靳傳軍，寇虎強(qiáng)

(山東黃金礦業(yè)(萊州)有限公司焦家金礦， 山東萊州市 261441)

空區(qū)和急傾斜巷道測量技術(shù)的研究和應(yīng)用

靳傳軍，寇虎強(qiáng)

(山東黃金礦業(yè)(萊州)有限公司焦家金礦， 山東萊州市 261441)

介紹了焦家金礦望兒山分礦利用手持激光測距儀配合電子經(jīng)緯儀測量空區(qū)和天井的方法，解決了危險(xiǎn)空區(qū)及天井(+40°～+90°)測量問題。

空區(qū)急傾斜巷道;手持激光測距儀;電子經(jīng)緯儀;測量方法

望兒山金礦井下地質(zhì)條件復(fù)雜，巖石結(jié)構(gòu)不穩(wěn)固，巷道及采場塌方時(shí)有發(fā)生，為了準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)礦巖量，計(jì)算損失貧化及滿足其它地質(zhì)和采礦工程的要求，需要測定塌方空區(qū)的具體范圍和位置。但測量人員難以進(jìn)入或因安全原因不允許進(jìn)入這些空區(qū)，為解決這個(gè)問題，以前應(yīng)用經(jīng)緯儀交會(huì)法等方法進(jìn)行施測，但非常麻煩，且需要使用2臺(tái)經(jīng)緯儀，參與人員也多，計(jì)算麻煩，精度不高。而在測量急傾斜巷道時(shí)，經(jīng)緯儀的目鏡被水平度盤擋住，因此要求望遠(yuǎn)鏡要配有目鏡棱鏡或彎管目鏡，應(yīng)用起來比較麻煩，如果用坡度規(guī)配合羅盤測量，由于天井內(nèi)間很小，羅盤很容易受天井內(nèi)鐵梯子及照明燈線的影響，測量精度很低，以致天井貫通精度達(dá)不到工程要求的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，這樣不但影響了地質(zhì)探礦，也為采礦造成了不必要的麻煩。為解決望兒山礦危險(xiǎn)(塌方)空區(qū)及急傾斜巷道(天井)的測量問題，研究和使用手持式激光測距儀配合電子經(jīng)緯儀進(jìn)行空區(qū)和急傾斜巷道(天井)的測量。

1 儀器設(shè)備

首先，將手持式激光測距儀與電子經(jīng)緯儀通過連接裝置連接在一起，如圖1所示。

測距儀紅外線可見光距電子經(jīng)緯儀視準(zhǔn)軸4．8 cm，使用時(shí)，自制了反光板，在反光板上貼2條絕緣膠帶，使上面膠帶的上邊緣與下面膠帶的下邊緣相隔4．8 cm。用以調(diào)整手持式激光測距儀發(fā)出的紅外線可見光平行于視準(zhǔn)軸。調(diào)整時(shí)，先將電子經(jīng)緯儀豎盤讀數(shù)調(diào)整為90°00'00″，再用望遠(yuǎn)鏡十字絲中絲對準(zhǔn)反光板下面的絕緣膠帶下邊緣，打開測距儀，使用微調(diào)調(diào)整測距儀發(fā)出的可見紅光與上面的絕緣膠帶的上邊緣重合，同時(shí)通過微調(diào)使紅外線可見光與望遠(yuǎn)鏡十字絲豎絲重合，此時(shí)測距儀發(fā)出的紅外線可見光與望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸平行。儀器豎軸中心距測距儀測距起始位置7．1 cm，即測量距離L0與實(shí)際距離 L的關(guān)系為:L=L0+Δl，Δl= －0．071 m。

2 測量方法

利用紅外線激光測距儀的無覘標(biāo)可以測距、指向的特點(diǎn)，可以對比較危險(xiǎn)的空區(qū)等地點(diǎn)進(jìn)行測量，人員不必進(jìn)入空區(qū);可以對急傾斜巷道(天井)施測，解決了以往測天井讀數(shù)時(shí)必須使用彎管目鏡的問題，并且不用前視覘標(biāo)就可測量，減少了測量人員工作量;并克服了使用懸掛羅盤、坡度規(guī)測天井時(shí)，由于梯子，背板等鐵器的影響而造成的測量數(shù)據(jù)誤差的問題。具體應(yīng)用方法如下。

2．1 井下導(dǎo)線測量及三角高程測量

施測空區(qū)和急傾斜巷道(天井)時(shí)，在已知點(diǎn)立儀器，精確整平對中，然后通過連接裝置將手持式激光測距儀與電子經(jīng)緯儀連接在一起，并將電子經(jīng)緯儀豎盤讀數(shù)調(diào)整為90°00'00″，然后望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)反光板，通過微調(diào)使紅外線可見光與望遠(yuǎn)鏡十字絲豎絲重合，并與望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸平行，之后固定好測距儀，采用測回法進(jìn)行測量。

根據(jù)有關(guān)規(guī)程，采區(qū)及其次要巷道平面坐標(biāo)和三角高程的相對閉合差分別小于1/500和1/1000即滿足要求，因此使用半個(gè)測回，在測量完所有的前視目標(biāo)后，再照準(zhǔn)1次后視目標(biāo)并讀數(shù)，檢核儀器是否移動(dòng)，是否處于精平狀態(tài)，2c差是否符合要求等。具體步驟為:先照準(zhǔn)后視，再利用紅外線的可見性直接照準(zhǔn)前視目標(biāo)，不用通過望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行瞄準(zhǔn)，依次按電子經(jīng)緯儀顯示屏的顯示數(shù)據(jù)記錄水平角、豎直角的數(shù)據(jù)，然后由測距儀測出測站點(diǎn)到前視點(diǎn)距離。由此即可根據(jù)導(dǎo)線測量公式和三角高程測量公式計(jì)算出前視點(diǎn)的坐標(biāo)和高程。

利用這種方法，對一些危險(xiǎn)、塌方及面積比較大且很高的空區(qū)，人員不用進(jìn)入其中，就可以進(jìn)行測量，而且對于－70°到+90°的這樣的大傾角也不必?fù)?dān)心瞄準(zhǔn)和讀數(shù)的困難。只要用激光測距儀的紅外線可見光照準(zhǔn)前視點(diǎn)，就可以從電子經(jīng)緯儀顯示屏上讀出水平角、豎直角的數(shù)據(jù)。這樣不僅減少了工作的勞動(dòng)強(qiáng)度，還保證了工作人員的安全，并可以獲得達(dá)到精度要求的測量數(shù)據(jù)。對于急傾斜的巷道(特別是+40°～+90°的天井)來說，在以往都是用羅盤和坡度規(guī)指導(dǎo)施工，由于天井內(nèi)梯子、背板、燈線等磁性物的影響，這些巷道的貫通精度較低，經(jīng)常出現(xiàn)偏差，用這個(gè)方法，可以很方便的對這些急傾斜巷道進(jìn)行測量，測量精度完全可以達(dá)到要求。

2．2 采區(qū)巷道水準(zhǔn)測量

在采區(qū)的高程控制中，三角高程容許閉合差為:80×L1/2，且采區(qū)及其次要巷道三角高程的相對閉合差小于1/1000即滿足要求。因此在進(jìn)行采區(qū)導(dǎo)線測量時(shí)，同時(shí)進(jìn)行了水準(zhǔn)測量，即利用測距儀的紅外線可見光平行于視準(zhǔn)軸的特性，在將電子經(jīng)緯儀的豎盤讀數(shù)調(diào)整為90°00'00″后，利用反光板和微調(diào)將紅外線可見光調(diào)整到與視準(zhǔn)軸平行后，將測距儀的紅外線可見光作為水平視線，用小鋼尺量取紅外線可見光到前視點(diǎn)B的垂直距離v及測站點(diǎn)A到儀器中心的垂直距離i。則前視點(diǎn)的高程為:HB=HA－i+v+0．048，其中0．048是紅外線可見光與儀器中心的垂直距離。經(jīng)過工程驗(yàn)證，用這種方法進(jìn)行的水準(zhǔn)測量，完全能夠滿足采區(qū)高程控制的要求。

3 應(yīng)用情況

在望兒山金礦應(yīng)用這個(gè)方法先后對－230中段1#采場，－310中段11#采場的塌方空區(qū)、15#采場的塌方空區(qū)進(jìn)行了測量，在進(jìn)行下一分層的施工時(shí)，經(jīng)檢測，測量的位置與現(xiàn)場非常吻合，說明測量符合精度要求。同時(shí)在指導(dǎo)－310中段25#天井，－390～－350中段放料天井、－270中段的7#天井施工的過程中，使用了這個(gè)方法，結(jié)果在貫通時(shí)，貫通位置與設(shè)計(jì)非常吻合，貫通平面誤差和高程誤差都控制在0．2 m以內(nèi)，完全達(dá)到了采準(zhǔn)工程的精度要求。

4 結(jié)語

本文所介紹的測量方法簡單易行。雖然現(xiàn)在有些全站儀也具有紅外線無覘標(biāo)測距，但是手持激光測距儀配合電子經(jīng)緯儀使用簡單，而且激光測距儀及電子經(jīng)緯儀也可以分開單獨(dú)使用。從這一點(diǎn)上來看，要比全站儀有一定的優(yōu)越性。在望兒山金礦應(yīng)用的效果很好，在測量空區(qū)、急傾斜巷道時(shí)，減輕了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，增加了安全保障，而且測量的精度也達(dá)到了規(guī)范的要求。

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［3］ 中國礦業(yè)學(xué)院測量教研室．礦山測量學(xué)［M］．北京:煤炭工業(yè)出版社，1979．

［4］ 郝照慶．井下導(dǎo)線短邊測量誤差分析［J］．科技咨詢導(dǎo)報(bào)，2007，(23):15 －16．

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2010－11－26)

靳傳軍(1975－)男，山東費(fèi)縣人，工程師，主要從事礦山測量工作，Email:wwwxfj@163．com。