[科普中国]-巷道平面测量

简介

井下巷道平面测量分为平面控制测量与碎部测量两部分。井下巷道平面控制测量是从井底车场的起始边和起始点开始，在巷道内向井田边界布设经纬仪导线。起始边的方位角和起始点的坐标是通过平面联系测量确定的1。

平面控制测量分类在一般矿井中，井下平面控制测量分为两类：一类导线精度较高，沿主要巷道（包括：斜井、暗斜井、平硐、运输巷道、矿井总回风巷道、主要采区上、下山、石门等）布设，称为基本控制导线，按测角中误差，又分为7"和15"两级。另一类导线精度较低，沿次要巷道布设，闭（附）合在基本控制导线上，作为采区巷道平面测量的控制，称为采区控制导线，它分为30"和45"两级。

主要巷道测量在主要巷道中，为了配合巷道施工，一般应先布设30"或45"导线，用以指示巷道的掘进方向。巷道每掘进30-200m时，测量人员应按该等级的导线要求进行导线测量。完成外业工作后即进行内业计算，将计算结果展绘在采掘工程平面图上，供有关部门了解巷道掘进进度、方向、坡度等，以便作出正确的决策。若测量人员填绘矿图之后，发现掘进工作面接近各种采矿安全边界，例如积水区、发火区、瓦斯突出区、采空区、巷道贯通相遇点以及重要采矿技术边界等，应立即以书面形式向矿领导和技术负责人报告，同时书面通知安全检查、施工区、队等有关部门，避免发生事故。

每当巷道掘进300-800m时，就应布设基本控制导线，并根据基本控制导线成果展绘基本矿图。这样做，不仅可以起检核作用，而且能保证矿图精度，提高巷道施工的质量。

在煤矿建设中，当井田一翼长超过5km时，应布设7"导线作为基本控制，布设30"或45"导线作为采区控制；当井田一翼小于5km 时，根据矿区井田范围大小等具体条件，可以选择7"或15"导线作为基本控制，布设30"或45"导线作为采区控制；井田一翼长度小于1km的小煤矿，则可布设30"或45"导线作为基本控制，相应的采区控制等级更低。由此可见，井下巷道平面控制测量的等级是根据井田范围的大小来决定的。不仅如此，井下巷道测量精度还必须与工程要求相适应，例如上述导线不能满足工程要求时，应另行选择更高的导线等级，这样才能保证井下巷道的正确施工，避免不必要的返工浪费2。

巷道平面测量的外业井下巷道平面控制测量的主要形式是经纬仪导线，井下经纬仪导线的布设形式和地面一样，有闭合导线、附合导线和支导线三种。当布设支导线时，应进行往、返测量，亦称复测支导线。

1.井下导线测量外业

井下导线测量的外业步骤与地面导线一样，包括选点、埋点、测角、量边，其基本原理与地面经纬仪导线相同。

1）选点理点

选点时应注意：通视良好；边长不宜太短；便于安置仪器；测点易于保存，便于寻找（通常设在坚硬岩石顶板上，巷道分岔处必须设点）。

根据巷道存在时间的长短，井下导线点又分为永久点和临时点两种。在木棚梁架的巷道中，可用弯铁钉钉入棚子，作为临时测点。永久点一般埋设在主要巷道的顶板上，每隔300-800m设置一组，每组由相邻的三点组成。有条件时，也可以在主要巷道中全部埋设永久点。永久点应在观测前一天选埋好，临时点可以边选边测。

为了便于管理和使用，导线点应按一定规则进行编号，例如“ⅢS25”，表示三水平南翼第25号导线点。为了便于寻找，在测点附近巷道帮上筑设水泥牌，将编号用油漆写在牌子上，或刻印在水泥牌子上，涂上油漆，做到清晰、醒目，便于寻找。

2）水平角观测

经纬仪安置方法与地面测量相同，由于导线点设在顶板上，仪器安置在导线点之下，故要求仪器有镜上中心，以便进行点下对中。对中时，望远镜必须处于水平位置，风流较大时，要采取挡风措施；如果边长较短（例如小于30m），为了提高测角精度、应按规程要求增加对中次数和测回数。我国上海第三光学仪器厂生产的一种垂球，其垂球长度可以伸缩，点下对中十分方便。杭州光学仪器厂生产的一种光学对中器可以装置在脚架上或望远镜的镜筒上方，用于点下对中，不仅对中精度高，而且能提高工作效率。

观测水平角时，在前、后视点上悬挂垂球，以垂球线作为觇标，如果需要测量倾角，还要在垂球线上作临时标志（如插小铁钉）。矿灯上蒙一层透明纸，在垂线后面照明，以便观测。在整个测角过程中，用“灯语”进行指挥。测角方法可采用测回法或复测法，观测导线的左转角，当方向数超过两个以上时，采用方向观测法测角。在测量水平角时，为了将导线边的倾斜距离换算成水平距离，还应同时观测导线边的倾斜角。当各项限差符合规定时，方可迁往下一个测站。

3）边长丈量

在井下导线测量中，边长丈量通常在测角之后进行。量边工具有钢尺、拉力计和温度计。量边方法有悬空丈量和沿底板丈量两种。基本控制导线的边长必须用经过比长的钢尺丈量，同时用拉力计对钢尺施以比长时的拉力，并测定温度。丈量时，每尺段应于不同的位置读数三次，读至毫米，三次测得长度互差不得超过3m。计算一条边的正确长度应加入比长、温度、垂曲及倾斜改正数，当加入各种改正数之后的往返水平边长互差不大于平均长度的1/6000时，取其平均值作为最后结果。丈量采区控制导线的边长可凭经验施拉力，不测温度，但必须往返丈量或错动钢尺位置1m以上丈量两次，其互差不大于边长的1/2000时，取其平均值作为最后结果，否则重新丈量。当边长超过一尺段时，可用经纬仪进行定线。

在测量采区导线时，需要4人一组，一人观测，一人记录，前后视司光各一人；测量基本控制导线时，需要增加一人帮助量距、定线等工作，全组应合理分工、密切配合，共同完成外业工作。

在巷道测量中，工作环境黑暗、潮湿、狭窄，来往行人、车辆较多，巷道内又有各种管线障碍，所以，无论测角或量边，都必须注意安全，爱护仪器工具。

应当指出的是，国内外有的矿井采用陀螺仪配合电磁波测距仪布设井下高级控制导线，虽然精度高、速度快，但成本也高，而且受井下环境的影响，要求仪器防爆。故尚未推广使用，仅用于测量控制导线的加测边和方位，以提高控制导线的精度。

2. 碎部测量

为了将巷道、硐室、采煤工作面的水平投影轮廓展绘在矿图上，应在平面控制测量的基础上，进行碎部测量。

在测角过程中，前视司光者应用小钢尺量出前视照准点到测点的铅直距离，称为量上高；量出照准点到底板的铅直距离，称为量下高；量出照准点至巷道左、右帮的距离，称为左量和右量，丈量结果记入手薄，以便计算导线点的高程和展绘矿图。

测量巷道、硐室和采煤工作面的碎部，可以用支距法或极坐标法进行。无论用支距法或极坐标法，都必须用经纬仪导线或罗盘仪导线作为控制。

支距法多用在巷道与工作面碎部测量中，以导线边为基准线，量取巷道或工作面的特征点至导线边的垂距，并量出其垂足至测点的距离，然后绘制草图。

极坐标法多用在硐室碎部测量中。导线测至硐室，在导线点上用仪器测出测点至各特征点方向线与导线边之间的夹角，并丈量出仪器至特征点的水平距离，同时绘出草图，根据所测数据展绘矿图3。

巷道平面测量内业井下导线测量的内业计算与地面导线相同。为了防止发生错误，计算工作分别由两人独立进行，采用电子计算器或PC-1500计算机计算，计算完毕应校对结果，各项要求符合规定时，即可展绘矿图。

展绘矿图（又叫填绘矿图）是在绘有坐标方格网的图纸上进行的。根据计算的导线点坐标、碎部测量的记录和草图，将巷道、硐室和工作面的位置轮廓展绘出来，并在点的旁边注上点号和高程1。