全站儀三腳架法測量工藝在礦山測量中的應(yīng)用分析

　　[摘要]針對全站儀導(dǎo)線測量存在測站數(shù)量多、測量工序復(fù)雜、測量精度低等技術(shù)難題，五里堠煤礦對2101膠帶順槽在掘進期間的全站儀導(dǎo)線測量工藝及存在的主要問題進行了分析，并根據(jù)實際情況提出了全站儀三腳架法測量工藝。實際應(yīng)用效果表明，該測量工藝可降低測量勞動強度，簡化測量工序，提高測量精度，效果顯著。

　　[關(guān)鍵詞]巷道;導(dǎo)線測量;全站儀;三腳架法;測量精度

　　0引言

　　導(dǎo)線測量法是指將一系列測點依相鄰次序連成折線，然后測定各折線邊的邊長和轉(zhuǎn)折角，再根據(jù)起始數(shù)據(jù)推算各測點平面坐標的技術(shù)與方法。傳統(tǒng)導(dǎo)線測量法主要采用全站儀進行多站點測量，一般需3~5人進行協(xié)調(diào)工作，外業(yè)測量后再進行內(nèi)業(yè)整理及礦圖繪制。

　　在煤礦實際生產(chǎn)過程中，由于受巷道施工工藝、掘進地質(zhì)條件以及巷道設(shè)備布置等影響[1]，掘進巷道使用全站儀導(dǎo)線測量時，經(jīng)常出現(xiàn)測量精度低、效率低、測量難度大等技術(shù)難題，嚴重制約著巷道的安全快速掘進，甚至引發(fā)重大煤礦測量事故。因此，在全站儀導(dǎo)線測量時必須采取合理有效的測量工藝，保證巷道掘進安全。本文以五里堠煤礦2101膠帶順槽為例，提出了全站儀三腳架法導(dǎo)線測量工藝，力求提高導(dǎo)線測量效率。

　　1概述

　　山西潞安集團左權(quán)五里堠煤礦2101膠帶順槽設(shè)計長度為1400m，設(shè)計斷面為寬×高=4.0m×3.0m，巷道掘進煤層為15#煤，平均厚度6.17m，平均傾角12°，采用EBZ260型掘進機掘進，截至目前巷道已掘進650m。2101膠帶順槽在前期掘進過程中，每掘進50m進行一次中線延伸以及腰線標定。巷道中線及腰線標定采用全站儀多站點測定，即在起始點架設(shè)儀器并整平對中，然后分別照準后視點、前視點，計算未知點方位角、邊距、高程等。但是在井下實際測量過程中，受施工環(huán)境、氣候條件等因素影響[2]，傳統(tǒng)多站點測量不僅勞動強度大、局限性強，而且測量精度低、誤差大，影響巷道安全快速掘進。

　　2全站儀三腳架法導(dǎo)線測量

　　為了提高導(dǎo)線測量精度，解決傳統(tǒng)多站點導(dǎo)線測量存在的主要技術(shù)難題，保證巷道安全掘進，決定對2101膠帶順槽傳統(tǒng)導(dǎo)線測量方法進行優(yōu)化，采用全站儀三腳架法進行導(dǎo)線測量。

　　2.1測量前準備工作

　　(1)全站儀導(dǎo)線測量需配備全站儀1臺、三腳架3副、帶有水準管的覘標以及棱鏡各2臺，人員配備上需數(shù)據(jù)記錄員1名、觀察員1名、前后視點照明各1人[3]。(2)在導(dǎo)線測量前，測量人員應(yīng)深入現(xiàn)場，對起始點位置進行確定，如測點位置發(fā)生位移必須重新標定，同時對上一次測量數(shù)據(jù)進行復(fù)算，確保導(dǎo)線測量起始數(shù)據(jù)的準確性。(3)在導(dǎo)線測量前，應(yīng)嚴格檢查測量儀器是否完好，包括儀器外表有無破損、測量儀器光學元件是否有損壞、測量儀器內(nèi)部是否存在誤差(如視準軸誤差、照準軸誤差)及儀器電池是否完好等。

　　2.2全站儀三角架測量方法

　　全站儀三角架法是利用1臺全站儀、3副三腳架、2臺棱鏡進行巷道測量的一種方法。

　　2.3注意事項

　　(1)在進行每次三腳架法導(dǎo)線測量時，必須保證每個測點所有的全站儀、棱鏡、三角架型號相同，不得更換測量儀器及設(shè)備，并確保儀器及棱鏡在變換位置后其中心仍在同一鉛垂線上，從而降低儀器鉛錘誤差。

　　(2)在安裝三角架時，必須將三角架安裝牢固，在測點變換時嚴禁觸碰三角架，同時在移動前后儀器及棱鏡時不得移動基座;儀器移站后在觀測前必須對儀器水準管進行校準，若發(fā)現(xiàn)水準管偏離較大必須重新對中整平。為了消除棱鏡參數(shù)誤差，在每次變換棱鏡時，前、后視棱鏡不得互換。(3)在整個測量過程中，觀測人員應(yīng)優(yōu)化改進測量方法，提高測量數(shù)據(jù)精度，同時記錄人員應(yīng)準確記錄數(shù)據(jù)，測量完成后必須進行一次復(fù)算，保證外業(yè)測量數(shù)據(jù)準確無誤。

　　3全站儀三角架法導(dǎo)線測量優(yōu)點及實際應(yīng)用分析

　　3.1優(yōu)點

　　(1)適應(yīng)性強。與傳統(tǒng)多站點導(dǎo)線測量相比，三角架法對施工環(huán)境要求相對較低，降低了風速、粉塵濃度對測量施工的影響，同時三角架法進行導(dǎo)線測量時中間點可隨意設(shè)站點，解決了傳統(tǒng)導(dǎo)線測量時路線受阻、能見度低等技術(shù)難題，提高了導(dǎo)線測量的靈活性。

　　(2)降低了巷道施工影響。采用三角架法導(dǎo)線測量可與巷道施工平行作業(yè)，避免了施工作業(yè)條件的影響，提高了巷道的掘進速度。

　　(3)降低了勞動強度。采用三角架法導(dǎo)線測量，只需進行第1測站前后視點以及觀測點儀器的對中整平，在以后的每1次測量中，只需對前視點進行對中整平即可，從而降低了測量勞動強度，簡化了測量工序，縮短了測量時間，提高了導(dǎo)線測量工作效率。

　　(4)提高測量精度。以一次導(dǎo)線測量為例，在整個測量過程中，共需進行N個測點觀察。采用傳統(tǒng)多站點測量方法，需整平對中3N次;而采用全站儀三角架法只需整平對中N+3次，減少了儀器對中整平次數(shù)，降低了儀器誤差以及傳遞誤差，提高了測量精度。

　　3.2實際應(yīng)用效果

　　2101運輸順槽掘進至650m處時，對巷道導(dǎo)線測量方法進行了優(yōu)化，采用了全站儀三角架法測量工藝。截至2019-12-24，2101運輸順槽已掘進到位，與傳統(tǒng)多站點觀測法相比，在平均每次導(dǎo)線測量長度為200m、測站距離為40m的情況下，采用全站儀三角架法測量工藝每次縮短測量時間2.2h，減少站點儀器對中整平時間5次，測量誤差率由原來的9%降低至2%以下。2101運輸順槽采用該測量工藝后，順利與2101工作面切巷貫通，保證了巷道安全快速掘進。

　　化工論文投稿刊物：《煤炭與化工》于2013年進行合版及擴版，并更名為《煤炭與化工》。圍繞科技發(fā)展規(guī)劃和科技政策，刊登煤炭、化工、制藥等相關(guān)領(lǐng)域的新趨勢、新技術(shù)、新產(chǎn)品、新設(shè)備、新材料，突出前瞻性、實用性、學術(shù)性、權(quán)威性、時效性，反映行業(yè)熱點、預(yù)測行業(yè)發(fā)展、傳播科學技術(shù)、交流成果經(jīng)驗。

　　4結(jié)論

　　利用全站儀三角架法測量工藝進行導(dǎo)線測量時，不僅操作便捷，而且可用于復(fù)雜地質(zhì)條件下的采掘工作面中，在礦山測量中逐漸被廣泛應(yīng)用;井下采用全站儀三角架法測量工藝進行導(dǎo)線測量或高程測量時，既減少了儀器對中整平次數(shù)，降低了對中誤差，提高了礦山測量精度，同時又縮短了測量時間，提高了測量工作效率。因此，全站儀三角架法測量工藝在礦山測量中值得推廣應(yīng)用。

　　[參考文獻]

　　[1]馬何亮.煤礦井下導(dǎo)線測量方法優(yōu)化應(yīng)用[J].煤炭與化工，2020(9)：21-23.

　　[2]霍志耀.礦井貫通測量方法及誤差分析[J].能源與節(jié)能，2020(8)：107-108.

　　[3]孔玉柱.提高礦山巷道導(dǎo)線測量精度的方法研究[J].世界有色金屬，2020(5)：36.

　　作者：孫永平

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