矿山竖井联系测量中的改进方法及安全问题

矿山竖井联系测量中的改进方法及安全问题

孙世文 纪永刚 高红利 宋广慧

锡林郭勒盟山金白音呼布矿业有限公司 内蒙古锡林郭勒盟 026000

摘要：我国的科技领域正在高速的发展中，各个领域都有了前所未有的突破性进展，矿山测量作为工程测量的一部分，同其他工程测量比较，具有安全性差、风险性大、事故率高的特点。竖井联系测量作为矿山测量的一个重要部分，具有高难度、高精确度、安全性差、容易出事故的特点。因此关于矿山竖井联系测量中的安全问题不容忽视，要认真对待。

关键词：矿山竖井;联系测量;安全问题

引言

我国经济实力逐渐壮大的过程中，我国矿山开采行业获得良好的发展。在矿山实行竖井建设贯通实施的过程当中，为了能够全面的了解井下地形及地物的空间关系，我们要将相应的坐标系有效的建立在地下。因此我们就在井下与地面建立全方位的联系测量。

1激光垂直仪的有效定位测量

我们先要对激光垂直仪进行一定的简要陈述，激光垂直仪应用在高层建筑建设以及矿山竖井定位测量，广泛应用的专用仪器。主要的核心部件为水准仪、激光仪以及相应的底座基座构成，同时仪器的上方还要配置两个互相成90度的水平仪。在大量的矿井施工过程中，激光垂直仪得到了广泛的应用以及推广，主要是因为钢丝法在实际的施工操作过程当中，往往会出现各种各样的问题，在这里我们先对各种各样的问题进行简要的分析说明。首先在井下施工操作过程当中，往往会配置相应的通风设施设备，通风设备的具体实施将会对整个钢丝绳产生一定的风力影响，从而使得整体的测量数据准确性严重缺失。其次，钢丝绳往往受到长度较长的影响，在下井的过程当中，左右的停摆状态难以进行有效的控制，这就意味着采用钢丝测量的方式方法的时候，需要其他的辅助设备进行相应的配合。在这种实际的施工工矿条件之下，无论是对整个的施工成本以及整个的施工工艺复杂程度都是产生严重的影响。在具体的实际操作过程当中，虽然上述两种方法得到了广泛的认知认可。但是从具体操作的经济效果来看，激光垂直仪采用的投点定位定点法，可以发出的有效光斑进行全方位的实时调解，同时发出的光斑不会受外在环境的任何因素影响。所以这种方式方法的数据精确性可以得到有效的保证。与此同时此种方法占用的井下施工时间相对较少，降低了受限空间的危险性，所以在实际的具体应用过程当中，激光垂直仪定位定点法将会表现出更大的优势特征特点。

2、加测陀螺方位角。 　　由于竖井孔径较小，联系测量定向边长较短，且竖井深度大于60m，钢丝投向误差大，对洞内导线精度有较大影响。洞内导线由于受诸多条件的限制其图形结构强度不高，随着隧道掘进的距离加大，导线延伸越长，其点位的精度越差。由于洞内的导线观测条件较差，部分测段可能受到旁向折光等因素的影响，横向贯通精度很难保证符合规范要求。必须使用陀螺经纬仪加测陀螺方位角，以提高地下导线精度，确保隧道准确贯通。根据相关文献，当导线边数少于10条时加测一个陀螺方位角，导线边数大于10条时，加测2-3个陀螺方位角可大幅提高贯通精度。联合定向法是采用高精度垂准仪，将地上平面坐标精确投入地下，再采用陀螺经纬仪在确定地下定向边起始方位角。首先在竖井口选定合适点位，将垂准仪置于该处，仪器整平，瞄准井底的觇标。移动觇标中心对准视准轴，分四个角度向下均匀投点，取4个投点的中心做为1个测回的投点位置。每次投点观测4个测回，并取4测回的4点位所构成图形的中心为最终投点位置。在地上使用全站仪采用附和导线测出点位坐标，作为平面观测的成果。将陀螺仪置于地面控制点，对中、整平，根据简易指北设备将陀螺仪的大致指向北方，进行近北观测，再进行精确指北观测，以确定陀螺子午线方向角。地面观测结束后，将陀螺仪置于地下起边再次进行精确指北观测，用地面观测的陀螺子午线方向角确定地下待定边的方位角。为保证陀螺仪指北精度，地下观测完成后，应再次进行地上观测，两次陀螺子午线方向角较差符合要求时取平均值作为地下定向计算依据。垂准仪投點误差，作为一个误差常量，对贯通误差横向影响是一个定值;而陀螺定向边之前各导线边方位角误差不会累计。陀螺仪的定向精度决定了垂准仪与陀螺仪联合定向精度。所以采用高精度的陀螺经纬仪定向可大幅度减小贯通误差。垂准仪与陀螺仪联合定向采用双投点定向的方法，使用中误差为5″的陀螺仪经纬仪，一次性定向精度度可达5″以下。高精度陀螺经纬仪为全自动定向，在定向操作简单、定向速度快、定向精度高，相比传统测量手段具有非常明显的优势。

2矿井高程联系测量就是导入高程，其目的就是建立井上、井下统一的高程系统。立井导入高程通过全站仪进行高程联系测量 　　①将全站仪架设在井口边，使其保持水平状态，同时摆正水平反射镜和反射棱镜的位置。②对周围的环境因素进行校正处理。周围的环境条件主要包括温度和气压。首先采集井筒50m到80m之间的温度和气压值，其次是井口，最后是井底。对三次测量结果进行平均值的求解，并将得到的参数写入全站仪中。③将平面反射镜置于井口，反射棱镜置于井底，两者保持垂直关系，同时按照井筒罐笼钢丝绳的位置调节三者的位置。调整全站仪的镜头使其与平面反射镜保持在统一水平面上，确保其能够准确的搜索到反射棱镜，待全站仪锁准镜头后便可利用十字中线在反射镜上标出O点的位置，同时测量出其与棱镜之间的光学路线长度，记作S。再利用水准仪测量平面反射镜O点与地面井高程点M之间，棱镜中心点P与井底水准基点N之间的高度差，分别记为ha和hb，。此外，全站仪中心点C和平面反射点O的距离可直接利用钢尺测量。

3安全管理

竖井测量是一项非常细致且缜密的作业，及时稍微出现了一个较小的错误也是可能导致一起报废工程或事故的降临。总而言之，竖井测量即是最基础的环节，也是重要的一部分。

由于竖井工程施工的工作环境特殊，导致施工条件与危险度都不同于地表工程。所以，在竖井工程的施工过程中，应当注重安全预防，通过制定有效的安全生产方案，要求所有井下工作人员必须遵守。在工作过程中必须穿戴劳保用品与佩戴安全帽，并根据工程方案，对安全生产的防治与责任进行任务分解，专人专项负责，从而保证竖井工程的施工效率与施工人员的安全。

4对矿山竖井施工监理力度进行提升

在矿山竖井工程建设环节中，要想实现工程水平和效率的提升，相关管理者就应该充分认识到队伍建设的重要性作用，在完善工作制度和监理人员素质的基础上，提升工程监理力度，只有这样才能确保矿山竖井施工监理项目开展中，质量和工作效率得到稳定提升。通过对当前工程监理的法制建设问题上分析可知，我国矿山竖井施工工程水平虽然有了明显发展和进步，但是在工作中一些细节问题仍然没有得到有效解决。所以领导者更需要在工程建设中加强对竖井施工项目的重视，坚持对建立队伍的建设和优化，在提升行业竞争力的同时，实现对矿山竖井监理项目的推进。除了在实际工作中对监理单位管理人员素质进行优化和提升，还要积极组织和开展相关培训工作，进一步提升工作人员的其技术、实践经验，在这一环节中通过对矿山竖井监理工作内部制度建设的强化，更好的推进监理单位工作进度的发展，有效转移和降低工作中出现的各种风险问题。

监理工作人员在实际工作中需要应对的挑战较为多样，因此要想在矿山工作中实现对竖井工程的良好建设与发展，就更应该加强对监理工作的关注和重视，严格分析和查处工程中的不足，避免在工程建设中出现安全问题。

结语

综上所述，通过竖井联系测量使地面上的各种建筑物、交通运输线路、水体与井下采矿巷道、采场之间建立起准确的空间相对位置关系，以便以安全、有效地进行采矿作业，又对地面上的各种建筑设施进行必要的保护，准确的界定相邻矿井之间的范围和相互关系，正确的设置隔离矿柱，以免相邻矿上发生开采干扰。因此，矿山联系测量能够保证矿井安全顺利贯通，在矿山开采过程中发挥着非常重要的作用，它也是减少矿山开采安全事故的有力保障。

希望在完善的技术手段和工作理念引导下，实现矿产行业的稳定与和谐发展，为我国矿山井巷工程，特别是竖井工程建设工作的开展奠定良好基础。

参考文献

［1］郭玉社，杨喜春．矿井测量与矿图［M］．北京:化学工业出版社，2014．

［2］高井祥，吴立新，吕亚军．矿山测量新技术［M］．徐州:中国矿业大学出版社，2007．

［3］周亦，李琦，吕从，等．地下建筑物的三维测绘技术应用分析［J］．矿产勘查，2018(7):1442-1442．