井下測量技術及其精度控制研究

劉福州

（江西漂塘鎢業有限公司，江西 贛州 341515）

在礦井生產工作的不斷推進下，礦井回采和掘進的工作面也在增大，布置在井下的測量點位置也會發生一定變化，這會使得井下測量結果出現一定偏差，進而影響到井下測量的質量，因此需要對井下測量技術和精度控制進行重點關注[1]。

1 礦山測量的基本概述

1.1 礦山測量的含義

在礦山的建設和開采過程中，礦山測量是為礦山的規劃設計、勘探設計以及生產經營管理而進行的測繪工作。在開展礦山測量工作的過程中，會涉及到非常多的內容，其中包括地面和地下井巷等內容。在開展礦山測量時候，需要認識到安全的重要性，任何的疏忽都有可能會影響到礦井的正常運行和生產，一旦出現問題就會導致嚴重的事故。

1.2 礦山測量的主要任務

在開展礦山測量工作的時候，需要建立起礦區井上和井下的測量控制網，需要及時的做好地形圖的測繪。礦區地面和井下的各種工程施工測量和竣工測量也是非常重要的內容，這些都是在礦山測量工作中必須要重點關注的內容[2]。

2 井下測量精度的影響因素

2.1 礦井井下測量設備

在開展礦井井下測量工作的時候，經常會使用到各種礦井井下測量設備，因此需要選取合適的測量設備來做好相關的工作。首先，在進行測量前需要做好設備的校準和歸零。測量設備一般都需要采用專業的儀器來進行檢測，這樣才能將檢測結果作為主要的依據來讓其符合井下測量精度的相關要求。如果沒有相關的設備來對校準和檢查的工作質量進行保證，會在很大程度上影響到測量的實際數據準確性，對后續的施工也會產生很大的影響。

2.2 井下測量導線點位的選擇

在開展礦井測量工作的時候，點位的布設是必須要重點關注的內容，因為井下的巷道容易受地質構造的影響，在開展采掘工作的時候，巷道圍巖就會比較容易受到變形的影響，進而影響到巷道內測量點位，導致出現位移現象。因此在確定測量控制點的位置時候，需要提前做好位置的專業性校對，選取地質構造穩定的地方布設，避免給井下測量的工作帶來不利的影響。

2.3 工作人員的綜合素質

在開展礦井井下測量工作的時候，需要對相關人員的專業素質和水平重點關注，這對測量結果的準確性具有非常重要的影響。想要實現對測量人員的有效篩選，需要重點選取專業技能強和素質良好的人員來開展工作，做好系統性的知識培訓，從而促進工作人員的均衡性發展[3]。

3 井下測量技術的內容

3.1 聯系測量

想要保證井下測量精度，其前提就是將礦井所在地區的平面坐標和高程系統傳輸到井下，這是非常重要的一項測量工作，這項工作被稱為聯系測量。在經過聯系測量之后才能實現對測量數據的精確傳遞，同時也能使測量質量得到更好的保證。在聯系測量階段，需要通過制定出合理的測量技術方案來解決精度問題。目前來說，在施工中經常會使用到的聯系測量方法，主要有一井定向測量和激光鉛垂測量。

3.2 一井定向測量

一井定向測量是由井上和井下測量兩個方面的內容來共同組成。其操作步驟就是將兩個鋼絲繩懸掛在還沒進行實際測量的井筒內部，在井口的上方固定好鋼絲繩的首段，對鋼絲繩末端吊錘，讓鋼絲繩保持水平定向，然后進行下一步工作。一般來說是運用導線測量的方式來實現對地面測量，靠近井筒的經緯儀就可以測量鋼絲繩和坐標連線的相關位置。在井下測量的過程中，一般都是選擇定向的水平來讓方位角和鋼絲繩實際坐標點保持在對應狀態，讓井下測量點和鋼絲繩吊錘都保持連接形成垂直三角形，然后再測量好角度和距離。完成上述內容之后對相關聯的導線點地面坐標和方位角做好計算和分析。在現代科學技術不斷發展的影響下，目前已經開始廣泛使用激光鉛垂測量的方法。

3.3 激光鉛垂測量方法

在對激光垂直測量的方法進行使用之前，一般需要在礦井的井筒外部3cm～10cm的位置上設置一個臨時的支架，然后將激光儀接收板放置在支架上。然后需要在井下安置激光儀，讓發射的激光可以投射到井上的激光接收板上，這樣之后就需要間隔一段時間來對激光儀進行120°的轉動，并且要做好相關的記錄工作。在完成一個360°的旋轉之后，激光接收板上會出現3個不同的點，并且會組成一個三角形，在三角形的內部繪制一個以內切圓的圓心為中心的激光投射點就是最終的激光投射點。最后需要依據投射點所形成的三角形來進行一定的分析和計算，并且需要對測量過程中的水平校對進行重點關注，避免因為校對問題而引起測量誤差。

4 礦井井下測量中常見的問題

4.1 審核圖紙失誤

在礦井井下測量工作開展的過程當中，因為疏忽大意而抄錯已知點的坐標、方位角或者是高程，是比較常見的問題，有時候還會出現施工巷道經過的路線上遺漏井巷，設計圖紙中巷道距離標注不一致的現象，這些都是在審核圖紙的過程中出現了失誤。對于相關的工作人員來說，需要更加認真、細心的對待圖紙的審核工作，要注意區分圖紙中數據和位置，還要在每個測量組中配備熟悉測量業務的人員，及時的發現問題并且解決問題。

4.2 測量工具不全

在開展礦井井下測量工作的過程當中，部分測量人員在進入到井下之后才會發現測量工具的攜帶不夠齊全，這種現象經常會給工作帶來很多不必要的麻煩，同時也會降低工作效率。對于井下測量人員來說，需要在下井之前做好工具的檢查，避免出現遺漏現象[4]。

4.3 計算方位角有誤

一般來說，在井下測量的同時還要進行現場的標定，因此對于記錄人員來說，在記錄測量數據的時候，還要抽空對水平角和傾角的測量數據進行檢查，通過這樣的方式來對本站的方位角進行推算，如果其中的某一個步驟出現了計算錯誤，并且上井之后沒有做好計算和檢查，就會很容易造成工程事故。因此對于記錄人員來說，要做到認真細心的記錄和計算，并且還要及時的做好復算，要讓計算的準確性得到有效保證。

4.4 儀器未做好校核

井下測量工作的開展一般都處在潮濕環境當中，因此測量儀器就比較容易受到環境的影響。在使用儀器之前，如果沒有依照相關規定來做好校驗和調整，會影響到數據的精確性，給導線測量帶來比較大的影響[5]。

5 井下測量精度控制和優化

5.1 聯系測量方案的優化

聯系測量就是將地面礦區測量點的坐標和高程傳遞到井下，通過這樣的方式來實現測量工作的開展。對于聯系測量來說，這項工作的主要目的就是對測量得到的數據來進行一定的控制和優化，然后做好方案的優化處理，并且做到測量工作的合理規劃，對測量中出現的誤差問題進行統計和分析，進而實現有效的防治和管理。在開展聯系測量優化鞏固的過程中，一定要對前期的準備工作重視，要讓測量準確程度得到保證。在礦井的實際測量過程當中，經常會有大量的測量數據，其中的一些數據都屬于原始數據，在對這種類型的數據進行處理的時候，比較容易造成數據錯誤和遺失的現象，進而影響到測量數據的真實性和可靠性。因此我們需要對井下測量數據的核對重點關注，要將測量圖作為是礦井施工中的基礎性前提，同時指導繪圖工作可以使繪圖進度得到很大提升，讓井下測量的準確程度得到有效提升。

5.2 井下測量控制方式的優化

在開展礦井精度測量優化的過程當中，需要對平面和高程測量的精度這兩個方面作為重點內容來關注。在對平面測量精度優化的過程中，需要消除經緯儀測量中產生的誤差并做好相關的控制工作。在測量的過程中使用經緯儀，所產生的偏差大都是由兩邊和測角的數據產生的，這種誤差出現的原因就是在使用測量設備的時候沒有做好校準和檢查的工作。想要對水準測量或者是三角高程測量中存在的誤差現象進行有效的控制，就需要先優化好測量方式，只有這樣才能對高程和平面測量的精度進行有效的控制和優化。在開展井下測量工作的過程中，要積極的使用先進的科學技術，進一步的降低由于人為操作所造成的失誤問題，進而提升測量精準度。

5.3 平面測量誤差的控制

平面測量控制中產生的誤差，主要是經緯儀導線，而造成井下經緯儀導線出現誤差的主要原因就是在使用經緯儀測量角和兩邊時產生了誤差。因此在開展實際工作的過程中，想要對誤差精度進行優化，就需要對測角誤差進行有效的控制。一般來說，出現井下經緯儀導線誤差的原因由很多，主要受到人為的影響。同時儀器本身在制造的過程中不可避免的存在著各種缺陷，再加上受到外界因素的影響，這些都會影響到測量的精度。因此在開展測量工作的過程中，可以采用全站儀來代替經緯儀，盡可能的減少人工操作步驟，避免造成較多的誤差現象，進一步的提升測量的精度和質量[6]。

5.4 計算機輔助測量

在礦井測量技術不斷進步的影響下，計算機輔助設備的應用頻率正在不斷的增加，這些應用可以讓人工測量存在的一些問題得到有效的解決，從而更好的提升測量的質量。在一般的情況下，井下測量工作的開展需要對計算機繪圖工具積極的利用，然后將其作為依據來開展圖紙規劃和測量放線的工作，通過憑借詳盡的計劃來讓計算機輔助測量工作變得更加規范，從而更好的提升礦井測量的精度和質量。在現代信息技術和網絡技術的廣泛應用下，計算機輔助測試已經成為常用的方式，并且可以實現對礦井測量精度的有效控制和優化。就目前來說，主要是利用CAD技術強大制圖功能來強化巷道導線的設計和施工放樣的確定。傳統采用的方式是反算導線點的坐標來計算出導線點到中心線的距離，然后再對井下的標定進行確定，但是這種方式比較容易出現誤差，通過使用計算機可以更快實現反算導線點的坐標控制，最終計算出距離。這種計算機輔助測量的方式能夠很大程度上減少測量人員的工作強度，同時也能達到測量精度的優化和控制[7]。

5 結語

綜上所述，在開展井下工程的時候，測量工作發揮著非常重要的作用，保證礦井測量精度是保障礦井安全生產的重要前提之一。在礦井測量中，經常因為受到各種因素的影響而出現一定的偏差，為了對測量結果準確性進行有效保證，需要做好控制和優化，進一步的提升井下測量的安全性和可靠性。