井上井下控制测量的方法与精度分析

2019-03-20王继君

陕西煤炭 2019年2期

王继君

(山西省晋煤集团寺河煤矿，山西晋城 048000)

0 引言

随着越来越多的人开始重视矿产资源的开发和矿井的建设工程。矿井地下的地形、地貌和地质条件受到越来越多人的关注。井下需要贯通的距离变得越来越长，对施工的速度也提出了更高的要求。在有限的时间内，如何更好地提高施工的精度成了大家都需要关注的问题。要想更好地提高测量精度，就需要让本身的生产技术更上一层楼，而改变传统的测量方法将变得越来越重要。只有切实提高井上和井下测量精度的实用技术，才能够最大限度的确保整体贯通的精度，使得测量的工艺更精益求精。

1 井上下测量方法与精度分析

1.1 在矿区建立独立的坐标系

在矿区建立独立坐标系的过程中，所有的精度要求都要满足大比例尺寸的测量图和工程放样的相关要求，在这个基础上才能够更好地建立独立的坐标系。在矿山进行控制网络布置的过程中，尤其应该先对矿山实际的地形、高度差和控制面积等因素进行全方位地测量和确定，然后再尽可能让测量区内部的主要工矿建筑的范围长度和投影能够更好地满足相关的要求。

在矿区测量的过程中主要考虑两个方面。一方面需要对相关的长度进行更好地归纳和计算，然后再考虑其产生的主要影响；另外一方面也应该更好地对高度带进行归纳和计算。当经过一段时间的计算之后，就会得出与椭球面的平均数相关的正数，整体的高程不超过180 m，而且偏移的位置基本在50 km以内[1]。如果高程在50～180 m之间，其偏离中央子午线就要在45 km以内；如果高程在160～290 m之间，中央子午线偏离就应该控制在60 km以内。整体测量的过程中，应该采用坐标系或者变形值的方法，这样才能够从全方位更好地满足工程测量精度的要求。若算出参考的椭圆球面的平均高程为负数，整体高程应该被控制在-130～170 m之间，偏离中央子午线30 km以内，整体测量中应更好地采用国家坐标系变形值的方法来满足工程测量的相关规范要求。

1.2 传统导线控制网

目前在工程测量控制网络中最常用的一种方法被称作传统导线控制网。通常会在一个需要测试的区域事先设置好几个测量点，再由测量点的位置构成相关的几何图形，之后再观察图形中的角度、边长和方向。在用传统的导线网络进行测量的过程中，真正需要观测的三角网的数量相对较少，有时也会发生观测差值的情况。垂直的偏差对于山区是有很大影响的。在相关地区测量的过程中，本人视线的长度将会受到很大的限制，所以测量的结果将不会很准确，可靠性也不会很高。又因为观测工作是在野外非常复杂的条件下进行的，观测人员本身的观察角度和仪器都有很大的局限性。不仅观测人员在本身观测的过程中会产生极大的误差，而且空气中的湿度、温度和密度等也会造成误差。此外，要想真正获得仪器观测点的精确位置，就一定要用严密的操作方法把空间的位置计算出来。在整体计算的过程中，先将地面上观测的结果集中在椭圆球面上，然后再将球面上计算的结果投影到专用的平面上，最后再通过特定的计算方法计算出来。这种控制方法由于受到地形和地貌的限制，不仅会对其物力、劳力和工期造成很大的影响，而且其测量的精度也会因此大打折扣，最终使得井下观测的难度增大。

2 井上下测量方法

采用等高四架法的方法进行井下导线测量时，主要需要配置观测人员1人、记录人员1人、后视人员1人、对点人员3人和其他类型的人员，总体施工的过程如图1所示。

图1 等高四架法施工工艺流程示意图

以B点作为井下贯通导线平面的起点，该起点算作整体路程的起点。把B点到A点的方位作为起始的方位，再在B点放置一个全站仪，然后再在A点和C点放置两面棱镜。等到所有的工具都放置好以后，再将A、B、C3个点全部平整对好后，进入到观测的阶段。相关人员在操作的过程中一定要用第4个脚架和基座与中间更好地平整。等到全部B点观测结束以后，要迅速从B点把相关的基座拔出，然后更安全地移动到C点。在后视位置操作的人员要迅速地把A点的棱镜转移到B点的位置上，前视的人员就要将C点的棱镜转移到D点上[2]。等到B、C、D观测都已经获得了相关精准的位置后，再进行第2站的观测。在第1站和第2站观测的间隙，送脚架的工作人员一定要把处于A点的基座更好地送给处于A点的人员，如此循环之后，该段导线施工才算全部完毕。在对同一个高度的基座进行安置过程中，一定要保证整体的高度是一致的，这样才能够保证在每一站测量的时候能够有很好的对照物。

3 提高井上下精度的方法

3.1 选择科学合理的测量方法

在测量之前就要对每个测量点之间的距离进行精确的评估，并根据具体的要求制定全面的测量方法，必要时可对井巷贯通点之间产生的误差进行计算。在选择方案时，一定要选择在技术上可行和精度上允许的测量方案，以便对整体贯通的工程量做到心中有数。在整体测量中，过高和过低的精度要求都是不合适的。在满足工程测量精度的前提下应该全方位采用测量成果，并在此基础上提高贯通工程的测量精度，选择出合理的测量方案。某煤矿就开发了一套专属于自己的测量工序和测量软件。

3.2 全方位提高工作人员的素质

某煤矿在测量的过程中发生了极大的误差，最主要的原因是工作人员在测量时经常粗心大意，把垂球、记录本这些小物件遗落在了井下。而测量的工作人员又经常马虎大意，在没有工具的情况下就想着完成测量任务，导致最终数据出现了非常大的误差，也使得当天的测量进度严重减慢[3]。

某煤矿的工作人员在进行实地测量中，将自己的测量点选择在了木棚和比较破碎的顶板上，以求能够提高工作和定点的速度。但是经过了一段时间之后木质的顶板就被腐蚀掉了，而且顶板上的顶点也被震掉了，同样造成了测量失误的事故。

以上两起测量事故完全就是因为测量人员在测量时为了省事而引起的。很多时候测量的方法虽然很完善，但是极其不利于复查和定位。所以在测量的过程中尤其要注意提高工作人员自身的素质，这样才能够让测量的过程变得更加顺畅和完善。

3.3 完善相关的测量制度

在整个井上井下测量的过程中，虽然已经对整体测量的过程进行了规范，但是难免会有人为原因导致出现测量错误或者计算错误的时候，从而造成测量事故。为此，一定要制定相应的奖惩制度和措施，在此过程中激励工作人员不断地实现自我素质的提升。对于工作态度不端正和不积极的员工要进行全面的惩罚，同时对于工作状况好的员工也要进行表扬和奖励，在整体操作的过程中一定要制定完善的测量保证制度。