井下测量技术及其精度控制研究

刘福州

（江西漂塘钨业有限公司，江西 赣州 341515）

在矿井生产工作的不断推进下，矿井回采和掘进的工作面也在增大，布置在井下的测量点位置也会发生一定变化，这会使得井下测量结果出现一定偏差，进而影响到井下测量的质量，因此需要对井下测量技术和精度控制进行重点关注[1]。

1 矿山测量的基本概述

1.1 矿山测量的含义

在矿山的建设和开采过程中，矿山测量是为矿山的规划设计、勘探设计以及生产经营管理而进行的测绘工作。在开展矿山测量工作的过程中，会涉及到非常多的内容，其中包括地面和地下井巷等内容。在开展矿山测量时候，需要认识到安全的重要性，任何的疏忽都有可能会影响到矿井的正常运行和生产，一旦出现问题就会导致严重的事故。

1.2 矿山测量的主要任务

在开展矿山测量工作的时候，需要建立起矿区井上和井下的测量控制网，需要及时的做好地形图的测绘。矿区地面和井下的各种工程施工测量和竣工测量也是非常重要的内容，这些都是在矿山测量工作中必须要重点关注的内容[2]。

2 井下测量精度的影响因素

2.1 矿井井下测量设备

在开展矿井井下测量工作的时候，经常会使用到各种矿井井下测量设备，因此需要选取合适的测量设备来做好相关的工作。首先，在进行测量前需要做好设备的校准和归零。测量设备一般都需要采用专业的仪器来进行检测，这样才能将检测结果作为主要的依据来让其符合井下测量精度的相关要求。如果没有相关的设备来对校准和检查的工作质量进行保证，会在很大程度上影响到测量的实际数据准确性，对后续的施工也会产生很大的影响。

2.2 井下测量导线点位的选择

在开展矿井测量工作的时候，点位的布设是必须要重点关注的内容，因为井下的巷道容易受地质构造的影响，在开展采掘工作的时候，巷道围岩就会比较容易受到变形的影响，进而影响到巷道内测量点位，导致出现位移现象。因此在确定测量控制点的位置时候，需要提前做好位置的专业性校对，选取地质构造稳定的地方布设，避免给井下测量的工作带来不利的影响。

2.3 工作人员的综合素质

在开展矿井井下测量工作的时候，需要对相关人员的专业素质和水平重点关注，这对测量结果的准确性具有非常重要的影响。想要实现对测量人员的有效筛选，需要重点选取专业技能强和素质良好的人员来开展工作，做好系统性的知识培训，从而促进工作人员的均衡性发展[3]。

3 井下测量技术的内容

3.1 联系测量

想要保证井下测量精度，其前提就是将矿井所在地区的平面坐标和高程系统传输到井下，这是非常重要的一项测量工作，这项工作被称为联系测量。在经过联系测量之后才能实现对测量数据的精确传递，同时也能使测量质量得到更好的保证。在联系测量阶段，需要通过制定出合理的测量技术方案来解决精度问题。目前来说，在施工中经常会使用到的联系测量方法，主要有一井定向测量和激光铅垂测量。

3.2 一井定向测量

一井定向测量是由井上和井下测量两个方面的内容来共同组成。其操作步骤就是将两个钢丝绳悬挂在还没进行实际测量的井筒内部，在井口的上方固定好钢丝绳的首段，对钢丝绳末端吊锤，让钢丝绳保持水平定向，然后进行下一步工作。一般来说是运用导线测量的方式来实现对地面测量，靠近井筒的经纬仪就可以测量钢丝绳和坐标连线的相关位置。在井下测量的过程中，一般都是选择定向的水平来让方位角和钢丝绳实际坐标点保持在对应状态，让井下测量点和钢丝绳吊锤都保持连接形成垂直三角形，然后再测量好角度和距离。完成上述内容之后对相关联的导线点地面坐标和方位角做好计算和分析。在现代科学技术不断发展的影响下，目前已经开始广泛使用激光铅垂测量的方法。

3.3 激光铅垂测量方法

在对激光垂直测量的方法进行使用之前，一般需要在矿井的井筒外部3cm～10cm的位置上设置一个临时的支架，然后将激光仪接收板放置在支架上。然后需要在井下安置激光仪，让发射的激光可以投射到井上的激光接收板上，这样之后就需要间隔一段时间来对激光仪进行120°的转动，并且要做好相关的记录工作。在完成一个360°的旋转之后，激光接收板上会出现3个不同的点，并且会组成一个三角形，在三角形的内部绘制一个以内切圆的圆心为中心的激光投射点就是最终的激光投射点。最后需要依据投射点所形成的三角形来进行一定的分析和计算，并且需要对测量过程中的水平校对进行重点关注，避免因为校对问题而引起测量误差。

4 矿井井下测量中常见的问题

4.1 审核图纸失误

在矿井井下测量工作开展的过程当中，因为疏忽大意而抄错已知点的坐标、方位角或者是高程，是比较常见的问题，有时候还会出现施工巷道经过的路线上遗漏井巷，设计图纸中巷道距离标注不一致的现象，这些都是在审核图纸的过程中出现了失误。对于相关的工作人员来说，需要更加认真、细心的对待图纸的审核工作，要注意区分图纸中数据和位置，还要在每个测量组中配备熟悉测量业务的人员，及时的发现问题并且解决问题。

4.2 测量工具不全

在开展矿井井下测量工作的过程当中，部分测量人员在进入到井下之后才会发现测量工具的携带不够齐全，这种现象经常会给工作带来很多不必要的麻烦，同时也会降低工作效率。对于井下测量人员来说，需要在下井之前做好工具的检查，避免出现遗漏现象[4]。

4.3 计算方位角有误

一般来说，在井下测量的同时还要进行现场的标定，因此对于记录人员来说，在记录测量数据的时候，还要抽空对水平角和倾角的测量数据进行检查，通过这样的方式来对本站的方位角进行推算，如果其中的某一个步骤出现了计算错误，并且上井之后没有做好计算和检查，就会很容易造成工程事故。因此对于记录人员来说，要做到认真细心的记录和计算，并且还要及时的做好复算，要让计算的准确性得到有效保证。

4.4 仪器未做好校核

井下测量工作的开展一般都处在潮湿环境当中，因此测量仪器就比较容易受到环境的影响。在使用仪器之前，如果没有依照相关规定来做好校验和调整，会影响到数据的精确性，给导线测量带来比较大的影响[5]。

5 井下测量精度控制和优化

5.1 联系测量方案的优化

联系测量就是将地面矿区测量点的坐标和高程传递到井下，通过这样的方式来实现测量工作的开展。对于联系测量来说，这项工作的主要目的就是对测量得到的数据来进行一定的控制和优化，然后做好方案的优化处理，并且做到测量工作的合理规划，对测量中出现的误差问题进行统计和分析，进而实现有效的防治和管理。在开展联系测量优化巩固的过程中，一定要对前期的准备工作重视，要让测量准确程度得到保证。在矿井的实际测量过程当中，经常会有大量的测量数据，其中的一些数据都属于原始数据，在对这种类型的数据进行处理的时候，比较容易造成数据错误和遗失的现象，进而影响到测量数据的真实性和可靠性。因此我们需要对井下测量数据的核对重点关注，要将测量图作为是矿井施工中的基础性前提，同时指导绘图工作可以使绘图进度得到很大提升，让井下测量的准确程度得到有效提升。

5.2 井下测量控制方式的优化

在开展矿井精度测量优化的过程当中，需要对平面和高程测量的精度这两个方面作为重点内容来关注。在对平面测量精度优化的过程中，需要消除经纬仪测量中产生的误差并做好相关的控制工作。在测量的过程中使用经纬仪，所产生的偏差大都是由两边和测角的数据产生的，这种误差出现的原因就是在使用测量设备的时候没有做好校准和检查的工作。想要对水准测量或者是三角高程测量中存在的误差现象进行有效的控制，就需要先优化好测量方式，只有这样才能对高程和平面测量的精度进行有效的控制和优化。在开展井下测量工作的过程中，要积极的使用先进的科学技术，进一步的降低由于人为操作所造成的失误问题，进而提升测量精准度。

5.3 平面测量误差的控制

平面测量控制中产生的误差，主要是经纬仪导线，而造成井下经纬仪导线出现误差的主要原因就是在使用经纬仪测量角和两边时产生了误差。因此在开展实际工作的过程中，想要对误差精度进行优化，就需要对测角误差进行有效的控制。一般来说，出现井下经纬仪导线误差的原因由很多，主要受到人为的影响。同时仪器本身在制造的过程中不可避免的存在着各种缺陷，再加上受到外界因素的影响，这些都会影响到测量的精度。因此在开展测量工作的过程中，可以采用全站仪来代替经纬仪，尽可能的减少人工操作步骤，避免造成较多的误差现象，进一步的提升测量的精度和质量[6]。

5.4 计算机辅助测量

在矿井测量技术不断进步的影响下，计算机辅助设备的应用频率正在不断的增加，这些应用可以让人工测量存在的一些问题得到有效的解决，从而更好的提升测量的质量。在一般的情况下，井下测量工作的开展需要对计算机绘图工具积极的利用，然后将其作为依据来开展图纸规划和测量放线的工作，通过凭借详尽的计划来让计算机辅助测量工作变得更加规范，从而更好的提升矿井测量的精度和质量。在现代信息技术和网络技术的广泛应用下，计算机辅助测试已经成为常用的方式，并且可以实现对矿井测量精度的有效控制和优化。就目前来说，主要是利用CAD技术强大制图功能来强化巷道导线的设计和施工放样的确定。传统采用的方式是反算导线点的坐标来计算出导线点到中心线的距离，然后再对井下的标定进行确定，但是这种方式比较容易出现误差，通过使用计算机可以更快实现反算导线点的坐标控制，最终计算出距离。这种计算机辅助测量的方式能够很大程度上减少测量人员的工作强度，同时也能达到测量精度的优化和控制[7]。

5 结语

综上所述，在开展井下工程的时候，测量工作发挥着非常重要的作用，保证矿井测量精度是保障矿井安全生产的重要前提之一。在矿井测量中，经常因为受到各种因素的影响而出现一定的偏差，为了对测量结果准确性进行有效保证，需要做好控制和优化，进一步的提升井下测量的安全性和可靠性。