空区和急倾斜巷道测量技术的研究和应用

靳传军，寇虎强

(山东黄金矿业(莱州)有限公司焦家金矿， 山东莱州市 261441)

空区和急倾斜巷道测量技术的研究和应用

靳传军，寇虎强

(山东黄金矿业(莱州)有限公司焦家金矿， 山东莱州市 261441)

介绍了焦家金矿望儿山分矿利用手持激光测距仪配合电子经纬仪测量空区和天井的方法，解决了危险空区及天井(+40°～+90°)测量问题。

空区急倾斜巷道;手持激光测距仪;电子经纬仪;测量方法

望儿山金矿井下地质条件复杂，岩石结构不稳固，巷道及采场塌方时有发生，为了准确统计矿岩量，计算损失贫化及满足其它地质和采矿工程的要求，需要测定塌方空区的具体范围和位置。但测量人员难以进入或因安全原因不允许进入这些空区，为解决这个问题，以前应用经纬仪交会法等方法进行施测，但非常麻烦，且需要使用2台经纬仪，参与人员也多，计算麻烦，精度不高。而在测量急倾斜巷道时，经纬仪的目镜被水平度盘挡住，因此要求望远镜要配有目镜棱镜或弯管目镜，应用起来比较麻烦，如果用坡度规配合罗盘测量，由于天井内间很小，罗盘很容易受天井内铁梯子及照明灯线的影响，测量精度很低，以致天井贯通精度达不到工程要求的现象时有发生，这样不但影响了地质探矿，也为采矿造成了不必要的麻烦。为解决望儿山矿危险(塌方)空区及急倾斜巷道(天井)的测量问题，研究和使用手持式激光测距仪配合电子经纬仪进行空区和急倾斜巷道(天井)的测量。

1 仪器设备

首先，将手持式激光测距仪与电子经纬仪通过连接装置连接在一起，如图1所示。

测距仪红外线可见光距电子经纬仪视准轴4．8 cm，使用时，自制了反光板，在反光板上贴2条绝缘胶带，使上面胶带的上边缘与下面胶带的下边缘相隔4．8 cm。用以调整手持式激光测距仪发出的红外线可见光平行于视准轴。调整时，先将电子经纬仪竖盘读数调整为90°00'00″，再用望远镜十字丝中丝对准反光板下面的绝缘胶带下边缘，打开测距仪，使用微调调整测距仪发出的可见红光与上面的绝缘胶带的上边缘重合，同时通过微调使红外线可见光与望远镜十字丝竖丝重合，此时测距仪发出的红外线可见光与望远镜视准轴平行。仪器竖轴中心距测距仪测距起始位置7．1 cm，即测量距离L0与实际距离 L的关系为:L=L0+Δl，Δl= －0．071 m。

2 测量方法

利用红外线激光测距仪的无觇标可以测距、指向的特点，可以对比较危险的空区等地点进行测量，人员不必进入空区;可以对急倾斜巷道(天井)施测，解决了以往测天井读数时必须使用弯管目镜的问题，并且不用前视觇标就可测量，减少了测量人员工作量;并克服了使用悬挂罗盘、坡度规测天井时，由于梯子，背板等铁器的影响而造成的测量数据误差的问题。具体应用方法如下。

2．1 井下导线测量及三角高程测量

施测空区和急倾斜巷道(天井)时，在已知点立仪器，精确整平对中，然后通过连接装置将手持式激光测距仪与电子经纬仪连接在一起，并将电子经纬仪竖盘读数调整为90°00'00″，然后望远镜照准反光板，通过微调使红外线可见光与望远镜十字丝竖丝重合，并与望远镜视准轴平行，之后固定好测距仪，采用测回法进行测量。

根据有关规程，采区及其次要巷道平面坐标和三角高程的相对闭合差分别小于1/500和1/1000即满足要求，因此使用半个测回，在测量完所有的前视目标后，再照准1次后视目标并读数，检核仪器是否移动，是否处于精平状态，2c差是否符合要求等。具体步骤为:先照准后视，再利用红外线的可见性直接照准前视目标，不用通过望远镜进行瞄准，依次按电子经纬仪显示屏的显示数据记录水平角、竖直角的数据，然后由测距仪测出测站点到前视点距离。由此即可根据导线测量公式和三角高程测量公式计算出前视点的坐标和高程。

利用这种方法，对一些危险、塌方及面积比较大且很高的空区，人员不用进入其中，就可以进行测量，而且对于－70°到+90°的这样的大倾角也不必担心瞄准和读数的困难。只要用激光测距仪的红外线可见光照准前视点，就可以从电子经纬仪显示屏上读出水平角、竖直角的数据。这样不仅减少了工作的劳动强度，还保证了工作人员的安全，并可以获得达到精度要求的测量数据。对于急倾斜的巷道(特别是+40°～+90°的天井)来说，在以往都是用罗盘和坡度规指导施工，由于天井内梯子、背板、灯线等磁性物的影响，这些巷道的贯通精度较低，经常出现偏差，用这个方法，可以很方便的对这些急倾斜巷道进行测量，测量精度完全可以达到要求。

2．2 采区巷道水准测量

在采区的高程控制中，三角高程容许闭合差为:80×L1/2，且采区及其次要巷道三角高程的相对闭合差小于1/1000即满足要求。因此在进行采区导线测量时，同时进行了水准测量，即利用测距仪的红外线可见光平行于视准轴的特性，在将电子经纬仪的竖盘读数调整为90°00'00″后，利用反光板和微调将红外线可见光调整到与视准轴平行后，将测距仪的红外线可见光作为水平视线，用小钢尺量取红外线可见光到前视点B的垂直距离v及测站点A到仪器中心的垂直距离i。则前视点的高程为:HB=HA－i+v+0．048，其中0．048是红外线可见光与仪器中心的垂直距离。经过工程验证，用这种方法进行的水准测量，完全能够满足采区高程控制的要求。

3 应用情况

在望儿山金矿应用这个方法先后对－230中段1#采场，－310中段11#采场的塌方空区、15#采场的塌方空区进行了测量，在进行下一分层的施工时，经检测，测量的位置与现场非常吻合，说明测量符合精度要求。同时在指导－310中段25#天井，－390～－350中段放料天井、－270中段的7#天井施工的过程中，使用了这个方法，结果在贯通时，贯通位置与设计非常吻合，贯通平面误差和高程误差都控制在0．2 m以内，完全达到了采准工程的精度要求。

4 结语

本文所介绍的测量方法简单易行。虽然现在有些全站仪也具有红外线无觇标测距，但是手持激光测距仪配合电子经纬仪使用简单，而且激光测距仪及电子经纬仪也可以分开单独使用。从这一点上来看，要比全站仪有一定的优越性。在望儿山金矿应用的效果很好，在测量空区、急倾斜巷道时，减轻了工作人员的劳动强度，增加了安全保障，而且测量的精度也达到了规范的要求。

［1］ 李青岳，陈永奇．工程测量学［M］．北京:测绘出版社，1995．

［2］ 章书寿，华锡生．工程测量［M］．北京:水利电力出版社，1994．

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［4］ 郝照庆．井下导线短边测量误差分析［J］．科技咨询导报，2007，(23):15 －16．

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2010－11－26)

靳传军(1975－)男，山东费县人，工程师，主要从事矿山测量工作，Email:wwwxfj@163．com。