全站仪配合钢丝进行立井高程联系测量

贾理争

(中国华冶科工集团安徽分公司)



全站仪配合钢丝进行立井高程联系测量

贾理争

(中国华冶科工集团安徽分公司)

摘要以张庄铁矿南风井平巷开拓工程为例，详细分析了立井联系测量过程中利用全站仪配合钢丝法代替传统的钢尺导入高程方法，讨论了该2种方法在实际工程中的可行性与实用性，并对全站仪导入高程的精度进行了验证，供类似应用研究参考。

关键词立井联系测量全站仪钢丝导入高程

目前，在矿山测量工作中，主要采用传统的钢尺导入高程的方法进行立井高程联系测量，但在我国市售的钢尺中，很少有能够满足矿山立井高程联系测量所需的长度。常用的方法主要以若干个短钢丝首尾相接的方法完成对规定长度的测量要求，或花费较多的人力、物力去订做相应长度的钢尺。以上2种方法虽均能满足生产需要，但钢尺连接后的尺长改正、拉力改正、温度改正等的计算较繁琐，且精度不高，给测量工作增添难度。近年来，全站仪在矿山测量中得到了广泛应用，该仪器不仅具有体积小、操作简便、测量速度快、测量精度高等优点，而且可自动实现距离测量，无需进行各种改正数计算[1-3]。在立井高程联系测量中，利用全站仪可克服传统高程联系测量的不足，大大简化测量过程。本研究以张庄铁矿南风井平巷开拓工程为例，将全站仪配合钢丝进行了立井联系测量，并对测量流程和结果进行详细分析。

1工程概况

张庄铁矿南风井平巷开拓工程是张庄铁矿一项重点工程，该井筒施工平巷与副井平巷属对头施工，因此对于井上井下的高程联系测量精度要求较高。已知井口近井点A的标高+45.034 m，需通过联系测量得到井下B点的高程(图1)。

图1　立井联系测量示意

2测量准备工作及外业实测

2.1测量准备工作

井上与井下各1个测量小组，每组4人，测量所需工具的相关信息见表1。

表1　测量所需工作信息

2.2外业实测

2.2.1下放钢丝

将绞车固定在井口附近，位置选择应尽量避开水准仪对近井点A的观测视线(图1)，钢丝通过滑轮下放，下放钢丝过程中应确保钢丝不扭曲，控制绞车速度，匀速下放，同时在钢丝底部悬挂配重，待钢丝下至规定的深度后，将绞车固定，并对钢丝进行稳定。钢丝稳定后，井下将预先准备的重锤挂于钢丝底部，待钢丝再次恢复稳定后，便完成了钢丝的下放工作。井下人员通过对讲机通知井上人员释放若干个有铁丝做成的信号圈，以便检查钢丝在井筒内是否有卡住的部位，检查无问题后进行实测。

2.2.2实测

如图1所示，井上、井下2组人员同时进行水准仪架设，并将水准尺同时立在已知点A和待测点B，同时观测并记记录数据分别为a、b。井上人员利用水准仪后视已知高程点A上的水准尺，计算出视线高，水准仪在标尺上读数a(+1.325 m)，视线高+46.361 m，对讲机通知井下人员开始对钢丝进行观测，同时记录下井上、井下2组气压、温度值。当2组人员同时观测到钢丝之后，迅速用标线夹对井上、井下在钢丝上同时做标记，固定结实。如图2所示，第1组观测的点分别标记为a1、a2，通知井上人员上提钢丝一段距离，用同样的方法测出另外2组数据b1、b2、c1、c2。3组数据观测之后，开始对标记数据进行检查，要求a1、b1、c1间的距离与井下的a2、b2、c2间距离之差不大于3 mm，否则须重新进行观测。井下人员需测出视线高与待测B点的高差b(-2.016 m)，便于直接得出B点高程。观测完毕后，井下人员取下重锤，用测力计测出重锤重量并加以记录。挂上配重，通知井上人员将钢尺匀速收至井上，用温度计测量井筒上下的温度并记录。

在空旷平坦的地面上将钢尺展开，一端固定于一处不可移动的重物上，确认钢丝固定完毕后，通知另一端开始用测力计对钢丝施加拉力。当测力计的度数和测量重锤时显示的读数一致时，待读数稳定后持续该拉力，架设全站仪及棱镜进行测距。如图2所示，仪器架设于a1点，棱镜架设于a2点，记录现场的温度和气压，开始测距，并在测距时全站仪应输入温度、压强改正数值。采用相同方法得出另外2组数据。

图2　全站仪测距示意

3内业计算

根据外业观测的数据记录，需对钢丝进行温度与拉伸改正，经计算，3段测距的平均值为526.326 m，钢丝的自重拉伸改正值为55 mm，钢丝的温度改正值为0，钢尺改正后的长度为526.381 m，由此得出井下待求水准点B的高程-478.005 m。按本研究上述观测步骤独立进行了2次试验，2次投点测得高差互差为35 mm,，测量精度为1/15 039，远小于《矿山测量规范》中规定的1/8 000。在上述试验的基础上，独立进行了一次钢尺法导入高程试验，其结果与上述试验结果的对比限差仍符合《矿山测量规范》要求，可满足井下生产需要。

4结语

以张庄铁矿南风井平巷开拓工程为例，采用全站仪配合钢丝法以及钢丝法分别进行了立井导入高程试验，结果表明，全站仪配合钢丝法、钢丝法的测量精度均能满足要求，相对而言，全站仪配合钢丝法操作不但简便快捷，节省了人力，并且减少了对井筒的占用时间，可见该方法具有较好的推广价值。

参考文献

[1]孙孝军.全站仪用于高程测量的优点及精度分析[J].山西建筑，2007，33(27)：355-356.

[2]吴贵才.工程测量学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2011.

[3]刘红方，张鹏飞.全站仪在立井导入高程测量中的应用[J].山西建筑，2009，35(31)：352-353.

(收稿日期2015-12-02)

贾理争(1988—)，男，助理工程师，237474 安徽省六安市霍邱县范桥乡。