杜愛花 賈咸豐

平頂山一礦 河南平頂山 467000

多項測量技術(shù)在井上下兩井聯(lián)系貫通測量中的聯(lián)合應(yīng)用

杜愛花 賈咸豐

平頂山一礦 河南平頂山 467000

在礦山的生產(chǎn)建設(shè)中，為了確定井下巷道、采空區(qū)與地面地形、地物的對應(yīng)關(guān)系以及井下各類巷道之間的空間分布情況，就必須使礦井井下測量的坐標(biāo)系統(tǒng)與地面測量的坐標(biāo)系統(tǒng)統(tǒng)一起來。

測量技術(shù)；聯(lián)系測量；聯(lián)合應(yīng)用；貫通

平煤股份一礦北二風(fēng)井井深730米，北三風(fēng)井井深1070米，兩井間平距2700米，地面為平頂山進行間隔。在井下由北三風(fēng)井向北二風(fēng)井方向施工一條總回風(fēng)巷?？傌炌ň嚯x將近8000米，且巷道在巖巷中施工，無導(dǎo)向?qū)?；地面為山地，測量條件差。兩深立井高程導(dǎo)入困難，北二風(fēng)井還正在使用，無法進行停風(fēng)測量。為保證水平延伸的時間，采用相向貫通的方式進行施工，又給測量工作增加了難度。為保證該貫通滿足限差要求，經(jīng)充分論證，我們在地面用GPS進行近井點控制測量，井下采用陀螺定向加強邊、全站儀測量，立井高程導(dǎo)入采用全站儀測距的綜合測量方法，保證了貫通精度，成果顯著。貫通測量實施過程中取得了一系列的突破和創(chuàng)新，具體為：

一、主要科技創(chuàng)新之一：在立井定向過程中，保持通風(fēng)

礦井定向概括來說可以分為兩大類：一類是利用幾何原理定向的幾何定向；另一類則是以物理特性為基礎(chǔ)的物理定向。幾何定向在二井定向中，在兩個井筒中各掛一個垂球，然后在地面和井下把兩個垂球線間用導(dǎo)線聯(lián)測起來，從而把地面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)及方向傳遞到井下。由于傳統(tǒng)的立井定向需借助實物進行，受到礦井通風(fēng)的影響比較大，在實施的過程中需要對礦井進行停風(fēng)，立井定向結(jié)束后才能恢復(fù)通風(fēng)。且傳統(tǒng)的立井定向占用井筒時間長，一旦停風(fēng)三水平戊一下延盤區(qū)將無法正常運轉(zhuǎn)，對礦井生產(chǎn)造成重大影響。

而我們在立井高程聯(lián)系測量中運用全站儀上的激光測距儀的方法（以下簡稱新方法）進行了高程導(dǎo)入，和傳統(tǒng)方法對比，具有以下特點：

（一）測量精度高

在立井高程聯(lián)系測量中，一般采用鋼尺法或鋼絲法導(dǎo)入高程。采用鋼尺法導(dǎo)入高程，需加工絞車、尺架、重錘、線繩等，當(dāng)井筒過深時，需要將鋼尺與鋼尺連接，鋼尺連接后的尺長改正、拉力改正、溫度改正等的計算較為繁瑣。若采用鋼絲法，同鋼尺法相比，雖然減少了鋼尺間的連接，仍需要搭設(shè)50m左右的丈量平臺，還要考慮鋼絲受力之后的線膨脹系數(shù)、直徑大小、風(fēng)力、溫度等對測量精度的影響，操作起來費事、費力又費時，精度又不易得到保證。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，礦井聯(lián)系測量方法也在不斷改進。我們在平煤股份一礦北二風(fēng)井利用激光測距儀直接在井筒中測定井深代替鋼尺（絲）法進行導(dǎo)入高程測量，并和傳統(tǒng)的鋼尺導(dǎo)入高程法進行了檢驗，取得了理想的成果。

激光測距導(dǎo)入高程首次在平煤股份一礦北二風(fēng)井進行了適用，采用把全站儀平放，讓望遠鏡鏡頭指向井下，并在井下水平板上平鋪3塊三反射鏡的方法，井上下的測點及井入目標(biāo)點采用水準(zhǔn)測量方法與近井點及井下控制點進行連接。采用激光測距法導(dǎo)入高程，井上、下兩水準(zhǔn)點間的高差為702.062m，并與建井一處采用的鋼尺法導(dǎo)入高程進行對比，井上、下兩水準(zhǔn)基點間的高差為 702.06m，兩種方法互差2mm，相對精度：1/35103?！睹旱V測量規(guī)程》第73條規(guī)定：兩次獨立導(dǎo)入高程之差應(yīng)小于井深的1/8000，而1/35103遠小于1/8000，可見激光測距法導(dǎo)入高程是可行的。

（二）工藝簡單、占用井筒時間短

傳統(tǒng)方法需要人員多，勞動強度大，工序繁多，組織工作復(fù)雜；新方法所需人員少，勞動強度小，精度可靠。傳統(tǒng)的方法占用井筒的時間一般在5個小時以上，而新方法可減少占用井筒時間，一般只需1個小時即可完成。

二、主要科技創(chuàng)新之二：GPS采用不間斷測量

依據(jù)國家測繪局1992年頒發(fā)的《全球定位系統(tǒng)GPS測量規(guī)范》，根據(jù)礦山GPS網(wǎng)精度要求高、點距短和交通便利等特點，將網(wǎng)的各時段采用邊聯(lián)式進行連結(jié)，并按照衛(wèi)星可見情況預(yù)報表制定出每天最佳觀測時間，每個三角形按2個時段進行觀測，時段內(nèi)對每顆衛(wèi)星連續(xù)跟蹤時間不得小于15min，觀測值采樣間隔為15秒，觀測時段長確保60min，每站有效衛(wèi)星總數(shù)均不少于6-9顆，衛(wèi)星與測站組成的幾何圖形（PDOP）值應(yīng)小于10。測量經(jīng)通訊聯(lián)系同時開機，經(jīng)過一小時的數(shù)據(jù)采集，接收的衛(wèi)星數(shù)據(jù)信號充滿儀器方可取下天線。本項目采用兩個基準(zhǔn)點位的機器保持連續(xù)開機，第三個點位機器可以按要求自由開關(guān)機。簡化了操作程序；兩個基站采用無人值守減少人員占用；操作靈活從而減少了操作失誤引起的誤差，提高了測量精度。

三、主要科技創(chuàng)新之三：綜合運用陀螺定向、GPS、全站儀等多種測量方法相結(jié)合，相互驗證

在確定測量方案和測量方法時，應(yīng)保證貫通所必需的精度，既不因精度過低而使井巷不能正確貫通，也不因盲目追求過高精度而增加測量的工作量和成本。陀螺經(jīng)緯儀主要運用于貫通測量，具有系統(tǒng)性能好，精度高的優(yōu)點，集光、電、機、算于一體，完全能滿足各種采礦工程定向測量精度的需要。GPS地面控制點的布設(shè)比較靈活、方便，且其定位精度目前已超過常規(guī)的平面控制網(wǎng)，加上其他優(yōu)點，GPS定位技術(shù)在地下建筑的地面控制測量中被廣泛應(yīng)用。采用全站儀代替鋼尺或鋼絲測定豎直方向的距離（高差）時，具有操作簡單，能大量減輕勞動強度，占用井筒時間短，導(dǎo)入高程精度高，實用性好的優(yōu)點。

四、結(jié)論

通過以上多種測量方法的綜合利用，最終該貫通重要水平方向誤差132mm，高程誤差210mm，方位誤差1’22”，完全達到了貫通誤差要求，充分證明了該測量方法是可行的，為以后類似測量提供了新的技術(shù)保障。