中钢集团山东富全矿业有限公司立井联系测量及误差分析

范振华 范庆鹏

【摘 要】本文通过富全矿业立井测量的实践经验，详细描述了常规立井联系测量中的定向与导入高程的步骤以及误差分析。

【关键词】联系测量；定向；导入高程；误差分析

矿山立井联系测量是将地面测量坐标系统传递到井下，使井上下采用同一坐标系统，立井联系测量包括平面联系测量和高程控制测量。平面联系测量的任务是确定井下经纬仪导线起算边的坐標方位角和起算点的平面直角坐标。通常我们把确定井下导线起算边坐标方位角的误差作为平面联系测量的精度标准，并把平面联系测量简称为定向.高程联系测量的任务是确定井下水准基点的高程，称为导入高程；本次立井联系测量共进行5个大方面的工作，具体如下：

1资料搜集

首先搜集资料，现场进行勘查，测量成果精度分析，本次联系测量使用由煤炭工业济南设计研究院有限公司2007年10月提供的四级导线点副井井筒十字中线测量成果FS1、FS2作为本次联系测量工作的起算数据：

起算数据表（1954北京坐标系1956黄海高程基系）

点位 等级 X坐标（m） Y坐标（m） Z（m）

FS1 一级 3964867.623 451960.944 46.119

FS3 一级 3964827.872 451965.825 46.000

2资源配置

2.1人员组织

井上、下联系测量时，按常规要求，需要组长1人（兼职）、观测1人、记录1人、前视2人、协作1人，共计6人。

投点、导高程时的人员配备及分工表

地点 组长 观测 纪录 通讯联络 其他 合计

地面 1（兼职） 1 1 1 3 6

井下 1（兼职） 1 1 1 3 6

合计 2（兼职） 2 2 2 6 12

2.2设备配置

仪器设备配置表

名称 单位 数量 备注

Leica自动安平水准仪 台 2

Leica2”全站仪 套 2

水准塔尺 个 4

钢丝 套 2 1000米/套

长钢尺 套 2

拉力计 个 2

手摇绞车 台 2

垂球 个 2 25kg/个

稳定桶 个 2

2.3仪器检校

在作业前，按照<<有色金属矿山生产技术管理规程>>规定对所使用的测量仪器、工具，交由鉴定资质的部门进行检验校对和鉴定。钢尺必须进行比长。确保仪器处于完好的工作状态，以满足测量精度要求。

3、一井定向

3.1地面连测导线测量

由副井井筒十字中心线基点FS1--FS3至副井井口敷设4"级导线。

3.2定向投点

3.2.1投点设备

缠钢丝绳用的绞车、导向滑轮、垂球、钢丝等。

3.2.2钢丝下放和自由悬挂检查

钢丝通过导向滑轮并挂上垂球后，缓慢下放。当垂球到达定向水平中段后，立即停止下放并闸住绞车。

钢丝绳自由悬挂检查：采用信号圈法进行检查，以避免钢丝在井筒中与井壁或其他东西接触。

3.2.3摆动投点

采用稳定投点：为确保在测量过程中，钢丝绳处于相对稳定的位置，将垂球放入以备好的油桶中，用仪器直接观测垂线的方法进行连接测量。

4、导线测量使用方法

一井定向采用三角连接法[1]，如图1所示：图中O东O西为井筒中悬挂的垂线点，地面FS2和FS1为连测导线点，井下A、B为定向基点，由此构成了以O东O西为公共边的两个连接三角形O东O西FS1、O东O西A.

4.1连接三角形的有利形状

两垂线间的距离应尽可能的大；

三角形的锐角应小于2度；

4.2三角形连接的测角量边

4.2.1测角：地面在连接点FS1架设仪器，后视FS3，采用全圆方向观测法依次观测O东O西两点。井下在连接点A架设仪器，后视O东，采用测回法依次观测O西、B点两个测回，并测出水平角O东AO西、、O东AB。

4.2.2量边：三角形的各边长度，使用钢尺进行丈量三次，取平均值作为最终数据。

4.3内业计算

4.3.1地面连接三角形的计算

此外，我们可以把相应点号坐标放在Autocad的坐标系中，利用边与角度的关系，求出A、B的坐标，进行校检。

5、导入高程

通过立井导入高程测量，采用长钢尺法。按照<<有色金属矿山生产技术管理规程>>的规定【2】，导入高程进行两次，两次上下错动一段距离。

首先将缠在绞车上的长钢尺挂上轻垂球，通过滑轮放到井下，换上重垂球，并将重垂球放入稳定桶中。重垂球的重量采用25kg。井上、下各安一架水准仪，在井上用水准仪把高程从FS1传递钢尺上，当水准尺放于FS1上时，水准仪放在FS1与钢丝的中间位置，井下将水准仪安置在钢丝与点A中间位置，水准尺倒立的放在A点上。分别读取立于FS1及井下的A点的水准读数a为1.525m、b为-1.055m及钢尺读数c为1.051m、d为267.603m。井上下读数时，用对讲机进行联络以达到同时进行。再变更仪器高，井下A点的水准读数a1为1.329m，b1为-1.250m钢尺读数为c1为1.247m、d1为267.798m，在井筒上、下口测量钢尺的温度T上为14oC、T下为21oC和当时的井上下的气压1140hpa。计算时加上比长0.0073m、温度改正-0.0077m、自重改正0.0142m（注：富全矿业徕卡全站仪的加、乘常数为：加常数=-0.70mm，乘常数=-1.14ppm）这里加、乘改正值数据的计算就不详细说明。因此，我们可以求出HA：=HFS1+后视读数a-尺长（d-c）-井下读数b=-217.875；井下水准基点两次导入高程的互差不超过4mm，不超过井筒深度的1/8000，满足精度要求；然后用水准仪测A-B的高差用A的高程求出了B点的高程。

此法为井上下联系测量的基本方法，方便准确，为大多数矿山立井联系测量所应用。条件允许的情况下，也可以用陀螺定向进行方位校检，同时也可用以上方法再测出B点的高程，然后通过A、B两点的高差再进行校检。

其测量方法的优越性有待于我们进一步的研究和开发。

参考文献：

[1]张国良.矿山测量学[M].中国矿业大学出版社，2001

[2]中国有色金属工业总公司《金属矿山测量手册》编委会.金属矿山测量手册.[M].湖南科学技术出版社.1995