礦井測距高程導線代替井下一級水準測量的研究

王長鑫,李德超

（崇信縣百貫溝煤業公司,甘肅 平涼 744202）

1 引言

徐礦集團甘肅省崇信縣煤業百貫溝煤業公司位于陜甘寧交界處的平涼市崇信縣，徐礦集團甘肅崇信縣百貫溝煤業公司屬地壓大，構造多，地質條件復雜礦井。布設在礦井主要運輸石門及采區巷道內的基本控制導線及采區控制導線點活動較為頻繁，采區及回采巷道尤為嚴重，對于礦井主要貫通工程的精確貫通影響很大。因此必須不定期對礦井測量控制系統，包括平面控制系統和高程控制系統進行校測。如果平面控制和高程控制分別進行，平面控制采用光電測距導線，高程控制采用水準測量，則測量工作量比較大，且誤工誤時，影響礦井運輸及安全生產。減少測量工程量，節省測量工作時間，并適應礦井安全生產需要，成為擺在本領域技術人員面前的一道課題。

2 礦井測距高程研究現狀

隨著科學技術的發展，防爆型全站儀在煤礦井下測量中得到越來越多的應用。它不僅取代了鋼尺測距，減輕了測量人員的體力勞動，而且在測距精度和效率上也大大提高。這種方法的優點是提高了測量速度和強制對中減少了對中誤差。那么如果采用“三架法”進行井下導線測量的同時，也進行三角高程測量，將平面、高程測量同時展開，則必然能夠減少大量測量工作量，節省工作時間及大量精力。

3 測距高程導線代替井下一級水準測量的研究內容

對全站儀三角高程測量方法仔細分析、合理改進，光電測距高程導線成果替代井下一級水準測量成果是具備理論與實踐基礎的，經過筆者對高程導線成果替代井下一級水準測量成果的進一步研究，得出如下研究成果。

（1）井下三角高程使用全站儀（測距精度為±(2+2ppm×D)mm的2″級）或者光電測距儀配以J2級經緯儀測量垂直角，垂直角觀測精度不超過《煤礦測量規程》中7″導線精度要求的±15″，儀器高和乩板高精確丈量，兩次互差不超過4mm，利用光電測距三角高程導線計算的高程成果與井下一級水準測量成果進行精度比較分析，為礦井的巷道貫通提供了準確的基礎資料。

（2）在采用全站儀施測井下基本控制導線傳統的“三架法”聯測的基礎上，再多使用一付架腿配以基座和對點器，即使用“四架法”將三角高程與水平基本控制導線測量同時進行，則能夠更進一步節省測量時間，提高工作效率，避免測量引起的礦井運輸安全事故，大大減少因測量工作影響的運輸及生產時間。

（3）影響三角高程精度的主要來源是垂直角測量誤差，測距誤差影響相對較小，因此井下使用全站儀時要注意溫度、氣壓、濕度等條件對測角可能造成的影響，最好待儀器溫度與環境溫度一致后再開始施測，同時在計算成果時可加入溫度、氣壓等綜合影響的改正數。

（4）在丈量儀器高時，因為小鋼尺是從測點量到儀器側面中心標志，而非量至儀器真實中心，所以存在一個三角形的斜邊比直邊長的問題，也即所丈量的儀器高數值始終比真實值大，所以必要情況下要考慮這項因素造成的誤差，對每站儀器高的數值予以改正。

4 實施案例

為實現理論與實踐相結合的研究方式，本領域技術人員將實踐導線定為徐礦集團崇信縣百貫溝煤業公司礦井底車場導線布設與施測。這段導線全長為2300多米，基本為平巷，因為實踐目的是研制全站儀三角高程取代井下一級水準的可行性，而水準測量也基本是在平巷中應用，斜巷中通常則采用三角高程測量，因此本領域技術人員確定全部實踐在平巷中進行。然后對礦井導線進行了全站儀三角高程往返測量，兩次三角高程中導線點的高程成果及其與水準高程的比較見表1，通過表一看以看出光電測距三角高程的精度能夠滿足井下一級水準高程精度要求。

5 總結

礦井測距高程導線代替井下一級水準測量，從理論與實踐的基礎上驗證了其可行性，起到了減少測量工作量，提高了工作效率，也為測量新技術在更新、更廣領域范圍內的應用提供了借鑒。礦井測距高程導線代替井下一級水準測量在該礦的應用避免了對礦井運輸系統、安全生產的影響，安全經濟技術效益將十分顯著。

表1 三角高程成果及其與水準高程的比較表

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