扎赉诺尔煤业有限责任公司灵东煤矿 内蒙古满洲里 021410
摘要:目前我国经济发展迅速,煤矿企业为我国发展做出了很大贡献。测量技术作为矿井建设重要的一部分,不仅具有基础性而且具有一定的复杂性。矿井建设初期,首先需要对矿井做出整体性的规划设计,进而进行必要性的勘察设计和管理,其中矿井整体性的规划设计师最为重要的一部分。煤矿井下巷道的测量技术能够为井下采掘工作提供准确的数据,通过数据分析支撑起矿井下采掘的安全工作,从而煤矿管理者能够参考此数据做出决策。综上所述,煤矿井下测量是煤矿建设和生产期间安全性的重要基础,同时也是煤矿安全生产的保障。由此可见,煤矿井下测量工作在煤矿安全生产中的重要性。
关键词:煤矿;井下;导线测量;方法应用
引言
煤矿井下控制测量工作是煤矿生产建设的重要环节,也是矿山建设、生产、改造和编制长远发展规划等各项工作的基础。其具体目的是:为煤矿井下采掘、管线安装、机电安装、灾害预防、救护、巷道布设、贯通、煤炭资源的合理开采、通过井上下对照合理设计保护煤柱、进行采空区综合治理及土地征用和居民点搬迁设计等提供基础控制数据。
1煤矿井下测量的特点
煤矿井下测量的工作具有较高的难度,需要进行人为的观测,结合计算机分析进行绘图等,因此煤矿井下测量工作需要以科学的方法以及手段作为支撑。其主要含有的特点包括需要经验、多次测量以及变化性。
首先,需要煤矿井下测量的工作人员具有丰富的经验,因为矿井下工作的环境十分地体术,因此需要具有经验的测量人员选择正确的位置采集信息。
其次,对于煤矿井下测量需要多次反复进行,因为煤矿清晰的测量点与地质断层面具有极高的相关性。
最后,还需要充分地考虑到煤矿井下测量的变化性,因为煤矿井下的空间具有变化的特点,因此所测量的参数有可能已经不符合当前环境的实际参数。
2控制测量方法的选择
控制测量分为平面控制测量和高程控制测量。
平面控制测量主要方法有:三角测量(三角网、三角锁)、导线测量(附合导线、闭合导线、支导线)、交会定点测量(前方交会、侧方交会、后方交会、两点法交会)和GNSS控制测量(GNSS静态相对定位测量、GNSS-RTK定位测量)。高程控制测量主要方法有:水准测量、三角高程测量、气压高程测量和GNSS高程测量。其中气压高程测量受气象变化影响很大,只能用于精度要求极低的踏勘工作过程,三角高程测量和GNSS高程测量都能与平面控制测量同时进行,而水准测量须和平面控制测量分别进行。
GNSS控制测量具有测量操作方便、定位速度快、测量精度高的优点,现在已普遍应用于各类控制测量工作,包括工程建设、交通线路建设、城建规划、军事国防、智能交通、矿产资源勘探及农业、气象、土地管理、环境监测等多行业多部门的工作中。但煤矿井下不能接收卫星信号,因而GNSS控制测量方法不能应用在煤矿井下控制测量工作中。
三角测量有:要求每点与较多的邻点相互通视,精度高、操作复杂、工作量大、进度受天气影响严重、速度慢等特点。鉴于煤矿井下巷道的宽度、高度、各巷道的空间分布关系及矿井生产情况等,三角测量方法不适用于煤矿井下控制测量工作中。
交会定点测量是局部加密平面控制点的一种方法,鉴于煤矿井下巷道狭窄、细长、走向复杂,不适用于煤矿井下控制测量工作。
导线测量布设简单,每点仅需与前后两点通视,选点方便,应用灵活,推进迅速,受地形限制小,边长精度分布均匀,特别是采用电磁波测距的测角测距附合导线和闭合导线精度可靠,是目前最适宜应用于煤矿井下控制测量的方法。支导线测量结果不能进行平差计算及精度评定,如若出错也很难检查,精度较低,建议测量时尽量不要使用。
3煤矿井下导线测量方法优化应用
3.1掌控井下作业的整体状况
井下作业不同于井上作业,井下作业过程中所遇到的问题相对较多,例如井下通气状况、井下瓦斯浓度等。因为此类情况都是人为无法控制,所以需要借助工程测量数据,对目标区域状况进行提前预估,进而提高井下作业过程的安全性。因此,在具体操作过程中,技术人员需要对煤矿井下的整体情况进行了解,根据矿井相关测量数据掌握作业区的相关情况。根据此类调查结果进一步确定在井下工程测量工程中高程控制点和平面控制点的位置,结合相关数据测量结果,准确绘制出矿区额整体作业区的平面图。另外,在测量过程中,还需要结合矿区地质结构、开采进度等资料进行细致分析,这些数据可以帮助技术人员分析矿区整体结构情况,进而提高矿区开采过程的稳定性。
3.2矿井下控制导线的角度测量
通常煤矿井下采用导线测量时,联络和沟通利用“灯语”。测量具有一定角度时,需采用随身携带的矿灯照明来瞄准前面和后面的目标,一般的方式利用操作者随身携带的矿灯去照前视和后视的垂球线,并且需在矿灯镜面贴一张透明纸或是用白色粉笔涂抹,便可以得到清楚的垂球线。但是,随着科学技术的发展,现有的经纬仪具有自带照明功能,因此,煤矿井下导线照明的难题得到了解决。
在地板上布置导线点时,其与在地面上导线点测量同样也是利用光学对中器进行点对中,而在顶板上布置导线点时,一般采用在望远镜上连接光学对中器的经纬仪之外,最好的方法是利用活动垂球进行点下对中,此时,使用经纬仪要带镜上中心,且望远镜要呈水平状态,即盘面竖向读书为900或者是2700。
常规煤矿井下的测量方法大致有以下两种,即复测法和测回法,大多数采用测回法,其测量方法与地面测量法类似。在测量水平角时,需要将斜角距离换算成水平距离,这就需要观测导线边的竖直角。煤矿井下用的防爆全站仪和防爆光电测距器能够量取导线的边长,规则如下:
1)导线每边的测回数至少不低于两个。
2)测量气压值时,读数需读到100Pa,测定气温读数到1℃,并且采用气象校正。
3.3规范测量方法,提高测量精度
第一,布设煤矿井下导线过程中,需要遵循先低级后高级的顺序来安装导线,并采用高级导线对低级导线进行检查校正,另外,为切实确保横向测量精度,在巷道安装导线网过程中,应当使用双交叉网的形式,同时,还应沿巷道中线来进行布设,以确保精度。
第二,测量过程中,为防止测角误差的传递,当测量某段距离后,需尽快通过陀螺全站仪加测短边陀螺方位角;为有效防止风流的干扰,可对镜站使用大垂球进行对中,在照准过程中尽可能地瞄准垂球根部球线,以减小误差。
第三,在高精度测量时,为防止出现归化与投影造成长度变形,需要把导线边长加入化算到坑道高程面和投影到高斯投影面的改正,这样能够明显改善精度。
第四,全站仪导线边长测量过程中,需要把它设定成棱镜激光模式,按照测点的气压、温度状况,在第一时间之内校正气象数据常数,测量过程中,还应当充分确保棱镜镜面洁净。在边长测量过程中,一定要进行往返复测,通过这种方法来确保测量精度。
结语
煤矿井下测量结果数据是煤矿后期生产作业的保障,尽管在实际操作工作中会出现各种样的问题,只要针对所出现的问题进行技术分析,找到对应的解决方法便可以一一破解,为煤矿井下安全生产提供可靠数据,强有力的保障煤矿安全。
参考文献
[1]刘晋玉.全站仪导线测量技术在煤矿的应用[J].矿业装备,2019(5):144-145.
[2]贾小玲.煤矿井下巷道贯通测量技术及其精度控制[J].煤炭科技,2018(5):137-138.
[3]李君.煤矿井下巷道贯通测量误差预计及方案调整[J].能源与节能,2019(4):38-39.