新技术条件下井下贯通测量试验方法

余克燮

【摘 要】为了直观的揭示矿山井下贯通可以采用全站仪结合南方测绘仪器公司CASS7.0，这是在测量方面非常先进的仪器，结合地籍、地形成图软件来进行贯通测量，通过某矿山在井下贯通测量工程中的应用，理论和实践相结合进行试验。贯通测量本来就存在非常高的要求，再加上巷道测量施工的严峻环境影响，所以，要多次进行试验，确保会达到预期精准的效果，还要找出全站仪和地籍成图软件存在的问题并解决问题。

【关键词】井下；贯通；测量；全站仪；CASS7.0

井下矿山贯通测量指的是开采矿石以及采掘工程有关的测量工作，为了加快开采进度和效率，井下巷道工程会设置贯通工程，通常情况下，井下贯通工程会采用平巷、天井和倾斜贯通，测量贯通存在的误差一般有量边误差、仪器对中误差和导线测角误差。原来井下贯通工程难度大，随着科技的进步，测量技术也不断的发展，先进的测量仪器和软件陆续的开发出来，井下贯通测量的工作变得轻松了。全站仪集合了测距、量角、计算、存数及运输等功能，可以按计划程序自动测量的仪器，其基本结构主要有电子系统、光学系统和机械系统。全站仪应用范围非常的广，涉及的领域有地形成图、地籍成图及工程测量和勘探。

1、全站仪结合CASS7.0堤贯通测量

1.1南方测绘仪器公司CASS7.0功能和用途

CASS7.0系统提供了专业的成图作业模式，基于AutoCAD平台技术的数字化测绘数据采集系统，包括电子平板成图、老图数字化成图、内外界一体化成图等等。同时系统的界面比较好，功能比较全面，面板上都有文件、编辑、视图、工具、显示、数据、绘图处理、土地利用、工程应用、等高线、图幅管理等多个提示栏，比较清晰便捷，根据数字化测图特点利用CASS7.0测绘地形的方法，可用于侧区首级控制、测区分幅、图根控制、碎部测量、人员安排等，CASS7.0还可以绘制总地形图帮助试验分析总体概况。

1.2全站仪井下贯通导线测量方法

全站仪井下贯通导线测量主要是坑道施工中的测量和贯通后的测量。坑道施工中的测量是为了保证掘进的坑道或斜井能够严格按照设计进行，通常需要进行地面联测、坑道掘进测量、放样掘进方向和坡度以及地下导线测量，并且测量后要检查其是否正确。贯通后的测量是巷道贯通之后，为了获取实际的贯通误差值而进行对实际横向、竖向和纵向的贯通误差测定，进而将此误差值作为调整下一步施工的依据，经过调整后来获得一条准确的巷道中线，依靠这个巷道中线扩大断面和衬砌，在矿山巷道中铺设铁轨。

考虑到防水，井下贯通测量的全站仪选用6级防水的徕卡TC402。在测量作业开始前，在两边的开挖口建立GPS控制点，贯通开挖同时跟进井下贯通测量导线点。具体做法：在巷道顶板上钉入导线点位，将小棱镜垂直悬挂在前、后视点位，全站仪在测量的时候调用测量程序，把全站仪键盘照明打开，利用坐标设置测站，直接可以测得导线点坐标，进而测定实际的横纵向贯通误差。测量的方法要根据洞内控制形式，拿采用中线法施工为例，巷道贯通后，从相向测量的两个方向钉一个临时桩，并向贯通面延伸中线，测量出两个桩的距离，得到的是巷道实际横向的贯通误差，两个临时桩的里程差是纵向贯通误差。

2、全站仪井下贯通导线测量误差估算

贯通测量分为平面贯通测量和高程贯通测量，根据测量规范要求，巷道贯通误差中横向贯通误差不能超过100mm，高程贯通误差不能超过50mm，因此方案如下：

平面测量，用TC402仪器对洞口进行测量，精度为2″，误差为1/20000，洞内用同方法测量。

测量高程，都选用三角高程测量，测量误差为10mm。

但是由于测量过程中存在很多因素，所以会出现一定的误差，误差公式为：

我们使用的全站仪的瞄准与仪器误差为2 ″，其他为1″，中误差为3.3″，

因此m总=，mp=±4.7 ″，此次全场为1000m，边长为35m，所以

根据要求，误差在允许范围内。

3、CASS7.0成图系统直观指导贯通点

井下贯通测量是随井下巷道的推进同时进行测量作业。在每次全站仪测量结束后，把全站仪的污渍和水擦干净，然后将测量出的数据传送至计算机，方法步骤如下：（1）鼠标双击CASS7.0图标将软件打开；（2）点击菜单“绘图处理“按钮——继续点击”展野外测点点号“——回车——选择存放路径打开文件（3）输入“PL”命令，野外测点用线连接起来（4）用多义线把贯通点的位置在图上连接好，得到图像：

此图是用CASS7.0数字化测图系统将全站仪井下贯通导线测量所得数据绘制出坐标数据图，直观显示出井下贯通导线测量数据，在数字地形图上能直接量取点位坐标和长度，能根据数据实时指导巷道推进，通过这样的方法，每次数据绘制完都可以得到直观的施工进展图像，对巷道长度和方位了如指掌，全程指导巷道掘进的施工，保证施工的质量。

4、贯通测量误差预计的评估要素

井下贯通测量中的误差是无法避免的，所以贯通测量点在实际中的误差是普遍存在的，只有把误差降低来优化质量，一般都是在贯通接合处会出现偏差。为保证掘进工作能按照计划进行，并且偏差还不超过工程测量规范，测量方案要严格规划，一方面探究实施是否切合实际，另一方面还要考虑仪器设备能否满足巷道贯通测量要求，要做到心中有数，不盲目追求高精度而脱离实际或者增加工作量。对于相向巷道的贯通，可以采用由进、出口两个工作面进行相向掘进，并把测量数据记录传送至计算机中，运用CASS7.0成图软件直观的看到掘进路线，随时进行指导，贯通后在贯通面打下临时桩，分别测取平面坐标，即得出纵横贯通误差。

5、全站仪结合CASS7.0成图系统应用范围

运用全站仪结合CASS7.0成图系统进行贯通测量是应用的一个分支，该系统在地形成图、工程测量应用及地籍成图等多个方面得到了广泛的应用。本次使用该系统来计算矿山、建筑土石方，计算土石方是在已有的数字化地形图平台下，导出存储在文件里的数据并确定地形图范围后进行的计算。断面图也是该系统的一部分，主要就是应用于地质勘探、水利和线路勘测。断面图绘制方法是：将全站仪测量出来的数据传送至计算机中，然后用CASS7.0数字化测图系统站点号把测量站點用多义线全部连接起来，建立DTM模型，再绘制等高线，就可以得到数字化的DTM地形图，最后用CASS7.0数字化测图系统把断面图展现出来。全站仪结合CASS7.0成图系统还有很多的应用范围，比如大坝变形观测、城市勘探设计、水电建设、土地勘探和评估等等。

6、结论

运用全站仪结合南方测绘仪器公司CASS7.0成图系统来进行井下贯通测量的方法是依靠先进的科技以及测绘技术，实现了对贯通的点位了如指掌，并且针对井下贯通导线测量的数据可以直观看到，完全掌握巷道推进的方向，特别是针对难度较高的相向井下贯通测量，确保了巷道掘进的安全，提高了施工的准确性，随时把握巷道贯通施工的作业方向和贯通精度，与以往传统的贯通测量作业的方法比较，安全系数更高，作业完成质量更好，能直观显示贯通测量的误差，进而跟预计误差相比较，来判断巷道是否符合国家工程测量标准，在矿山和其他贯通测量中有着实际应用和操作。

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