礦山回采階段快速施工測量方法

馬 磊

（中國華冶科工集團安徽杜達分工司）

礦山井下測量作業，面臨著粉塵、炮煙和浮石等各種不安全因素，且井下底板浮碴較多，照明條件不足，作業環境較差，傳統的導線測量需要架設棱鏡進行坐標測設和放樣，專人進行棱鏡架設需要花費大量的時間，更重要的是井下作業環境復雜，許多地方架設棱鏡是非常危險的，如溜井上下口，大塊堆積的地方等，故選取合適的測量器具和測量方法，既可提高測量工作效率，又能減輕職業衛生傷害。結合礦山測量作業經驗，從導線測量、施工放樣、高程貫通測量、大坡度巷道腰線放設4 個方面，對礦山回采階段快速施工測量進行詳細討論［1-2］。

1 導線測量

井下導線點一般布置在巷道頂板，礦山處于回采階段，首采階段各水平下盤運輸巷與上盤回風巷復合導線網已經形成，由于井下礦房爆破或巷道支護的破壞，個別導線點遭到破壞或掉落，故在回采測量作業前，需對上下盤導線控制網進行修復，并進行復測，使其滿足測量精度要求（表1），為回采施工測量打下基礎。

?

全站儀配反射片導線測量步驟如下。

（1）配備全站儀一臺，三腳架一架，垂球3 個，反光片2個。

（2）在儀器點C安置全站儀，整平對中，在后視點A和前視點B接下線繩懸掛垂球作為覘標。

（3）在后視點A和前視點B線繩上懸掛反射片后，穩定線繩，保證其不晃動［3］，詳情見圖1。

（4）使用全站儀定向功能，依次輸入后視點A和儀器點C的坐標，進行定向，并與計算后視方位進行比較，確保輸入后儀器點坐標正確。

（5）瞄準后視點A，瞄準時應先用望遠鏡筒外的準星大致照準覘標處的燈光，再調焦對光，并用礦燈照明十字絲，確保線繩中心與十字絲豎絲完全重合，即可進行后視點A定向。

（6）使用全站儀測量功能，瞄準后視點A，將十字絲對準反射片，進行后視點A坐標測量。所測A點坐標（X1，Y1）與A點復測坐標（X，Y）進行比對，滿足X-X1≤|3|mm，Y-Y1≤|3|mm。如不滿足精度，需穩定線繩，并重復（5）和（6）項。

（7）穩定待測點B 線繩，轉動照準部瞄準待測點B，確保線繩中心與十字絲豎絲完全重合。

（8）上下移動照準部，使十字絲與反射片中心位置重合，使用全站儀測距功能可直接測出B點坐標。

（9）為保證測量精度，需多次測量B點坐標，取測量B點坐標（X2，Y2）3 mm 以內數值為有效數值，并取其算數平均數作為最終坐標。

2 施工放樣

施工放樣是井下巷道掘進的重要工作，井下中段較多，作業面多，作業環境復雜，有時放設一趟中線需要多個轉點，往往一個礦山只配備一臺全站儀，所以在礦山回采加速階段，使用原有全站儀配棱鏡的方法，無法滿足施工需求，如若在精度要求內，快速準確地進行中線放設，可以采用反射片代替棱鏡，使用全站儀免棱鏡功能進行中線點放設，不僅可以節省時間和人力，也可以靈活地進行頂板或兩幫的點位放樣。

（1）配備全站儀一臺，三腳架一架，垂球2 個、反光片2個。

（2）在一支點C安置全站儀，整平對中，在后視點A線繩懸掛垂球作為覘標。

（3）在后視點A懸掛反光射片后，穩定線繩，保證其不晃動。

（4）使用全站儀放樣功能，依次輸入后視點A和儀器點C的坐標，進行定向，并與計算后視方位進行比較，確保輸入后儀器點視點坐標正確。

（5）瞄準后視點A，先用望遠鏡筒外的準星大致照準覘標處的燈光，再調焦對光，并用礦燈照明十字絲，確保線繩中心與十字絲豎絲完全重合，即可進行后視點A定向。

（6）瞄準后視點A，將十字絲對準反光片，進行后視點A坐標測量。所測A點坐標（X1，Y1）與A點復測坐標（X，Y）進行比對，滿足X-X1≤|3| mm，Y-Y1≤|3|mm。如不滿足精度，需重復（5）和（6）項。

（7）轉動全站儀水平度盤至目標點B的設計方位和距離，即可進行B點放樣［4］，詳情見圖2。

（8）如放樣過程中需要布設轉點，使用鉛筆畫點并以根部作為覘標進行定向后，以反射片根部配合全站儀測量功能，即可測取轉點坐標。

3 高程貫通測量

礦山回采階段，前期上盤回風巷、下盤運輸巷和底部出礦進路都已經形成，由于前期施工不規范，巷道頂板高度不一，加上出碴影響，出礦巷道和進路底板高低相差較大，這都給高程貫通測量帶來了很大的難度，尤其是出礦水平，一條出礦巷道往往要穿過多條已施工進路，這就需要根據頂、底板高程，綜合確定施工坡度［5］。高程貫通測量步驟如下。

（1）配備水準儀一臺，三腳架一架，塔尺一對，手持光電測距儀一把。

（2）從已知高程點依次對所需貫通的各巷道底板進行水準觀測，并標記水準點位。

（3）以所需貫通的各巷道的水準點為底部，使用手持光電測距儀對所需巷道的高度進行測定。

（4）依據所測巷道底板高程和巷道頂底板高度，即可推出巷道頂板高程。

（5）以所需貫通巷道的頂板高程為基準，結合礦房高度即可選擇合適的坡度施工。

（6）通常在滿足貫通精度且被貫通巷道高度足夠的情況下，可以其底板為基準進行貫通。

（7）當各所需貫通頂、底板差距較大，可在保證不影響巷道水溝流向的情況下，對巷道進行分段，采取多個施工段。

4 大坡度巷道腰線放設

對于坡度較緩的巷道，直接使用水準儀進行腰線放設，如果巷道坡度較大，水準儀水平視線可視距離比較短，需要多次搬站進行放設，坡度更大著無法進行放設，這時可以采用水準儀配鋼尺，采取簡化的微傾角法，進行腰線放設，達到快速、準確的腰線放設目的。

（1）配備全站儀一臺、三腳架一架、塔尺一對，5 m盒尺一把。

（2）在巷道內任意已知中線點架設全站儀，并計算儀器點底板設計腰線高程H1。

（3）后視已知導線點后，轉動照準部至巷道設計中線方位，進行方位角置零。

（4）全站儀豎直角置為90°，后視已知點高程H2，并進行讀數h2，計算出儀器水平視線高程H3=H2+h2。

（5）計算出儀器水平視線高程與設計腰線高程的高差h1=H1-H3。

（6）將盒尺立在需要放設腰線的位置，轉動全站儀照準部進行水平角讀數，并進行水平制動。

（7）根據微傾角公式計算出微傾角：α=arctan（tan（設計坡度）×cos（水平角））。

（8）轉動全站儀豎直度盤為微傾角α，上下移動盒尺至其尺頭（零刻度）與十字絲橫絲重合。

（9）量取尺頭至高差h1的距離，即為此處巷道的設計腰線位置。

5 注意事項

（1）因井下較暗，選取規格大于等于30 mm×30 mm玻璃珠光反射片，以滿足長測量距離需求。

（2）坐標測量時，反射片的懸掛高度應在儀器的仰、俯豎直角15°內，測量時反光片盡量正對儀器方向以提高測量精度。

（3）施工放樣時，反射片要立直，并使其根部正對放設點，測量距離時，要將十字絲對準反射片根部。

（4）垂球的選取不宜過大，過大可能會墜落導線點，過小則無法穩定線繩，一般選取500 g左右。

（5）測量作業時，要盡可能避免人為誤差，觀測時務必做到視線清晰，線繩穩定，反射片立正，可大大提高觀測精度。

6 結 語

礦山回采階段在滿足測量精度要求的前提下，傳統的測量作業方法仍可以滿足測量作業需求，但隨著安全、環境衛生、生產需求的不斷加大，也要求對測量作業方法不斷的創新和提高。從自身實際施工測量作業中，通過礦山井下回采常見的導線測量、施工放樣、高程貫通、大坡度腰線放設4個方面，闡述了通過現有儀器設備來提高測量效率的方法，簡化測量作業程序，同時也期待使用新儀器、新方法來提高測量作業的精度和效率。