相对坐标测量法在矿山测量中的应用

相对坐标测量法在矿山测量中的应用

王林

西部黄金克拉玛依哈图金矿有限责任公司新疆托里县

摘要：矿山测量是由测绘、采矿、地质等学科交叉而成的边缘性学科，学科的综合性、内容的实践性和生产的应用性是其最主要的特点。矿山工程测量是矿山工程建设中一项必不可少的技术工作，测量成果不但要为矿山采掘、地质等专业提供基础型数据，服务于生产建设，也要为矿山安全如地质灾害、边坡监测、掘进工程提供准确稳定的信息，为决策者提供矿山工程项目规模、技术论证、基本建设、安全风险等的基础资料。

关键词：相对坐标测量法矿山测量应用

相对坐标测量法是指在没有真坐标系统或真坐标系统导人很困难的情况下，所采取的一种测量法。它的主要特点是测量工序相对简化。能够缩短测量时间，提高测量精度。在我矿矿山压力随着开采深度的增加越来越大，井巷变形越来越严重，并下测点的坐标和标高短期内。复测时经常发现超限。对一些急需的、临时决定要马上作的工程若采用真坐标法势必大大增加测量工作量，同时也影响了工程的进度。我们利用相对坐标法有效地解决了这个问题、取得了很好的效果。

1相对坐标法的原理及适用范围

1.1基本原理

相对坐标也叫相对直角坐标或独立直角坐标，在煤矿测量中是针对真坐标（矿区3度带坐标）相对来说的，就是用观测区域具有代表性的一个切平面来代替大地水准面，并将坐标原点选在测区适当的位置（一般位于西南角），以子午线为X轴。向北为正；相对的纬度线作为Y轴，向东为正这样就构成了独立（相对）的直角、坐标系统。

1.2适用的范围

（1）在巷道掘进或采面开采过程中，遇到条件变化临时决定改向或重新配巷，而附近又没有导线点或原有导线系统已不能使用，可采用相对坐标来应急。

（2）在贯通测量中，当开口处与贯通点附近的原有导线系统已被破坏时，也可以使用相对坐标法。即甩开原系统的影响，建立只针对本项工程的独立坐标系统，其能减少影响因素，提高贯通精度，预防和减少贯通偏差。待工程完工再根据工程的用途决定是否与真坐标系统相连。

（3）在特殊地段，受周围环境条件的限制，测量工作不允许占用大量生产时间。即在原有导线点下架设仪器要受到电耙机或凿岩台车的影响，为了不影响正常的掘进或出矿。使用相对坐标可缩短施测时间，为多掘进或多出矿创造了更好的条件。

2相对坐标测量法在矿山测量中的应用

把A点作为测量后视，B点作为测量仪器的建站点，利用假设的B点的坐标和高程以及AB的方位角，作为资料的起算点，对所要贯通的巷道以及与其有关系的附近巷道，进行一次全面小范围测量。把要贯通的巷道以及附近与之有关联的巷道实测完毕。通过内业处理、计算成果，再把测量成果绘成一定比例的图纸。这样附近所有巷道的关系（水平距离，上下高差）一目了然，非常清楚。

相对坐标的应用，具体方法如下：①在井下需要贯通巷道附近巷道的顶板上，选择通视良好两个固定的点（A点和B点）作为临时导线点，两点间距离为20～40m为宜。②设其中一个点相对坐标为（X0、Y0），高程为H0，两点的方位角设为一个固定值。把其中一个点作为测量后视，另外一个点作为测量仪器测站点。利用上面所假设的坐标、高程和方位角，对巷道进行测量。③测量完成后，计算成果，绘成图。利用相对坐标通过测量所绘出的图纸，就能准确地反映巷道之间的关系了。在对整个矿井搞实际测量后，把原来设定的两个临时导线点A点和B点以及周围测量过的巷道，在计算矿井实测资料时，把假设的方位角、标高和坐标换算成实测的资料。再把局部的测量过的资料重新计算一遍，使资料整体衔接起来，成为一个完整、统一的资料。这样既解决了生产上急需解决的问题，又能保障整个矿井资料的一致性。为矿井的安全生产赢得时间，也保证了巷道的安全贯通。

在应用过程中，针对实际情况，一定要灵活掌握，不能教条。如发现巷道间相对距离较大，或者周围地质情况不明，不能盲目地利用小范围的相对坐标搞贯通，要把整个矿井地质条件搞清楚后，再进行小范围测量，贯通后要及时把资料与整个矿井对接上，不能单独使用。根据经验利用相对坐标搞小范围贯通，只适合巷道贯通面积不大而且巷道不是特别复杂的情况下才能适用。巷道距离过长，超过100m以上，或者巷道过于复杂，利用这种方法就得不偿失了。巷道长度在20～50m之间，区域面积不是太大的情况下使用上述方法效果较好。

3.相对坐标法运用中要注意的几个问题

（1）设计图上的已知数据要经过严格检查，对有关参数的量取或推算要力求准确。

（2）作为巷道的参照中线要尽量居中，长度必须达到要求。

（3）对于放线长度，可参照巷道的用途和目的来选取，同时要注意新掘巷道与周围巷道的空间立体几何关系以及对周围井巷工程的可能影响程度。一般来说重要巷道和牵涉有过巷等与邻近巷道有影响的巷道放线要力求精确，角度取值应达到1′以下，长度取值误差不能超过100mm。次要巷道精度可适当放宽。

（4）对于次要巷道，若条件确实困难没有办法架设测量仪器，可使用地质罗盘仪，但要注意使用场所磁性物质影响。重要巷道禁止使用。

（5）在使用相对坐标时，如牵涉到重要巷道贯通，很有必要先将贯通点进行施测，施测的方法和精度要求按《金属矿山测量规程》规定的经纬仪测量方法精度要求进行：即先将贯通点与掘进迎头点建立在同一假定的坐标系统中，分别计算出在同一坐标系统中的坐标值，在求取必要的坐标参数后，再用经纬仪在掘进头给出贯通的中、腰线。如果贯距长或本项工程对邻近采掘工程有较大影响时，事后必须将此假定的坐标系统与矿区的真坐标系统进行联测，以便取得统一资料。

（6）相对坐标系统中的测量精度评定与正常的经仪导线精度评定方法一致。

结束语

“采好的矿，采成本低的矿”成为普遍现象，在这种背景下，矿山测量在矿山生产中仅充当了导线与给向的简单辅助角色，矿山工程测量人才流失严重，严重削弱了矿山工程测量的技术力量。为稳定矿山测量技术队伍，矿山企业应制定相关政策，为测量人员提供更为广阔的技术平台和发展空间，让他们发挥出技术效益。

参考文献

[1]孟吉祥，白柏林.GPS（PPK）测量在矿山测量中的应用[J].科技情报开发与经济，2007（27）：152-155.

[2]刘文亮.变形极坐标法在矿山测量中的应用[J].山西煤炭管理干部学院学报，2007（04）：90-92.