空區和急傾斜巷道測量技術的研究和應用

靳傳軍，寇虎強

(山東黃金礦業(萊州)有限公司焦家金礦， 山東萊州市 261441)

空區和急傾斜巷道測量技術的研究和應用

靳傳軍，寇虎強

(山東黃金礦業(萊州)有限公司焦家金礦， 山東萊州市 261441)

介紹了焦家金礦望兒山分礦利用手持激光測距儀配合電子經緯儀測量空區和天井的方法，解決了危險空區及天井(+40°～+90°)測量問題。

空區急傾斜巷道;手持激光測距儀;電子經緯儀;測量方法

望兒山金礦井下地質條件復雜，巖石結構不穩固，巷道及采場塌方時有發生，為了準確統計礦巖量，計算損失貧化及滿足其它地質和采礦工程的要求，需要測定塌方空區的具體范圍和位置。但測量人員難以進入或因安全原因不允許進入這些空區，為解決這個問題，以前應用經緯儀交會法等方法進行施測，但非常麻煩，且需要使用2臺經緯儀，參與人員也多，計算麻煩，精度不高。而在測量急傾斜巷道時，經緯儀的目鏡被水平度盤擋住，因此要求望遠鏡要配有目鏡棱鏡或彎管目鏡，應用起來比較麻煩，如果用坡度規配合羅盤測量，由于天井內間很小，羅盤很容易受天井內鐵梯子及照明燈線的影響，測量精度很低，以致天井貫通精度達不到工程要求的現象時有發生，這樣不但影響了地質探礦，也為采礦造成了不必要的麻煩。為解決望兒山礦危險(塌方)空區及急傾斜巷道(天井)的測量問題，研究和使用手持式激光測距儀配合電子經緯儀進行空區和急傾斜巷道(天井)的測量。

1 儀器設備

首先，將手持式激光測距儀與電子經緯儀通過連接裝置連接在一起，如圖1所示。

測距儀紅外線可見光距電子經緯儀視準軸4．8 cm，使用時，自制了反光板，在反光板上貼2條絕緣膠帶，使上面膠帶的上邊緣與下面膠帶的下邊緣相隔4．8 cm。用以調整手持式激光測距儀發出的紅外線可見光平行于視準軸。調整時，先將電子經緯儀豎盤讀數調整為90°00'00″，再用望遠鏡十字絲中絲對準反光板下面的絕緣膠帶下邊緣，打開測距儀，使用微調調整測距儀發出的可見紅光與上面的絕緣膠帶的上邊緣重合，同時通過微調使紅外線可見光與望遠鏡十字絲豎絲重合，此時測距儀發出的紅外線可見光與望遠鏡視準軸平行。儀器豎軸中心距測距儀測距起始位置7．1 cm，即測量距離L0與實際距離 L的關系為:L=L0+Δl，Δl= －0．071 m。

2 測量方法

利用紅外線激光測距儀的無覘標可以測距、指向的特點，可以對比較危險的空區等地點進行測量，人員不必進入空區;可以對急傾斜巷道(天井)施測，解決了以往測天井讀數時必須使用彎管目鏡的問題，并且不用前視覘標就可測量，減少了測量人員工作量;并克服了使用懸掛羅盤、坡度規測天井時，由于梯子，背板等鐵器的影響而造成的測量數據誤差的問題。具體應用方法如下。

2．1 井下導線測量及三角高程測量

施測空區和急傾斜巷道(天井)時，在已知點立儀器，精確整平對中，然后通過連接裝置將手持式激光測距儀與電子經緯儀連接在一起，并將電子經緯儀豎盤讀數調整為90°00'00″，然后望遠鏡照準反光板，通過微調使紅外線可見光與望遠鏡十字絲豎絲重合，并與望遠鏡視準軸平行，之后固定好測距儀，采用測回法進行測量。

根據有關規程，采區及其次要巷道平面坐標和三角高程的相對閉合差分別小于1/500和1/1000即滿足要求，因此使用半個測回，在測量完所有的前視目標后，再照準1次后視目標并讀數，檢核儀器是否移動，是否處于精平狀態，2c差是否符合要求等。具體步驟為:先照準后視，再利用紅外線的可見性直接照準前視目標，不用通過望遠鏡進行瞄準，依次按電子經緯儀顯示屏的顯示數據記錄水平角、豎直角的數據，然后由測距儀測出測站點到前視點距離。由此即可根據導線測量公式和三角高程測量公式計算出前視點的坐標和高程。

利用這種方法，對一些危險、塌方及面積比較大且很高的空區，人員不用進入其中，就可以進行測量，而且對于－70°到+90°的這樣的大傾角也不必擔心瞄準和讀數的困難。只要用激光測距儀的紅外線可見光照準前視點，就可以從電子經緯儀顯示屏上讀出水平角、豎直角的數據。這樣不僅減少了工作的勞動強度，還保證了工作人員的安全，并可以獲得達到精度要求的測量數據。對于急傾斜的巷道(特別是+40°～+90°的天井)來說，在以往都是用羅盤和坡度規指導施工，由于天井內梯子、背板、燈線等磁性物的影響，這些巷道的貫通精度較低，經常出現偏差，用這個方法，可以很方便的對這些急傾斜巷道進行測量，測量精度完全可以達到要求。

2．2 采區巷道水準測量

在采區的高程控制中，三角高程容許閉合差為:80×L1/2，且采區及其次要巷道三角高程的相對閉合差小于1/1000即滿足要求。因此在進行采區導線測量時，同時進行了水準測量，即利用測距儀的紅外線可見光平行于視準軸的特性，在將電子經緯儀的豎盤讀數調整為90°00'00″后，利用反光板和微調將紅外線可見光調整到與視準軸平行后，將測距儀的紅外線可見光作為水平視線，用小鋼尺量取紅外線可見光到前視點B的垂直距離v及測站點A到儀器中心的垂直距離i。則前視點的高程為:HB=HA－i+v+0．048，其中0．048是紅外線可見光與儀器中心的垂直距離。經過工程驗證，用這種方法進行的水準測量，完全能夠滿足采區高程控制的要求。

3 應用情況

在望兒山金礦應用這個方法先后對－230中段1#采場，－310中段11#采場的塌方空區、15#采場的塌方空區進行了測量，在進行下一分層的施工時，經檢測，測量的位置與現場非常吻合，說明測量符合精度要求。同時在指導－310中段25#天井，－390～－350中段放料天井、－270中段的7#天井施工的過程中，使用了這個方法，結果在貫通時，貫通位置與設計非常吻合，貫通平面誤差和高程誤差都控制在0．2 m以內，完全達到了采準工程的精度要求。

4 結語

本文所介紹的測量方法簡單易行。雖然現在有些全站儀也具有紅外線無覘標測距，但是手持激光測距儀配合電子經緯儀使用簡單，而且激光測距儀及電子經緯儀也可以分開單獨使用。從這一點上來看，要比全站儀有一定的優越性。在望兒山金礦應用的效果很好，在測量空區、急傾斜巷道時，減輕了工作人員的勞動強度，增加了安全保障，而且測量的精度也達到了規范的要求。

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2010－11－26)

靳傳軍(1975－)男，山東費縣人，工程師，主要從事礦山測量工作，Email:wwwxfj@163．com。