矿井测距高程导线代替井下一级水准测量的研究

王长鑫,李德超

（崇信县百贯沟煤业公司,甘肃 平凉 744202）

1 引言

徐矿集团甘肃省崇信县煤业百贯沟煤业公司位于陕甘宁交界处的平凉市崇信县，徐矿集团甘肃崇信县百贯沟煤业公司属地压大，构造多，地质条件复杂矿井。布设在矿井主要运输石门及采区巷道内的基本控制导线及采区控制导线点活动较为频繁，采区及回采巷道尤为严重，对于矿井主要贯通工程的精确贯通影响很大。因此必须不定期对矿井测量控制系统，包括平面控制系统和高程控制系统进行校测。如果平面控制和高程控制分别进行，平面控制采用光电测距导线，高程控制采用水准测量，则测量工作量比较大，且误工误时，影响矿井运输及安全生产。减少测量工程量，节省测量工作时间，并适应矿井安全生产需要，成为摆在本领域技术人员面前的一道课题。

2 矿井测距高程研究现状

随着科学技术的发展，防爆型全站仪在煤矿井下测量中得到越来越多的应用。它不仅取代了钢尺测距，减轻了测量人员的体力劳动，而且在测距精度和效率上也大大提高。这种方法的优点是提高了测量速度和强制对中减少了对中误差。那么如果采用“三架法”进行井下导线测量的同时，也进行三角高程测量，将平面、高程测量同时展开，则必然能够减少大量测量工作量，节省工作时间及大量精力。

3 测距高程导线代替井下一级水准测量的研究内容

对全站仪三角高程测量方法仔细分析、合理改进，光电测距高程导线成果替代井下一级水准测量成果是具备理论与实践基础的，经过笔者对高程导线成果替代井下一级水准测量成果的进一步研究，得出如下研究成果。

（1）井下三角高程使用全站仪（测距精度为±(2+2ppm×D)mm的2″级）或者光电测距仪配以J2级经纬仪测量垂直角，垂直角观测精度不超过《煤矿测量规程》中7″导线精度要求的±15″，仪器高和乩板高精确丈量，两次互差不超过4mm，利用光电测距三角高程导线计算的高程成果与井下一级水准测量成果进行精度比较分析，为矿井的巷道贯通提供了准确的基础资料。

（2）在采用全站仪施测井下基本控制导线传统的“三架法”联测的基础上，再多使用一付架腿配以基座和对点器，即使用“四架法”将三角高程与水平基本控制导线测量同时进行，则能够更进一步节省测量时间，提高工作效率，避免测量引起的矿井运输安全事故，大大减少因测量工作影响的运输及生产时间。

（3）影响三角高程精度的主要来源是垂直角测量误差，测距误差影响相对较小，因此井下使用全站仪时要注意温度、气压、湿度等条件对测角可能造成的影响，最好待仪器温度与环境温度一致后再开始施测，同时在计算成果时可加入温度、气压等综合影响的改正数。

（4）在丈量仪器高时，因为小钢尺是从测点量到仪器侧面中心标志，而非量至仪器真实中心，所以存在一个三角形的斜边比直边长的问题，也即所丈量的仪器高数值始终比真实值大，所以必要情况下要考虑这项因素造成的误差，对每站仪器高的数值予以改正。

4 实施案例

为实现理论与实践相结合的研究方式，本领域技术人员将实践导线定为徐矿集团崇信县百贯沟煤业公司矿井底车场导线布设与施测。这段导线全长为2300多米，基本为平巷，因为实践目的是研制全站仪三角高程取代井下一级水准的可行性，而水准测量也基本是在平巷中应用，斜巷中通常则采用三角高程测量，因此本领域技术人员确定全部实践在平巷中进行。然后对矿井导线进行了全站仪三角高程往返测量，两次三角高程中导线点的高程成果及其与水准高程的比较见表1，通过表一看以看出光电测距三角高程的精度能够满足井下一级水准高程精度要求。

5 总结

矿井测距高程导线代替井下一级水准测量，从理论与实践的基础上验证了其可行性，起到了减少测量工作量，提高了工作效率，也为测量新技术在更新、更广领域范围内的应用提供了借鉴。矿井测距高程导线代替井下一级水准测量在该矿的应用避免了对矿井运输系统、安全生产的影响，安全经济技术效益将十分显著。

表1 三角高程成果及其与水准高程的比较表

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