豎井聯(lián)系測量在青海大柴旦行委雙口山多金屬礦中的應(yīng)用

馬福貴　然見多杰　逯登麗

(青海省第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院)

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豎井聯(lián)系測量在青海大柴旦行委雙口山多金屬礦中的應(yīng)用

馬福貴然見多杰逯登麗

(青海省第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院)

在礦山施工建設(shè)的各個(gè)時(shí)期中，需將地表平面坐標(biāo)系統(tǒng)及高程系統(tǒng)準(zhǔn)確地延伸至地下，便于地下采礦工程及各開拓巷道的精確開挖或貫通。利用全站儀及其附件通過豎井進(jìn)行聯(lián)系測量是一種行之有效的方法。為此，以青海大柴旦行委雙口山多金屬礦為例，詳細(xì)分析了豎井聯(lián)系測量在該礦山的應(yīng)用成果，為類似礦山提供參考。

豎井聯(lián)系測量坐標(biāo)系統(tǒng)高程系統(tǒng)巷道貫通

豎井聯(lián)系測量是通過豎井將地面控制網(wǎng)數(shù)據(jù)傳遞至井下，建立井下控制網(wǎng)，即得到井下導(dǎo)線的起始點(diǎn)坐標(biāo)(X、Y、H)和起始邊方位角，其主要方法有陀螺儀定向法、聯(lián)系三角形法等[1-4]。本研究通過近年來在青海大柴旦行委雙口山多金屬礦的測量實(shí)踐，詳細(xì)闡述聯(lián)系三角形法在礦山豎井聯(lián)系測量中的應(yīng)用成果，供類似礦山參考。

1　野外測量

1.1投點(diǎn)

(1)準(zhǔn)備2根直徑小、強(qiáng)度高且足以到達(dá)豎井底部的細(xì)鋼絲(要求無彎曲、無扭折、無接頭)、2個(gè)2～3kg小重錘、2個(gè)30kg大重錘和長度大于井口直徑的絞車。

(2)將系有小重錘的細(xì)鋼絲緩慢放入豎井，到達(dá)豎井底部后，換用較大的重錘，并將重錘放入盛有穩(wěn)定液的容器中，以防重錘左右擺動(dòng)(重錘和細(xì)鋼絲切勿接觸任何障礙物)，需多次重復(fù)測量獲取細(xì)鋼絲長度以將地表高程系統(tǒng)準(zhǔn)確地傳遞至井下。

(3)利用信號圈法或比距法進(jìn)行鋼絲垂直度檢查(本研究傾向于以比距法為主，信號圈法為輔)，丈量2根鋼絲在井上及井下的間距，確保2根鋼絲處于自由懸掛狀態(tài)，一般認(rèn)為，井上、井下的差值不大于2mm即為合格[3]。

1.2井上測量

將萊卡(Leica)TS06全站儀架設(shè)于近井點(diǎn)上，對中、整平并以礦區(qū)已有的D級GPS點(diǎn)DS1點(diǎn)定向、DS2點(diǎn)為檢查方向后，利用已架設(shè)于2根細(xì)鋼絲A、B點(diǎn)上的萊卡(Leica)mini棱鏡測定近井點(diǎn)至A、B點(diǎn)間的距離(a、b)及α、β角，利用坐標(biāo)正算公式即可計(jì)算出A、B點(diǎn)的準(zhǔn)確坐標(biāo)及高程(圖1)。

圖1　井上測量平面示意

1.3井下測量

在井上測量的同時(shí)，進(jìn)行井下測量。在已選的SJ1(80m)PD1起點(diǎn)下架設(shè)全站儀，進(jìn)行點(diǎn)下對中、整平后，利用已固定于鋼絲上的自貼式萊卡(Leica)反射片進(jìn)行測距及γ、δ角、SJ1(80m)PD1起點(diǎn)、PD1(1)點(diǎn)間距及前進(jìn)方向其余各點(diǎn)的測量工作(圖2)。

圖2　井下測量剖面示意

2　內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

2.1井上數(shù)據(jù)處理

利用已測定的各項(xiàng)數(shù)據(jù)及A、B點(diǎn)坐標(biāo)反算出A、B點(diǎn)間距(AB)，并與鋼尺丈量的距離進(jìn)行對比，同時(shí)利用正弦定理計(jì)算出的∠1、∠2數(shù)值進(jìn)行測量精度檢核，觀測及計(jì)算數(shù)據(jù)分別見表1、表2。

表1　井上觀測數(shù)據(jù)

表2　井上計(jì)算數(shù)據(jù)

2.2井下數(shù)據(jù)處理

將井上已觀測的A、B點(diǎn)的坐標(biāo)及高程數(shù)據(jù)減去所丈量的鋼尺長度，得出井下A′、B′點(diǎn)的坐標(biāo)及高程，利用井下觀測的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，即可得到井下各導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。至此，通過豎井已建立了地面控制網(wǎng)和井下控制網(wǎng)的幾何聯(lián)系，具體分析結(jié)果見表3、表4。利用地表已有控制點(diǎn)(DS1、DS2)及近井點(diǎn)數(shù)據(jù)，運(yùn)用坐標(biāo)正算公式可得到井下各控制點(diǎn)坐標(biāo)(表5)。

表3　井下觀測數(shù)據(jù)

表4　井下計(jì)算數(shù)據(jù)

表5　井下控制點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果

3　討　論

(1)布置鋼絲時(shí)，盡量使兩線間距最大化，并使2根鋼絲與風(fēng)流方向一致，觀測期間須停止風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，對于排水較大的井筒還須采取擋水措施。

(2)導(dǎo)入標(biāo)高時(shí)，應(yīng)獨(dú)立進(jìn)行2次觀測，2次較差不應(yīng)超過井深的1/800 0。

(3)在井下進(jìn)行測量工作時(shí)，須設(shè)置不少于3個(gè)永久導(dǎo)線點(diǎn)作為井下控制測量的起算點(diǎn)。

(4)聯(lián)系三角形最宜采用直伸三角形，三角形角度越小越有利，盡可能加長井下導(dǎo)線。

[1]豆?jié)绍姡迍P.某礦豎井貫通測量方法與實(shí)施[J].城市建設(shè)理論研究，2015(5)：576-577.

[2]李建平，單鳳翔.淺談豎井聯(lián)系測量應(yīng)注意的幾個(gè)問題[J].西部探礦工程，2008(7)：139-140.

[3]靳蘇平.王莊煤礦+540m和630m水平巷道貫通方案[J].煤，2009，18(8)：58-59.

[4]楊雪，王榮.豎井聯(lián)系測量方法的應(yīng)用與探討[J].測繪技術(shù)裝備,2009，11(4)：21-23.

2015-11-24)

馬福貴(1973—)，男，工程師，810028 青海省西寧市朝陽西路42號。