[科普中国]-深孔测量

介绍

用深孔留矿法或崩落法采矿时，要打大量深孔进行爆破落矿。深孔通常是在凿岩硐室内打的，深孔以钻机为中心呈扇形分布。深孔分布有水平扇形、垂直扇形和倾斜扇形。

深孔测量的任务是按设计要求进行深孔的标定和验收。深孔测量的一般过程是：标定硐室位置；测绘硐室平面图，将硐室内的钻机立柱位置转绘在图纸上，并圈定爆破边界，进行深孔设计，确定深孔的方位（方位角α或水平角β），倾角σ和孔深L；标定深孔，在硐室壁上用油漆标记孔位；验收深孔，实测各深孔的方位、倾角和孔深（如实测结果与设计数据相差太大，影响到矿石的回采，就不予验收）；最后根据验收资料绘制深孔平面图和断面图。下一步是确定装药量，进行深孔爆破。

水平扇形深孔测量从回采设计的深孔布置图、表资料中可查明钻机中心位置O、每个深孔的方向和深度、孔号和孔间角度（图1）。在天井或硐室内建立控制点A、B，并绘到凿岩硐室平面图上，在图纸上量取标定数据βB、β0l、βln和距离LBO，标定钻机中心O；将经纬仪安置在B点，后视A点，测设βB角，沿视线方向量LBO定出钻机中心，用标志把0点固定在硐室顶板上，并在0点的锤线上标出深孔的标高；移置经纬仪于0点，后视B点标设β0l角，沿视线方向在硐壁上定出始孔位置，设出βon角，定出n末孔位置。在工作面画出1至n的一条施工水平线，按β1、β2、……βn- 1在此线上标定中间深孔位置。

竖向扇形深孔测量从深孔布置图上，查得标定数据（图2），将控制点A、B按坐标展绘于深孔布置图上，同时量出距离LBO1及LABO1、LBO1O2等，作为标定各排面扇形深孔中心O1、O2、O3等的数据。在实地标定O1、O2、O3后，把仪器安置于各排面中心，然后按排面方位角在两帮和顶板上标定排面方向。凿岩时，由专用半圆仪给出各深孔的位置和倾角方向。

倾斜扇形深孔测量从扇形深孔布置图上，查得标定数据。 在图纸上查出扇形深孔中心坐标x、y0，计算各深孔的方位角（图3）。

一般扇形深孔方位角的计算式为α1=α-β1，式中αo为排面基线的方位角；β1为各炮孔水平方向的投影与基线所夹的水平角。βi由下式求出tanβi=tanβi·cosδ，式中βi为各炮孔方向与排面基线的夹角；δ为扇形深孔倾斜排面的倾角。每一深孔倾斜角δi的计算公式为tanδi=tanδ·sinβi，根据计算求出每一深孔的方位角αi、倾斜角δi，将仪器安置在扇形深孔中心，逐步标定孔位。2

深孔验收一般用罗盘仪或专用测斜器测定深孔方向和倾斜角，用木折尺或测深杆等测量孔深。对倾斜扇形孔的验收，在测定深孔倾斜角和深孔方位角后，还要按公式计算βi和β'i，最后根据验收数据填图。此外，可用声波炮孔测深仪来测孔深，探测误差在±0.5m以内。用数字式炮孔仪测炮孔倾斜角，测量精度为±1°。

矿山测量仪器按仪器用途不同分为：测量边长的仪器；测角仪器；测量高差和高程的仪器；确定子午北方向和方位角的仪器；方向指示仪器；井下空洞测量仪器；专门用途仪器；摄影测量仪器；室内仪器。

（1）测量边长的仪器 主要有钢尺、光学视距仪 （包括双丝视距仪、双像光楔视距仪、自动归算视距仪、各种无标尺立体视距仪等）、光电测距仪等。

（2）测角仪器 主要有：经纬仪一测量水平角、竖直角的仪器，其精度按仪器正倒镜一测回测量方向中误差值可分为±1″、±2″、±6″、±15″级等；速测经纬仪一测水平角、竖直角和距离的仪器；矿山经纬仪一用于矿山的经纬仪，其主要特点是能测大倾角，望远镜有短的明视距离0.5～1.0m、能镜上对中、有读数照明设备、防潮、防尘、防爆、轻便易带等，其附件包括托架、目镜棱镜、物镜棱镜、镜上光学对点器、偏心望远镜等；简易测角仪——测角精度低于30″、结构简单、轻便的经纬仪（见彩图插页第7页），用于采区、采场测量和小范围内的测量工作；电子经纬仪——利用编码度盘或光栅等光学器件、电子测量和数字显示角度的经纬仪；全站型电子经纬仪-能电子测角、光电测距、微型电子计算机自动计算和电子记录存储的仪器。

（3）测量高差和高程的仪器 主要有水准仪——将望远镜视线置于水平来测量两点间高差的仪器，其精度按每公里水准测量的高程中误差，可分为±0.5、±1、±3、±10、±20mm五个等级；自动安平水准仪；连通水准管；自动轨道坡度记录仪；测深仪（见竖井高程联系测量）；测竖井深的长钢尺（100～1000m）。

（4）确定子午北方向和方位角的仪器 主要有：矿用地质罗盘；磁指针定向器——指示磁北方向的仪器；挂罗盘——确定井下测边磁方位角的仪器；陀螺经纬仪（见彩图插页第7页）。

（5）方向指示仪器 主要有：激光指向仪（见巷道施工测量）；激光投点仪（见竖井施工测量）；光学对点器——用于向上或向下竖直投点的光学仪器。

（6）井下空硐测量仪器 主要有无标尺测距仪、超声波测量仪、具有无合作目标激光测距的经纬仪、摄影测量仪器和立体摄影测量仪器等。