礦山測(cè)量中貫通工程測(cè)量淺議
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在開采礦山的工作中，貫通測(cè)量是一項(xiàng)非常重要的工作，貫通測(cè)量是否精準(zhǔn)直接影響著整個(gè)礦山開采工程的經(jīng)濟(jì)效益、建設(shè)進(jìn)展等。一旦因?yàn)樨炌y(cè)量發(fā)生差錯(cuò)，導(dǎo)致巷道或者立井無(wú)法實(shí)現(xiàn)貫通，或者因?yàn)榻雍咸幍钠钪党^(guò)了預(yù)定限值，將會(huì)嚴(yán)重影響施工進(jìn)展，甚至?xí)?dǎo)致井巷報(bào)廢等嚴(yán)重后果。因此為了最大程度上增加礦山開采的經(jīng)濟(jì)效益，減少相關(guān)建設(shè)花費(fèi)的時(shí)間和資金，需要提高相關(guān)的貫通測(cè)量的精度。本文探討相關(guān)的影響測(cè)繪精度的因素，同時(shí)分析了提高礦山貫通測(cè)量精準(zhǔn)度的有效措施。
一、何謂貫通測(cè)量及相關(guān)原則
(一)貫通測(cè)量
貫通測(cè)量工程指的是礦山巷道在施工前和貫通后相關(guān)巷道數(shù)據(jù)測(cè)量工作。貫通測(cè)量工作是為了獲取井巷貫通導(dǎo)線最終點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)及高程，以獲得一條合理的中腰線。依據(jù)所獲中腰線，布置兩個(gè)或多個(gè)相向或同向工作面進(jìn)行巷道掘進(jìn)并在預(yù)定地點(diǎn)掘通。貫通測(cè)量包括平面貫通測(cè)量或者高程貫通測(cè)量。平面貫通法是指測(cè)定礦山井巷的橫向和縱向貫通的誤差，測(cè)量方法根據(jù)井巷內(nèi)的情況而定，巷道在完成貫通后，應(yīng)該從兩個(gè)相向測(cè)量的方向各自朝著貫通面上延伸一條中線，同時(shí)確定兩個(gè)臨時(shí)樁的位置，量?jī)膳R時(shí)樁的間距，該距離是礦洞巷道橫向上的貫通誤差，兩臨時(shí)樁之間里程上的偏差是巷道在縱向上的貫通誤差。高程貫通測(cè)量是指測(cè)定礦山當(dāng)?shù)厮疁?zhǔn)實(shí)際在豎直線上的水準(zhǔn)貫通偏移誤差。
(二)相關(guān)原則
首先我們?cè)谶M(jìn)行貫通測(cè)量工作需要遵循一下兩個(gè)密切聯(lián)系相關(guān)的原則:第一個(gè)就是我們需要在研究制定貫通測(cè)量的設(shè)計(jì)方案以及相關(guān)的工程措施時(shí)保證貫通所必須具備的精度，過(guò)高或者太低的準(zhǔn)確性都不正確;第二個(gè)對(duì)于所需要進(jìn)行的測(cè)量與計(jì)算操作，我們應(yīng)該客觀、可靠地進(jìn)行安全檢查，杜絕在任何情況下發(fā)生的差錯(cuò)。
二、貫通測(cè)量的實(shí)施以及注意事項(xiàng)
(一)貫通測(cè)量的實(shí)施
貫通測(cè)量工作的實(shí)施是有一定的實(shí)施順序的，首先，在測(cè)量開始之前，需要選取合適的地方作為測(cè)量的開始點(diǎn)，同時(shí)對(duì)開始點(diǎn)位置上的精確程度進(jìn)行檢核。開始點(diǎn)的確立對(duì)于測(cè)量工程十分重要。通常是根據(jù)方案在系統(tǒng)巷道內(nèi)合適位置選擇一個(gè)原有導(dǎo)線測(cè)量點(diǎn)作為貫通測(cè)量的同一起始點(diǎn)，并采用同一起始方向分別往兩端掘進(jìn)工作面敷設(shè)經(jīng)緯儀導(dǎo)線。礦山建設(shè)是動(dòng)態(tài)的，因此必須隨著巷道的掘進(jìn)延伸及時(shí)延伸施測(cè)導(dǎo)線，同時(shí)依據(jù)實(shí)測(cè)坐標(biāo)及高程反求巷道的方位和坡度，然后及時(shí)調(diào)整施工巷道的中腰線以保證掘進(jìn)巷道按設(shè)計(jì)方向和坡度施工。
(二)測(cè)量過(guò)程中的注意事項(xiàng)
貫通測(cè)量的工作十分重要，不僅需要保證巷道能夠精準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)接合，同時(shí)還需要盡可能地減少財(cái)力人力上的浪費(fèi)，或者工期上的延誤，因此在測(cè)量中需要做到以下幾點(diǎn)，保證測(cè)量過(guò)程中的精準(zhǔn)度。(1)保證原始資料的真實(shí)性、可靠性、時(shí)效性，從而確保計(jì)算數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤。(2)各項(xiàng)測(cè)量工作都需要多位技術(shù)人員多次的核算，防止在計(jì)算上出現(xiàn)誤差。(3)采取提高精度的相應(yīng)措施，適當(dāng)增加測(cè)回?cái)?shù)或獨(dú)立觀測(cè)次數(shù)。(4)貫通測(cè)量普遍是在巷道內(nèi)部進(jìn)行，存在一定的危險(xiǎn)性，因此需要注意對(duì)人身和儀器的防護(hù)，保障安全。(5)在施工的過(guò)程中，及時(shí)更新相關(guān)的測(cè)量數(shù)據(jù)，將施工圖紙補(bǔ)充完成，保障施工的進(jìn)度和施工的準(zhǔn)確性。(6)當(dāng)貫通巷道只剩下15～20m時(shí)，測(cè)量技術(shù)人員應(yīng)及時(shí)向相關(guān)部門提供報(bào)告，同時(shí)提醒相關(guān)的施工人員注意安全，制定相應(yīng)的安全措施。(7)如果使用了新型測(cè)量?jī)x器，在使用中更要認(rèn)真仔細(xì)、嚴(yán)格遵守操作規(guī)程和技術(shù)要求，確保在新儀器的使用中不出問(wèn)題，使之得到順利推廣和應(yīng)用。
三、何為貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)以及相關(guān)公式缺陷
(一)貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)的相關(guān)概念
誤差預(yù)計(jì)一般情況下指的是，根據(jù)之前制訂的方案與現(xiàn)實(shí)情況相結(jié)合得到的測(cè)量方法，之后采用最小二乘準(zhǔn)則和誤差傳播率進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算得到的一種對(duì)貫通精度的表示方式。是預(yù)計(jì)貫通實(shí)際出現(xiàn)偏差的最大可能限度，一旦實(shí)際偏出限度超過(guò)該數(shù)值，該井巷可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)貫通甚至存在巷道報(bào)廢的可能性。計(jì)算相關(guān)的貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)目的是為了進(jìn)一步將測(cè)量方案進(jìn)行合理的更改，同時(shí)根據(jù)更改的方案選擇更為貼切的測(cè)量方法與之配合。盡可能地做到滿足正常的生產(chǎn)要求下，測(cè)量地精度無(wú)須較高徒增相關(guān)工作量，浪費(fèi)相關(guān)人力財(cái)力。
(二)貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)公式
當(dāng)前，常用的導(dǎo)線在貫通面水平方向上(橫向X’方向)的誤差預(yù)計(jì)公式為:Mx預(yù)=2MxMx=±［(M/ρ)^2Ry^2+(m/l)^2dx^2］^(1/2)算式當(dāng)中的M為導(dǎo)線在測(cè)角當(dāng)中存在的誤差值，其單位為秒(s);Ry^2為各個(gè)導(dǎo)線到貫通面之間的垂直方向的距離的平方和;ρ取固定值206265’’;m/l為導(dǎo)線邊相對(duì)中的誤差;dx^2為各個(gè)導(dǎo)線邊在貫通面上的相對(duì)的投影的長(zhǎng)度的平方總和。
(三)貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)公式存在問(wèn)題
該公式雖然是目前應(yīng)用范圍最為廣泛的公式，但是其還存在一些問(wèn)題:例如在貫通測(cè)量的相關(guān)技術(shù)圖紙上獲取Ry^2和dx^2不方便，容易出現(xiàn)計(jì)算上的誤差，同時(shí)還受到作圖和測(cè)量上的誤差影響實(shí)際的計(jì)算效果;同時(shí)還不利于使用計(jì)算機(jī)選取最佳的貫通點(diǎn)。不利于計(jì)算機(jī)根據(jù)公式計(jì)算合理的貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)數(shù)值。通常遇見該種問(wèn)題，普遍是將該公式作為基礎(chǔ)，根據(jù)實(shí)際的地理信息，制定與地理信息相配合的公式，能夠起到簡(jiǎn)化的效果，同時(shí)便于選擇合適的貫通點(diǎn)。制定與實(shí)際相關(guān)的計(jì)算公式可以有效地簡(jiǎn)化Ry^2和dx^2在貫通測(cè)量相關(guān)技術(shù)圖紙上的獲取，從而有效地減少計(jì)算上出現(xiàn)的誤差，提高了計(jì)算精確度。從而根據(jù)更加準(zhǔn)確貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)優(yōu)化測(cè)量方案，提高工程的效率，減少人力財(cái)力上的使用。
四、測(cè)量精度的改善措施
(一)時(shí)刻遵守礦山測(cè)量規(guī)程規(guī)定
為了相關(guān)礦山巷道的貫通測(cè)量工作的順利進(jìn)行，需要對(duì)井下的巷道進(jìn)行實(shí)地的數(shù)據(jù)測(cè)量。在相關(guān)的測(cè)量過(guò)程中，高程部分的測(cè)量最為重要。一般情況下，井下的相對(duì)施工環(huán)境較差，光照不足，通常會(huì)將測(cè)量點(diǎn)設(shè)置在巷道頂板上，這會(huì)導(dǎo)致數(shù)值顛倒。因此在井下測(cè)量完成后，獲得的相關(guān)數(shù)值需要以其負(fù)值代入誤差預(yù)計(jì)公式中。
(二)在測(cè)量貫通過(guò)程中廣泛應(yīng)用陀螺經(jīng)緯儀的陀螺定向技術(shù)
陀螺經(jīng)緯儀是用于礦山工程測(cè)量的另一類主要的方位測(cè)量?jī)x器。礦山巷道立井貫通測(cè)量的過(guò)程中，陀螺經(jīng)緯儀的陀螺定向技術(shù)能夠保證測(cè)量精度不會(huì)隨著立井的深度變化而產(chǎn)生變化，還能有效地避免溫度上的大幅度變化帶來(lái)的誤差，有效保證貫通測(cè)量工作中的精準(zhǔn)度。
(三)在測(cè)量過(guò)程中應(yīng)用地理信息技術(shù)
地理信息系統(tǒng)是一種將實(shí)際的地理位置上的信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字化虛擬的技術(shù)，其包含了模擬、顯示、評(píng)價(jià)、分析、處理、編輯以及空間信息存儲(chǔ)等多項(xiàng)技術(shù)。還可以在系統(tǒng)上依據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)修改模擬得到的地理圖像。應(yīng)用該系統(tǒng)，能有效地提高測(cè)量的精準(zhǔn)度，減小相應(yīng)的誤差。地理信息系統(tǒng)能夠?qū)⒏黜?xiàng)人員調(diào)度系統(tǒng)結(jié)合，時(shí)刻對(duì)礦井的貫通工程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，快速地分析工程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，及時(shí)地分類管理相關(guān)的數(shù)據(jù)。
(四)計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用
利用計(jì)算機(jī)將全部的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的整合分析處理，能夠有效地避免人為失誤導(dǎo)致的計(jì)算誤差的出現(xiàn)，能夠更快地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理工作。在處理數(shù)據(jù)的過(guò)程中僅僅需要輸入貫通點(diǎn)和輸入點(diǎn)的位置坐標(biāo)，就能夠得到準(zhǔn)確的預(yù)計(jì)誤差。同時(shí)能夠時(shí)刻更改相應(yīng)的點(diǎn)的位置坐標(biāo)，得到新的誤差預(yù)計(jì)。解放了人力，同時(shí)保障了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。同時(shí)將數(shù)據(jù)備份保存在計(jì)算機(jī)中，有效地防止了數(shù)據(jù)的遺失情況，保障了貫通測(cè)量在數(shù)據(jù)上的真實(shí)可靠。
(五)使用現(xiàn)代化測(cè)繪儀器
通過(guò)逐步采用數(shù)字化測(cè)量?jī)x器、測(cè)量軟件，利用“3S”“VR”等技術(shù)，使礦山測(cè)量工作向自動(dòng)化、數(shù)字化、安全型方向邁進(jìn)。新儀器、新技術(shù)的采用，將使礦井各類測(cè)量工作的時(shí)間、人力占用變少，測(cè)量技術(shù)人員要騰出更多時(shí)間和精力從事數(shù)字化礦井建設(shè)工作，不斷拓寬礦山測(cè)量技術(shù)的服務(wù)范圍，強(qiáng)化服務(wù)功能，為建設(shè)現(xiàn)代化先進(jìn)礦井更好地服務(wù)。在考慮選擇貫通測(cè)量線路時(shí)，應(yīng)盡量使井上、下線路以工程期望貫通位置為中心沿y軸方向?qū)ΨQ布置(當(dāng)GPS測(cè)設(shè)的兩近井點(diǎn)互相通視時(shí)，貫通點(diǎn)水平重要方向預(yù)計(jì)誤差與地面平面控制測(cè)量無(wú)關(guān)，此時(shí)應(yīng)考慮井下線路對(duì)稱布置)。此方法可使測(cè)角誤差的影響明顯減小，實(shí)際上等于有效提高了測(cè)量結(jié)果的精度。
五、結(jié)語(yǔ)
在現(xiàn)代化礦山貫通測(cè)量工作中，應(yīng)該使用目前世界上最先進(jìn)的技術(shù)手段，例如使用陀螺定向技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用等。使用這些技術(shù)手段能夠有效地減小相應(yīng)的測(cè)量誤差，從而有效地提高測(cè)量精準(zhǔn)度。利用這些技術(shù)手段得到的相關(guān)數(shù)據(jù)，及時(shí)地傳輸?shù)较嚓P(guān)的數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)中，為同行提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)例子的支持。可以加速國(guó)家對(duì)礦山開采工程的進(jìn)一步開展，加速國(guó)家的建設(shè)發(fā)展，提高社會(huì)的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出。同時(shí)大規(guī)模地使用現(xiàn)代化測(cè)量設(shè)備，為國(guó)家培養(yǎng)了大批有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員，不僅加速了國(guó)家礦產(chǎn)行業(yè)的快速發(fā)展，還促進(jìn)了國(guó)家基建領(lǐng)域的發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
［1］李力新．礦山測(cè)量中貫通工程測(cè)量探討［J］．世界有色金屬，2017(03):174-175．
［2］何沛鋒．新技術(shù)在西部礦山貫通測(cè)量中的應(yīng)用研究［D］．西安科技大學(xué)，2006．
作者:王紅元 單位:福建省煤電股份有限公司
