浅谈井下工程测量工作.doc

浅谈井下工程测量工作摘 要矿山测量是矿山建设与生产时期全部测量工作的总称。由于矿山测量工作涉及地面和井下，不仅要为矿山生产建设服务，而且更要为安全生产提供信息。如何合理利用有限的矿山资源和保障安全生产，需要我们测量工作者对矿山测量研究的对象和任务，及其在矿山测量组织与施工上需要花大量的时间来探讨与研究。关键词矿山井下、测量、巷道中线、巷道腰线矿山测量是矿山建设与生产时期全部测量工作的总称。由于矿山测量工作涉及地面和井下，不仅要为矿山生产建设服务，而且更要为安全生产提供信息。如何合理利用有限的矿山资源和保障安全生产，需要我们测量工作者对矿山测量研究的对象和任务，及其在矿山测量组织与施工上需要花大量的时间来探讨与研究。一、矿山测量研究的对象和任务由于矿山测量研究的对象和任务是对于矿山的井筒、巷道、采场、工作面、台阶、剖面等的定位与描述。因此，它与地形测量相比，在测量对象、工作条件以及精度分布等方 面具有不同的特点。矿山测量的对象与地形测量的对象在实质上并无区别，因为都是解决点位的问题。但是，地形测量的对象具有一定的相对稳定性，而矿山测量的对象则在时间与空间上是不断变化的，测量工作必然受到时间与空间的限制。因此要求矿山测量工作必须跟随采矿工程的发展而进行。井下测量的空间是各种巷道与采场，由于巷道狭窄，加之各种管道、车辆乃至行人、风流等都在其中通过或活动。因此，必然对测量工作产生干扰或阻碍。此外还有照明条件差，通视困难，因此要求在井下测量时，应尽量避开行人、车辆和管道，采用专门的照明设备和特殊的仪器工具，使之适应这样的工作条件。甚至需要暂时停产，否则就无法工作。地面测量，由于空间开阔，可以根据测量工作的原则，进行一次全面布设控制网并进行统一平差。这样，测区各控制点的精度是基本相同的，同一比例尺图的精度分布也是均匀的。而在井下测量，只能随着采掘工程的进展，从无到有，从小到大，逐渐延伸；所以测量精度的分布就不均匀。矿山测量的主要任务是： （1）建立矿区地面控制网和测绘l500l5000的地形图； （2）进行矿区地面与并下备种工程的施工测量和验收测量； （3）测绘和编制各种采掘工程图和矿山专用图，以及矿体几何图； （4）进行岩层与地表移动的观溯及研究，为留设保护矿柱和安全开采提供资料；（5）参加采矿计划的编制，并对资源利用及生产情况进行检查和监督。二、矿山测量组织与施工井下测量的工作主要是负责巷道施工的据进工程、开拓工程和贯通工程等等。在井巷开拓和采矿工程设计时，对巷道的起点、终点、方向、坡度、断面规格等几何要素，都有明确的规定和要求。巷道施工时的测量工作，就是根据设计要求，将其标定在实地上，其中主要的测量工作就是给出巷道的中线和腰线。 中线是巷道在水平面内的方向线，通常标设在巷道顶板上，用于指示巷道的掘进方向。巷道腰线是巷道在竖直面内的方向线，标设在巷道帮上，用于控制巷道掘进时的坡度。同一矿井的腰线高于轨面设计高程应为一个定值，例如1 m或15 m。 巷道施工测量是生产矿井的日常测量工作，它是在井下平面控制测量和高程控制测量的基础上进行的，而且直接与生产联系。所以在施工测量之前，应该认真、仔细审阅设计图纸，了解巷道的性质和用途，弄清新老巷道的几何关系，以及设计巷道周围的地质条件，水、采空区等情况。必要时，应该用解析法或图解法检查设计要素；然后才能到现场进行标定。在巷道掘进过程中，应及时给出中、腰线，随时检查并填绘矿图。 巷道施工测量直接关系着采矿工程的质量，关系到施工人员及矿井的安全，矿山测量人员必须认真、及时、细心地配合施工部门进行工作。本人自从事矿山工作以来结合实践经验总结了以下几点最常用、最基本的标定巷道中线和腰线的方法和步骤：(一)、巷道中线的标定及延伸1内容与要求(1)标定直线巷道的方向并延伸中线。(2)在井下巷道内根据图纸的设计要求，用经纬仪标定新开巷道的位置和掘进方向，标定巷道中线。(3)根据已知中线点，延长巷道中线。2方法和步骤1)巷道开切位置、方向的标定首先熟悉图纸，了解设计巷道与其他巷道的几何关系，检查图上给定数据如附图8所示。(1)计算标定数据。附图8式中 设计巷道中线的坐标方位角；设计巷道的起点坐标；导线点坐标。(2)标定巷道的开切地点和掘进方向。将经纬仪安置于4点，瞄准5点垂球线，在此方向上量取定出A点并标设在顶板上。再量取检查A点的正确性。在A点安置经纬仪，后视4点转角值，此时望远镜视准轴所指的方向即为设计巷道掘进方向。一人手执电筒(或矿灯)沿巷道一帮移动，当电筒移到视准轴方向线上时，即在帮上打一标记，过此标记划一铅垂线，即为巷道中线。根据仪器视准轴方向，在A点之前或后方顶板上再标定两个中线点，即由三点组成一组中线点，表示巷道掘进的方向。2)巷道中线的标定新开掘的巷道掘进69 m后，应用经纬仪正式标出一组中线点，每组中线点不得少于3个点，点间距离不得小于2 m。1. (1) 检查A点是否有位移或破坏。 2. (2) 经检查认为A点无位移后，将经纬仪安置在A点，用盘左后视4点，在水平度盘 转出角值，在巷道顶板上距工作面5 m左右给出2点，用盘右再给出2点，取其2、2两点中间点为2点，则2点即为巷道中线点。如附图9所示。1. (3) 然后在2点挂垂球，用一个测回实测4A2，用以检查角是否正确。 2. (4) 经检查角无误后，再用经纬仪瞄准2点，在此方向线上的顶板或棚顶上标出1 点。A、1、2三点即为一组中线点，在三点上挂上绳线。3)巷道中线的延伸一组中线点，可以指示巷道掘进3040 m。随着巷道的掘进，巷道中线要向前延伸才能制导巷道的掘进。附图 9(1)首先检查原中线点是否有移动，如B组中线点B、1、2是否在一条直线上，如附图10所示。若其中有三点在一条直线上，便使用这三个点延伸。附图 10(2)经检查认为无误后将经纬仪安置在B点，用盘左及盘右后视A点，转180沿视准轴方向定出一点，取其中间点C为新中线点。也可用瞄直法或拉线法。(3)用经纬仪瞄准C点，再于此方向上定出1、2点。则C、1、2三点即为延伸的一组巷道中线点。(4)在各组中线点中选出一点作为导线点，如A、B、C等点，以备进行采区导线测量时检查中线的正确性。3注意事项(1)巷道中线是控制巷道水平方向的重要指向线，因此标定时一定要细心，要做检查，发现问题及时纠正，不应因其简单而轻视。(2)中线点要选在不易被爆破时岩块冲击的地方，而且岩石一定要坚固，若设在棚梁上，更要注意棚梁的稳固性。(二)、巷道腰线的标定本篇主要论述用经纬仪标定腰线方法，其它仪器标定巷道腰线方法详见矿山测量教材。在主要倾斜巷道中，通常采用经纬仪标定腰线，其方法较多，这里只介绍二种。1利用中线点标定腰线 图313a所示为巷道横断面图，图313b所示为巷道纵断面图。标定方法如下： (1)在中线点1安置仪器，量取仪高i。 (2)使竖盘读数为巷道的设计倾角，此时的望远镜视线方向与腰线平行。然后瞄准掘进方向已标定的中线点2、3、4的垂球线，分别做临时记号，得到2、3、4。倒镜再测一次倾角作为检查。(3)由下式计算K值K=H1-( H1+h)-i式中H11点处的高程；H1l点处轨面设计高程；i仪器高；h轨面到腰线点的铅垂距离。 (4)由中线点上的记号2、3、4分别向下量K值，得到的2、3、4即为所求的腰线点。 (5)用半圆仪分别从腰线点拉一条垂直中线的水平线到两帮上，把中线上的腰线点转设到两帮上，如图10一13a所示。 (6)用测绳连接帮壁上的2、3、4点，并用石灰浆或油漆沿测绳划出腰线。图3-13利用中线点标定腰线 a一巷道横断面图；b一巷道纵断面图2用伪倾角标定腰线 如图10一14所示，如果AB为倾斜巷道中线方向，巷道的真倾角为，BC垂直于AB，C点在巷道左帮上，与B点同高，那么，水平距离AC大于AB，则AC的倾角(巷道伪倾角)小于AB倾角。可如下计算 。 因为所以图3-14伪倾角与真倾角的关系式中，角为AB与AC的水平夹角，该角用经纬仪测得；为设计巷道的真倾角。为了方便使用，将水平角、真倾角、伪倾角三者之间的关系编制成表。标定时，以水平角为引数，从表中直接查得伪倾角，亦可用电子计算器迅速算出。 图315a所示为巷道纵断面图。图3一15b所示为巷道平面图。用伪倾角标定腰线的方法如下： (1)在B点安置仪器，测出B点至中线点A及原腰线点1之间的水平夹角扁，如图315b所示。图13-15利用伪倾角标定腰线 a一巷道纵断面图；b一巷道平面图(2)根据水平角1和真倾角1，按式(104)计算得伪倾角1。 (3)瞄准1点，固定水平度盘，上下移动望远镜，使竖盘读数为1，在巷道帮上做记号1，用小钢卷尺量出1到腰线点1的铅垂距离K，如图3一15a所示。 (4)转动照准部，瞄准新设的中线点C，然后松开照准部瞄准在巷道帮上拟设腰线点处，测出2角，如图3一15b所示。 (5)根据水平角2和真倾角2，计算得伪倾角2。 (6)望远镜照准拟设腰线处，并使竖盘读数为2，在巷道帮上做记号2，用小钢卷尺从2向上量出距离K，即得到新标定的腰线点2。 (7)用测绳连接1、2两点，用灰浆或油漆沿测绳划出腰线。三、结