矿山竖井联系测量中应注意的问题及改进方法

[摘要]随着科学技术的发展及资源的日益紧张，矿山的正常运行成为了社会和经济发展的重要基石，随之而来的矿山测量成为了测量行业内的重要组成部分。本文就矿山竖井联系测量的方法及存在问题和改进方法发表自己的意见。

[关键词]竖井测量 测量方法 问题 改进方法

[中图分类号]TD175[文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-9-104-1

1概述

矿山井下测量是矿山建设和开采的指向灯和风向标，是直接影响矿山生产安全的。矿山竖井联系测量一般分为两部分，一部分是平面联系测量，其任务是确定井下导线起算边的坐标方位角和起算点的平面坐标。说白了就是把井上的平面系统通过联系测量和井下平面系统相统一。井下起算边坐标方位角误差对井下导线的影响较大，因此将一般井下导线起算边坐标方位角的误差作为衡量平面联系测量的精度标准。另一部分是高程联系测量，主要是确定井下点高程，要和井上高程系统统一，可以清楚知道井下每个点的深度。

2平面联系测量

在矿山竖井定向中，平面联系测量的方法很多，现在主要用到的是两井定向法和陀螺全站仪定向法，对于一井定向这里不做表述。

2.1两井定向法

当矿井有两个竖井，且在井下有巷道相通、并能进行相互联系测量时，就可采用两井定向。两井定向是在两个井筒内各用垂球悬挂一根钢丝，钢丝井上和井下平面坐标看做一致。通过地面和井下导线将它们连接起来，从而把地面坐标系统中的平面坐标和方向传递到井下。两井定向时，井下两根钢丝间不能直接通视，而是通过导线连接起来的，因此，在连接测量时必须测出井上、井下导线各边的边长及其连接坐标水平角；由于两井定向时，两垂球线之间距离增加，因而减少了投向的误差，这是两井定向的优点。

2.2陀螺全站仪定向法

陀螺定向是运用陀螺经纬仪根据磁北方向直接测出井下未知边的方位角。他不需要垂球和钢丝，避免几何定向方法进行联系测量时占用井筒时间长、工作组织复杂等缺点，目前，被大多井下测量用于矿井联系测量和控制井下导线方向误差的积累。步骤如下：

（1）地面已知边上测出仪器常数。假定的陀螺仪轴的稳定位置通常不与地理子午线重合，（理论上是重合的）二者之间的夹角称为仪器常数，陀螺仪子午线位于地理子午线的东边为正，西边为负。

（2）陀螺经纬仪放在定向边上，测出该边的陀螺方位角。

（3）仪器上井后重新测定仪器常数。

（4）求算子午线收敛角。

3高程联系测量

矿井高程联系测量就是导入高程，其目的是建立井上、井下统一的高程系统。高程联系测量，立井导入高程是通过一些专门的方法来完成的，主要是通过长钢尺多次测量导入。竖井联系测量应注意的几个问题：

（1）陀螺仪计算公式中计算时所用的X 坐标和Y 坐标通常并非当地的平面城市坐标，城市坐标经过投影后一般都会加上某个常数，计算时X坐标和Y坐标应减去相应的常数。使井上井下平面坐标统一。

（2）仪器受温度影响较大。在进行观测时，要特别注意周围环境的变化，特别是温度的变化，在进行观测之前要保证将仪器与周围环境温度一致。

（3）钢丝、竖井定向选用的钢丝直径的大小决定定向的精度，因此应尽量选择直径比较小的高强度优质钢丝，竖井深度一般大于300m是一般选用的钢丝需要在lmm以上。钢尺受拉比常数会随之改变，特别是新钢尺，特别注意比常数的计算

（4）稳定垂球的注水水桶尺寸应比垂球大些，并在水桶上加盖。垂球、垂球的大小、形状与钢丝的稳定性有很大的关系，―般垂球的形状做成砝码的形状比较有利于稳定，垂球的材质也是取决于竖井周围是否有磁场，要是有磁性影响就得考虑用铅做垂球了，如果无磁性影响选用铁质的材料就行，垂球的重量也是决定钢丝稳定性的关键，重量越重越稳定，在钢丝可承受重量的范围内尽量重点，以提高测量精度。

（5）手摇绞车、手摇绞车的制作一定要保证结实适用，如果不慎破损，工程量将大大增加能够承受大于3倍以上垂球的重量，为了防止自由的转动，还得有制动装置，另外滚筒的直径也不能太小，太小容易使钢丝变形，不利于精度的提高，一般超过25Omm～可以。

4测量工作时应注意安全

（1）井下联系测量时，井口要有专人负责，闲杂人员要远离井口，不得将任何东西掉人井下，以免砸伤井下人员，发生危险，井口测量人员也需佩戴安全带。

（2）下放钢丝时要用重量较轻的临时垂球固定在钢丝上，方便钢丝的收放，事先通知井下人员远离井筒。避免钢丝下落中井壁杂物掉落。

（3）下放钢丝要均匀慢放。切忌时快时慢，防止钢丝打结、折断，钢丝放到井底时挂上事先准备好的垂球，通过井口人员上下摇动绞车来调节垂球的高度，将垂球放入桶中以不刮碰为准。

（4）井上井下一定要保持联系，要有专门的负责人，一般都是采用对讲机，需要做什么直接下达就可以，使用对讲机的人不能远离井口，否则信号不好联系不上。在矿山开采的过程中，为了使矿井能够顺利的贯通，同时也使矿区地上、地下采用统一的平面坐标系统和高程系统，应进行高程联系测量。通过斜井或平硐的联系测量，从而把地上的坐标和高程数据传递到地下。竖井联系测量的目的就是将地面控制的坐标和方法按要求精度准确地传递给井下导线，为施工提供依据。

5结语

通过竖井联系测量使地面上的各种建筑物、交通运输线路、水体与井下采矿巷道、采场之间建立起准确的空间相对位置关系，以便以安全、有效地进行下采矿作业，又对地面上的各种建筑设施进行必要的保护。准确地界定相邻矿井之问的范围和相互关系，正确地设隔离矿柱，以避免相邻矿山发生作业干扰，甚至发生透水或瓦斯涌出等严重事故。解决各种工程建设和施工的需要，例如两井筒或相邻矿井之间的各种贯通工程，由地面向井下指定地点（巷道）凿小井或打钻孔等。因此，矿山联系测量能够保证矿井安全顺利贯通，在矿山开采过程中起着非常重要的作用，它也是减少矿山开采安全事故的有力保证。一句话没用竖井联系测量就没有矿山正常稳定的运行，就没有社会经济的蓬勃发展。

参考文献

[1]张国良，朱家钰，顾和和.矿山测量学[M]徐州：中国矿业大学出版社.

[2]煤矿测量规程[S].北京：煤炭工业出版社，1989.

[3]李青岳，陈永奇.工程测量学[M]北京：测绘出版社.