矿山井下工程施工测量及新方法分析

秦乔灵

（云南锡业集团（控股）有限责任公司，云南红河 661000）

0 前言

研究表明，作为实现安全生产目标的前提，矿山测量与平衡生产、提高采矿效率存在着密切联系。近几年，不断发展的科技，使井下工程数量及内容发生了翻天覆地的变化，测量工作需要满足的条件也更加严格，原有方法所能发挥的作用有限，充分利用先进理念与基础，在旧方法的基础上，对新方法进行制定并投入使用，其现实意义有目共睹。

1 矿山井下测量内容

对矿山井下工程而言，测量工作需要完成的任务，主要体现在以下方面：①通过建立控制系统的方式，为后续工作提供高效开展所需起算数据；②按照设计方案所提出要求，逐一测量管线、土建、机电安装、井上生产系统；③根据岩层、地表和附近建筑所展现出特点，对变形观测站进行建立，在确保沉陷问题能够得到综合治理的前提下，为环境保护及相关目标的达成助力；④基于矿区范围展开地籍测量工作；⑤按照不同生产阶段的需求，实时跟进项目施工情况，确保潜在问题能够被尽数发现并得到处理；⑥充分利用现有资料，针对生产和改造工作可能面临的问题，提出切实可行的解决方案，确保即便有矿山灾害发生，相关单位也能够根据现有方案，将灾害所带来影响降到最低[1]；⑦对测量图件的测绘工作引起重视，使其价值得到最大限度发挥；⑧以岩层位移、地表变形参数为依据，修改原有煤柱。

2 矿山井下测量方法分析

2.1 前期准备工作

2.1.1 准备资料

矿山井下测量需要提前准备的东西，主要是资料和工具。要想使这一现象得到准确且有效的处理，关键是将责任落实到个人，通过合理分工的方式，避免出现漏用测量工具或类似情况。另外，还有两方面内容需要引起重视：①科学记录测量数据，为日后的查看和使用提供便利，确保测量工作能够得到顺利开展；②如果项目有定向挂线处理坐标的需求，测量人员应当提前检查现场情况及测量流程，通过科学计算的方式，明确坐标挂线的情况，在避免计算误差出现的前提下，确保测量所得的数据真实且准确。

2.1.2 准备工具

由于矿山井下施工较为复杂，外界因素带来影响的情况无法避免，不仅施工质量难以得到保证，人员安全也会受到威胁。要想降低上述情况出现的概率，最有效的方法就是以项目所展现出特点与需求为依据，对测量方法进行科学选用。

目前，业内人士所认可的问题规避方法，主要是提前测量现场环境和地质情况，确保测量数据详实且准确，为日后所开展施工环节的安全性提供保证。在对上述方法加以落实时，有几方面内容需要引起重视：首先，提前确定能够使项目需求得到满足的测量仪器；其次，检查工具是否齐全，不存在缺少笔、记录本和垂球的情况；再次，如果使用仪器进行测量时，存在指标超过相应范围或气泡偏移中线等问题，则需要测量人员以实际情况为依据，及时检查并对其进行校准；最后，实时跟进仪器运行情况，通过分析仪器固定程度的方式，制定可使定期检查工作发挥出应有作用的详细措施，最大限度保证工具准确且仪器有效，避免误差等问题出现，给测量工作带来不利影响。

2.2 重视放样与测量

放样与测量对矿山生产有重要作用，这是因为井巷贯通精度往往决定着矿井生产的安全性和经济效益。对矿山井下项目进行施工时，要想确保放样及测量准确，一方面要提前做好准备，另一方面要为测量人员提供完整的放样流程，使各项工作有据可依[2]。在实际施工时，测量人员应做到放样正确，再结合放样所得水准点与中线，确定断面中心点，只有这样才能使设置做到科学且有效。如果巷体已经初步成型，则需要测量人员以实际情况为依据，利用中线完成放样、衬砌施工等环节，避免出现不必要的问题。当然，上述工作也可以选择巷道贯通后开展，这样做能减小测量结果与实际情况存在的误差，即便有误差存在，测量人员也能做到及时发现与调整。

除此之外，现场复杂、情况特殊的项目，对放样所提出要求通常较高，此时，测量人员可选择贯通测量或类似方法，确保测量工作高效开展，在此基础上，根据实际情况调整测量误差。这样做所带来积极影响，通常体现在以下方面：①使放样误差得到有效控制；②通过及时调整的方式，避免不必要问题出现。如果测量内容为高程坐标与平差坐标，测量人员通常会采取实地测量法，最大限度保证测量所得数据准确、翔实且有效。当然，施工所用设备同样需要进行测量，而测量设备的目的，主要是确保其能长期处于稳定且安全的运行状态。

作为测量人员，要想达成上述目标，既要不断提高自身素质和技能水平，还要树立正确的责任意识，真正做到为后续施工提供真实且准确的参考依据，通过科学分析测量所得数据的方式，在提高工作质量的前提下，为测量有效性提供有力保证。如果条件允许，相关企业还可以选择以信息技术为依托，对管理系统进行开发并投入使用，通过及时处理测量所得数据的方式，达到合理平差的效果。首先，确保该系统能够管理数据库，降低资料查找和计算机绘图工作的难度；其次，利用简单且可视的计算机，完成处理复杂数据的工作；最后，加大安全管理力度，确保测量数据得到充分利用，使日后所开展工作的安全性获得有力保证。

2.3 控制及高程测量

在项目进行到施工阶段后，测量人员需要根据施工方案所指出技术与流程，通过放样测量的方式，确保项目能够严格按照方案展开施工。

一般来说，矿山井下项目的控制测量，主要分为井下控制与井上控制，通过联测的方式，获得高程系统及坐标完全一致的控制网。对单井平面进行联测的方法，则是利用重锤对钢丝进行投放，在确定投放点坐标、连线方位角的基础上，通过计算的方式得到井下导线[3]。近几年，上文所提到的几何联测法，逐渐被光学投点仪和激光处准仪替代，这也是相关行业未来的发展方向。

除特殊情况外，地面平面控制所依托工具，均为边角网、侧角网、GPS 网或侧边网。而引进控制测量的途径，通常为井口及巷口，如果巷道处于掘进状态，井下控制测量也将逐步延伸。由于设置在井下的控制点，出现位移情况的可能性较井上控制点更高，因此，在对其加以使用前，测量人员应认真检测控制点位置和设计方案是否存在误差。对进入施工阶段的矿山井下项目而言，随着岩体被掘空，原有围岩应力必然会出现变化，这一现象所引起问题，主要是岩体隆起/下沉/变形/断裂，由此可见，测量人员应将地面、井下岩体和附近建筑纳入变形观测范畴，确保后续环节均能够得到有序开展。

2.4 做到全过程管理

虽然持续发展的经济为采矿行业提供了强大动力，但是长期的消耗，仍然使多种资源陷入供不应求的困境，其中，最需要引起重视的便是矿产资源。在此背景下，少数企业出于获取更多经济效益的考虑，仍未转变经营理念，而是选择肆意开采并使用矿产资源，无论是对企业自身、采矿行业，还是对整个社会而言，上述做法均会带来极为严重的后果，如何使矿产资源得到科学开采，现已成为人们关注的焦点，对开采效率有直接影响的测量工作，自然引起业内人士的关注，围绕其展开讨论很有必要。

随着矿井生产范围的扩大，工作面及采掘头数量均较过去更多，出于不给后续生产带来影响的考虑，对项目进行全过程管理很有必要。简单来说，就是由测量人员以实际情况为依据，围绕高程系统建立控制平台，达到提升测量准确性及有效性的目的。这是因为基于控制平台展开测量工作，不仅能够为井上和井下提供实时沟通的渠道，还可以赋予测量数据更为突出的使用价值[4]。如果项目类型为斜井施工，测量人员可以借助三角形测量法，在对平面进行联系测量的基础上，降低高程测量难度，提高工作效率。此外，持续发展的经济，无形中加快了技术更新换代的速度，可供选用的测量方法自然较之前更多，以光学投点仪和激光处准仪为代表的新技术，现已被广泛用于测量及相关工作的开展，其效果也有目共睹。

在测量地面平面时，测量人员往往需要借助侧角网和导线等工具，而高程测量所依托工具，通常为电磁波及水准网，这点需要尤为注意。除此之外，测量人员还要测量巷道断面和整体形状，为日后测量设备与技术的选择提供参考，确保测量措施始终处于可控状态，以小型采矿项目为例，对其进行测量的首选方法为中线控制法和高程控制法，后者需要借助测距仪达到有效测量的目的。事实证明，酌情引入新技术以及新方法，一方面能提高测量的精准度，另一方面可以做到实时调整测量现状，确保测量误差始终处于可控范围。

3 结论

通过上文的分析能够看出，在矿产资源愈发匮乏的当下，井下作业面临着复杂性与危险性的双重威胁，只有提前进行测量再开采，才能最大限度避免安全事故发生。由此可见，在开展相关工作时，测量人员应以现有设备和技术为依托，通过增强数据测量准确性的方式，确保测量所得数据能够发挥出应有价值，使矿产企业具备持续发展目标达成所需的先决条件。