铁矿井下巷道测量中的测量方法探讨

铁矿井下巷道测量中的测量方法探讨

王 一

中国华冶科工集团有限公司天津第三分公司 辽宁省 122104

摘要：井下巷道测量一直都是矿山测量中的重点和难点，因为井下巷道测量不便采用三角网、三边网及边角网，因而只能通过建立导线或导线网的方式开展测量工作。井下巷道测量主要包括平面测量与高程测量两方面的内容，通过开展井下巷道测量可以为矿金安全生产与规划发展提供指导性意见。本文着重对铁矿井下巷道测量中的测量方法进行具体的分析阐述，期望可以为相关的矿井测量单位及从业人员提供建设性意见。

关键词：铁矿；井下巷道；测量；平面测量；高程测量

井下巷道的平面测量与高程测量既有统一也有区别，从测量工作的目的性来看，平面测量是为了建立井下平面控制，明确井下巷道、采掘工作面等的具体位置，为后续的矿井开采提供数据资料。而高程测量是为了有效建立井下高程控制系统，明确井下导线点、高程点的标高，以此指导矿井安全生产，满足矿图高程注记的需求。鉴于平面测量与高程测量在矿井巷道测量中的重要作用，因而对这两种测量方式进行深入的分析研究是十分有必要的，具有很强的现实意义。

铁矿井下巷道测量中的平面测量阐述

井下控制导线点的设置要点

导线点设置是平面测量的基础性工作，导线点时要严格按照测试要求与测试内容进行设置，井下导线点分为永久点和临时点两种，永久点一般需要设置在顶板后，部分也会设置在顶板附近的岩石中。临时导线点的设置位置较多，需要根据巷道环境具体决定，一般情况下设置在顶板岩石与结构钢架中。另外，为了便于管理，通常会对所设置的导线点进行编号，并绘制具有明显辨识度的编号标识。总的来说，常见的导线点设置方式主要有以下几种：①在永久支护的巷道顶板处钉入三角形测钉，并采用水泥或者固定剂等实现固定的目的，同时穿入线绳^[1]；②在巷道顶板导线点的位置安装木质框架，并在木质框架上钉入三角形测钉，穿入线绳；③在巷道钢制框体支架后方嵌入辅助固定条，而后钉入测钉。

井下控制导线的角度与边长测量

井下导线点测量与地面导线点测量原理是一致的，不同的是两者的观测条件与测量方法。值得说明的是，传统导线点测量所选用的仪器多为经纬仪，边长测量时所用到的测量方法以钢尺量距和光电量距为主。随着测量新型技术的发展，当前矿山巷道测量选用的仪器多为全站仪，全站仪是一种集测距、侧角与微处理机等一体的测绘仪器，操作起来也较为简单快捷，可以完成测站的全部工作，可以说是一种智能型的测绘仪器。鉴于井下巷道测量所受的影响因素较多，因而为了最大限度降低影响因素的作用，在测量时测量人员需要对这些因素加以克服。防爆型对讲机是测量必备工具之一，测量人员需要学会对讲机的使用，学会用灯语联系。另外，瞄准前视后视目标时，相关的测量人员要用矿灯为观测人员创设清晰的灯光环境，保证观测人员可以清晰看到目标垂线。

井下水平角度测量与地面测量方式一致，主要有测回法与复测法两种，最为常用的是测回法。具体来说，在借助测回法进行测量时，需要严格按照以下的步骤：①盘左瞄准后视点，仪器置零；②瞄准视点并读数；③盘右先照准前视点然后读数；④顺时针方向旋转仪器照准后视点并读数。最后对两个测回所得到的测量数据求平均值，得到最终角度值。边长测量需要借助全站仪的测距功能进行，仪器的激光射到前视点的棱镜后会发生反射，仪器便可以自动计算出斜距与平距^[2]。值得特别注意的一点是，矿井井下环境较为狭窄，前视点有时会位于掘进工作面的迎头，对仪器的正常架设会产生很大的影响，此时便可以利用吊挂棱镜法进行测量。

铁矿井下巷道测量中的高程测量阐述

井下高程点设置要点

井下高程点的设置方式较多，可以单独设置，也可以将导线点作为高程点。井下高程点除埋设在巷道顶板与底板外，还可以埋设在巷道两帮的水平位置上，最为合理的设置方式是每隔300-500m设置一组高程点，每组的高程点数量必须保证在3个以上，且2个高程点的距离要控制在30-80m，与导线点一样，高程点也需要作编号处理，标注在点位的附近。

水准测量要点

水准测量与地面测量既有相同点也有不同点，其不同点具体表现在以下几方面：①鉴于矿井巷道内光线较弱，缺少自然光，所以在测量时需要借助矿灯照明水准尺，帮助观测人员寻找目标；②矿井井下水准点大多数都会设置在顶板上，观测时测量人员需要将水准尺倒立在顶板部位。鉴于井下测量的复杂性，通常选用的水准仪与普通水准标尺为S3、S10型，测站检核时用两次仪器高或者双面尺法。

在具体的观测过程中，要将水准仪架设在两个水准标尺之间，并保证其距离两个水准标尺大致相等，以此来消除误差，视线长度一般控制在15-40m。每一个测站均需要用两次仪器高进行观测，且两次仪器高测量高差不得大于5mm，将平均值作为观测结果。往返测量高差的较差不能大于±50mm，如果矿井井下测量环境允许，可以敷设水准环线，并保证闭合差不大于±50mm

^[3]。

三角高程测量

三角高程测量需要借助全站仪进行，利用全站仪测出观测点至前视点的垂直角和距离，而后全站仪可以自动计算出仪器与觇标两点间的高差。三角高程测量在倾斜巷道与水平巷道的测量中均可使用，通常都是与导线测量同时进行，测绘上将这种导线称之为高程导线，其高差计算原理是三角函数，具体的计算公式为：h=S·sinδ＋i－v，其中的S代表斜距，δ代表倾角，i表示仪器高，v表示觇标高。值得特别注意的是，当测点设置于巷道的顶板部位时，所测的仪器高与觇标高应该以负值参与计算，仪器高与觇标高可以利用小钢卷尺在观测前后各量1次，且两次丈量互差不能大于4mm，将两次结果取平均值作为最终结果。复测支线终点高程时，应该取两次测量的平均值。

井下碎步测量

井下碎步测量的根本目的是为矿图的绘制提供数据支持，其测量对象包括巷道和硐室两方面，在测量时不仅需要完成测角量边，而且要对前视点到顶、底的竖直距离和巷道两侧的水平距离进行测量。鉴于井下碎步测量数据需要直接用于矿图绘制，因而在测量时要给予高度的重视，保证测量数据的准确性。

铁矿井下巷道测量的内业计算

当井下巷道测量工作完成后，内业人员需要对外业测量数据进行进一步的处理与分析，利用内业处理软件求出导线各边的方位角、各个测点的平面坐标与高程，并将所测得的点数据展到软件上，进行绘图。总的来说，在内业数据处理时，需要按照以下步骤进行：①对外业测量数据进行检核：数据检核是保证数据准确的重要工作，在井下测量时，测量人员需要严格控制数据准确性，一旦数据精度不符合要求，则要立即进行重测，内业在点数据处理时，需要对各个测量点的X、Y、H坐标进行检核，确保外业测量数据无误后再进行进一步的计算与绘图；②角度闭合差规定：井下导线测量形式以附合导线与闭合导线为主，通常采用简易的近似平差方法进行，如果单一导线形成了导线网，则需要进行导线网平差测量。

结束语

综上所述，随着测绘事业与矿山开采的发展，越来越多的新型测绘技术开始广泛应用于矿井测量中。矿井巷道测量以平面测量与高程测量为主，两项测量内容均在促进矿山安全生产中发挥着重要的作用，因而在实际的巷道测量过程中，测量人员要对井下控制导线点设置、井下控制导线角度与边长测量、井下高程点设置、水准测量等要点内容重点关注，严格按照测量流程开展工作，控制好测量数据的准确性，进而为矿井矿图的编绘提供数据支撑。

参考文献

[1]刘晓,张戈.煤矿井下巷道贯通测量技术及其精度控制——以某矿井为例[J].河北地质大学学报,2019,42(05):75-79.

[2]赵鹿鸣.矿山测量系统在井下巷道贯通中的研究[J].煤炭与化工,2017,40(09):92-96.

[3]葛磊.矿井井下巷道贯通测量技术要点及误差问题分析[J].科技创新导报,2017,14(21):28-30.