《科技創業家雜志》2014年第九期

1井下平面控制測量的方法

在通常條件下,大型礦井的井下要全部采用7"級導線作為基本控制導線,導線全部采用閉合導線或復測支導線。為確保控制點的穩定、可靠,基本控制導線點通常采用2m錨桿打進巷幫或巷道頂板,外露150mm～200mm,再把特制的測點安置在外露端。井下基本控制導線測量所用儀器全部采用2"級防爆經緯儀(全站儀),采用測回方法實施測量。大型采區,采用綜合機械化采煤的工作面走向長,如某礦走向超過3000m,采用帶式輸送機運輸。在此種礦井,采區控制導線全部按照7"級導線技術要求施測。爆破采煤工作面走向比較短,采區控制導線采用15"級導線技術要求施測。采區控制導線要隨巷道掘進30-100m延長一次;安設激光指向儀的頭面視巷道情況要適當延長距離,但最長不可超過200m。中型采區采用30"級導線作為采區控制。井下導線測量的外業是選點、埋點、測角、量邊和碎部采集。內業包括計算與繪圖。井下導線點一般設在頂板上,導線點分永久點和臨時點。導線點要統一編號,并用油漆明顯地標志在點的附近。測角用經緯儀或全站儀,用測回方法。因測點通常設在頂板上,因此經緯儀要有鏡上中心,以便在測點下對中。

量邊用檢定過的鋼尺進行。以鋼尺測量井下基本控制導線的邊長時,實測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,再導線邊長化算到投影水準面和高斯投影面上。井下鋼尺量邊費時費力。在較長距離的直線巷道中采用光電測距儀測距,可以克服鋼尺量邊的困難,還能提高量邊的精度和效率。如果采用光電測距儀測距,測量的距離要加入溫度、氣壓、儀器常數、地球曲率、大氣折光等改正,也需要傾斜改正,將導線邊長化算到投影水準面和高斯投影面上。經緯儀導線要及時測量,準確計算,信息資料要妥善保管。應該注意的是,在生產建設初期,因井下巷道都還未連通,此時平面控制導線的形式以復測支導線為主。隨著生產的推進,井下主要巷道已相互連通,按現代化礦山建設和安全生產的需要,要建立礦井井下平面控制測量網,形成各種閉(附)合導線。

井下平面控制網的建立必須與生產限差的要求一致。礦井測量是直接為采礦工程服務的,所以,測量工作的精度要滿足采礦對測量的要求。按長期的實驗研究分析得出:滿足普通采礦工程的生產限差通常取M限=±3m;滿足礦山救護需要向井下某一個指定地點打鉆孔,這時井下測量的允許誤差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。這些偏差都是測量的允許誤差。測繪新技術的不斷發展,陀螺經緯儀的使用日趨廣泛,新型的自動陀螺經緯儀確定井下一條邊的方位角如同測量一個水平角一樣容易,所以,在一些煤礦,已開始廣泛使用陀螺經緯儀導線,在井下導線的絕大部分邊上均實施定向測量,極大地提高了井下導線的精度,滿足了煤礦生產的要求。

2井下水準測量

如圖1所示,用水準測量的方法測量相鄰兩測點1和2的高差,要在其間安置水準儀,并在后視點1和前視點2的水準尺上分別讀取讀數ai和bi。得1、2兩測點的高差h12為。井下水準測量分為Ⅰ、Ⅱ兩級。Ⅰ級水準測量的精度要求很高,是礦井的首級高程控制,從導入高程的井下已知水準基點開始,沿著主要水平運輸巷道向井田邊界敷設。Ⅱ級水準測量精度較低,主要滿足礦井正常生產的需要,它敷設在Ⅰ級水準點之間和采區次要巷道內。

水準點要埋設在方便使用并能長期保存的地點。永久導線點可作為水準點使用。要統一編號,并把編號明顯地標記在點的附近。水準測量高程允許閉合差不可超過表2的限差要求。表中R為單程水準路線長度,L為閉、附合路線長度,均以km為單位。在一段水準路線施測完成后,要馬上在現場檢查外業手簿。檢查的內容主要有:表頭的注記齊全狀況;兩次儀器觀測的高差超限與否;高差的計算正確與否;頂、底板的水準點注明與否。在求得各點間的高差及各項限差均可滿足規定后,把高程閉合差進行平差,計算出各測點的高程。

煤礦井下高程控制測量是確定井下高程控制點的高程,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系的基礎。煤礦井下高程控制網,應采用水準測量和三角高程測量的方法敷設。在傾角小于8°的巷道中用水準測量,在傾角大于8°時采用三角高程測量。

作者：張金寶單位：七臺河市茄子河區煤炭局