井下測量

［摘要］礦山測量是礦山建設與生產時期全部測量工作的總稱。由于礦山測量工作涉及地面和井下，不僅要為礦山生產建設服務，而且更要為安全生產提供信息。如何合理利用有限的礦山資源和保障安全生產，需要我們測量工作者對礦山測量研究的對象和任務，及其在礦山測量組織與施工上需要花大量的時間來探討與研究。

［關鍵詞］礦山井下、測量、巷道中線、巷道腰線

礦山測量是礦山建設與生產時期全部測量工作的總稱。由于礦山測量工作涉及地面和井下，不僅要為礦山生產建設服務，而且更要為安全生產提供信息。如何合理利用有限的礦山資源和保障安全生產，需要我們測量工作者對礦山測量研究的對象和任務，及其在礦山測量組織與施工上需要花大量的時間來探討與研究。

一、礦山測量研究的對象和任務。

由于礦山測量研究的對象和任務是對于礦山的井筒、巷道、采掘、工作面、臺階、剖面等的定位與描述。因此，它與地形測量相比，在測量對象、工作條件以及精度分布等方面具有不同的特點。

礦山測量的對象與地形測量的對象在實質上并無區別，因為都是解決點位的問題。但是，地形測量的對象具有一定的相對穩定性，而礦山測量的對象則在時間與空間上是不斷變化的，測量工作必然受到時間與空間的限制。因此要求礦山測量工作必須跟隨采礦工程的發展而進行。

井下測量的空間是各種巷道與采掘場所，由于巷道狹窄，加之各種管道、車輛乃至行人、風流等都在其中通過或活動。因此，必然對測量工作產生干擾或阻礙。此外還有照明條件差，通視困難，因此要求在井下測量時，應盡量避開行人、車輛和管道，采用專門的照明設備和特殊的儀器工具，使之適應這樣的工作條件。甚至需要暫時停產，否則就無法工作。

地面測量，由于空間開闊，可以根據測量工作的原則，進行一次全面布設控制網并進行統一平差。這樣，測區各控制點的'精度是基本相同的，同一比例尺圖的精度分布也是均勻的。而在井下測量，只能隨著采掘工程的進展，從無到有，從小到大，逐漸延伸；所以測量精度的分布就不均勻。

礦山測量的主要任務是：

（1）建立礦區地面控制網和測繪l／500～l／5000的地形圖；

（2）進行礦區地面與并下備種工程的施工測量和驗收測量；

（3）測繪和編制各種采掘工程圖和礦山專用圖，以及礦體幾何圖（平、剖面圖）；

（4）進行巖層與地表移動的觀測及研究，為留設保護礦柱和安全開采提供資料；

（5）參加采礦計劃的編制，并對資源利用及生產情況進行檢查和監督。

二、礦山測量組織與施工

井下測量的工作主要是負責巷道施工的據進工程、開拓工程和貫通工程等等。在井巷開拓和采礦工程設計時，對巷道的起點、終點、方向、坡度、斷面規格等幾何要素，都有明確的規定和要求。巷道施工時的測量工作，就是根據設計要求，將其標定在實地上，其中主要的測量工作就是給出巷道的中線和腰線。中線是巷道在水平面內的方向線，通常標設在巷道頂板上，用于指示巷道的掘進方向。巷道腰線是巷道在豎直面內的方向線，標設在巷道兩幫上，用于控制巷道掘進時的坡度。同一礦井的腰線高于軌面設計高程應為一個定值，例如我公司井下三采區軌道、膠帶、回風巷腰線距底板（軌面） 1.4 m。巷道施工測量是生產礦井的日常測量工作，它是在井下平面控制測量和高程控制測量的基礎上進行的，而且直接與生產（建設）聯系。所以在施工測量之前，應該認真、仔細審閱設計圖紙，了解巷道的性質和用途，弄清新老巷道的幾何關系，以及設計巷道周圍的地質條件，水、采空區等情況。必要時，應該用解析法或圖解法檢查設計要素；然后才能到現場進行標定。在巷道掘進過程中，應及時給出中、腰線，隨時檢查并填繪礦圖。巷道施工測量直接關系著采礦工程的質量，關系到施工人員及礦井的安全，礦山測量人員必須認真、及時、細心地配合施工部門進行工作。

本人自從事礦山測量工作以來結合實踐經驗總結了以下幾點最常用、最基本的標定巷道中線和腰線的方法和步驟：

（一）巷道中線的標定及延伸巷道中線的標定

1．內容與要求：

(1)標定直線巷道的方向并延伸中線。

(2)在井下巷道內根據圖紙的設計要求，用全站儀（或經緯儀）標定新開巷道的位置和掘進方向，標定巷道中線。

(3)根據已知中線點，延長巷道中線。

2．方法和步驟

1)巷道開切位置、方向的標定

首先熟悉圖紙，了解設計巷道與其他巷道的幾何關系，檢查圖上給定數據。

(1)計算標定數據。

——設計巷道中線的坐標方位角；

——設計巷道的起點坐標；

——導線點坐標。

(2)標定巷道的開切地點和掘進方向。

A、經緯儀使用方法

①將經緯儀安置于4點（已知點），瞄準5點（已知點）垂球線，在此方向上量取定出A點并標設在頂板上。再量取檢查A點的正確性。

②在A點安置經緯儀，后視4點轉β角值，此時望遠鏡視準軸所指的方向即為設計巷道掘進方向。

③一人手執礦燈沿巷道一幫移動，當礦燈移到視準軸方向線上時，即在幫上打一標記，過此標記劃一鉛垂線，即為巷道中線。

④根據儀器視準軸方向，在A點之前或后方頂板上再標定兩個中線點，即由三點組成一組中線點，表示巷道掘進的方向。

B、全站儀使用方法

①、通過對中整平將全站儀安設于已知坐標點4。

②、同方法將棱鏡安設于已知后視點5。

③、確認儀器已經整平對中的前提下打開電源開關（POWER鍵），然后按（MENU鍵）進入菜單下，按F1進入數據測量。

④、輸入測站點坐標、儀高（注：點下輸負值，點上輸正值），然后照準后視點，輸入后視點坐標、鏡高。

⑤、進入坐標效驗測量，在兩點間坐標效驗準確后，得知真實坐標和方位角。

⑥、然后進入菜單內放樣工具下，輸入方樣放點坐標，鏡高（儀器上將顯示角度差和高差，鏡高可用對中桿加棱鏡來確定）。

⑦、打開全站儀激光，扭動全站儀直到HR為0°0′0″時即為設計方位角，然后將棱鏡置于激光上測出兩點間距離，測距后儀器顯示（+…或-…）根據儀器顯示前后移動棱鏡至HD為0時即確定位置。

⑧用鋼釘在底板確定位置處標定點，然后再用無棱鏡模式測量HR和HD，在兩次測定均正確的情況下，在底板標定中線點的位置上架設棱鏡。

⑨再棱鏡架設完成，確保其整平對中的情況下測量放樣點坐標，再均正確（誤差在允許范圍內時），將全站儀水平制動固定，然后上下扭動望遠鏡，調節望遠鏡焦距進行頂板中線點的布設。

注：在進行中線放樣時也可以不以坐標放樣，可以用方位角方樣的方法進行放樣，此方法精度無坐標點方法高，礦平時一般不采用。方法同上。

2)巷道中線的標定

新開掘的巷道掘進6～9 m后，應用經緯儀正式標出一組中線點，每組中線點不得少于3個點，點間距離不得小http://http://salifelink.com/news/55CE86F418F8DA23.html于2 m。

(1) 檢查A點是否有位移或破壞。

(2) 經檢查認為A點無位移后，將經緯儀安置在A點，用盤左后視4點，在水平度盤轉出β角值，在巷道頂板上距工作面5 m左右給出2′點，用盤右再給出2″點，取其2′、2″兩點中間點為2點，則2點即為巷道中線點。

(3) 然后在2點掛垂球，用一個測回實測∠4A2，用以檢查角β是否正確。

(4) 經檢查角β無誤后，再用經緯儀瞄準2點，在此方向線上的頂板或棚頂上標出1點。A、1、2三點即為一組中線點，在三點上掛上繩線。

3)巷道中線的延伸

一組中線點，可以指示巷道掘進30～40 m。隨著巷道的掘進，巷道中線要向前延伸才能制導巷道的掘進。

(1)首先檢查原中線點是否有移動，如B組中線點B、1、2是否在一條直線上。若其中有三點在一條直線上，便使用這三個點延伸。

(2)經檢查認為無誤后將經緯儀安置在B點，用盤左及盤右后視A點，轉180°沿視準軸方向定出一點，取其中間點C為新中線點。也可用瞄直法或拉線法。

(3)用經緯儀瞄準C點，再于此方向上定出1、2點。則C、1、2三點即為延伸的一組巷道中線點。

(4)在各組中線點中選出一點作為導線點，如A、B、C等點，以備進行采區導線測量時檢查中線的正確性。

3．注意事項

(1)巷道中線是控制巷道水平方向的重要指向線，因此標定時一定要細心，要做檢查，發現問題及時糾正，不因其簡單而輕視。

(2)中線點要選在不易被爆破時巖塊沖擊的地方，而且巖石一定要堅固，若設在棚梁上，更要注意棚梁的穩固性。

全站儀使用方法可以用（1）方法進行操作。

（二）全站儀巷道中、腰線的標定

我公司現井下使用儀器為全站儀，故主要論述用全站儀標定中腰線方法。我公司井下現掘巷道主要為開拓和準備巷道，井下掘進巷道均安設有激光指向儀，為了掘進準確同時減少手拉白繩時風的影響，在礦委領導及技術科全員的共同研究下，利用全站儀測量，激光調坡的方法進行中腰線的標定。具體方法見下：

①?? 、首以在已知中線點往后20cm，左右10cm處打眼安設激光指向儀，（激光指向儀的安設略）

②、將全站儀架設于已知坐標的中線點上（注：此點在激光和調坡時三角架中間），然后測量激光指向儀至全站儀的平距，然后將全站儀目鏡調至垂直度盤90或270度，然后將踏尺垂直豎于激光指向儀下，利用全站儀讀出水平面時踏尺的數據和計算出水平面同激光目鏡的高差。

③、然后全站儀扭180度，將踏尺垂直豎于計劃安設調坡時鐵三角架的位置下面，測出平距。

④、根據平距、高差、坡度算出踏尺上計劃坡度的位置，然后標出計劃安設鐵三角架的位置，并指定專人安設三角架（注：三角架安設時在中線點兩點各打一個眼，利用錨桿、錨固劑等固定三角架，具體情況略）。

⑤、在三角架安設完畢，且三角架中水平垂直白繩相交處調到指定位置（激光按坡度照射時相交的位置）后，再次測量確定位置準備。

⑥、最后調整激光水平、垂直制動螺旋，照定相交位置，即將激光調出坡度，掘進時按激光方向和坡度進行掘進。

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