盲付中段联系测量及施测检核方法

【摘要】在有色金属矿山的建设开采中，盲付中段的开口乃至一段距离（一般小于100米的导线长范围）都是用挂罗盘进行指导施工。但需要进行更长导线施工时，罗盘精度就不能满足。为此，在矿山测量工作中，为了使井上下采用统一的坐标系统，必须进行联系测量。通过天井向盲付中段传递方位、坐标、高程。其方法有几何定向中一井定向、两井定向；物理定向中的陀螺经纬仪定向等。然而，在联系测量中方位角、坐标和高程传递的过程中会因为天井挂线触壁不垂直及吊挂线受井内设备阻碍、解算数据的解算错误导致数据的错误传递。本文通过实际数据，阐述了在井上、井下进行两井定向测量方法和联系测量中常遇到的问题及解决方法。

[ 关键词] 挂罗盘 联系测量 盲付中段 几何定向 陀螺经纬仪定向

1 引言

所谓盲付中段，就是在两个主中段之间的某个高程面新开拓的中段。付中段有两个特点：一 是相对高差不大（ 多为两个主中段间垂高的二分之一），二是平面区域面积不大（多为方圆二、三 百米）。开始都是利用挂罗盘对盲中段进行指导。但随支导线的不断延申挂罗盘已经不能满足精度要求。因此，应按工程需求的相应导线精度进行布设控制才足以满足盲付中段所有工程的需要。

何为联系测量。从某一高程面开拓盲付中段，使用罗盘指导掘进一定的距离后，通过天井向盲付中段传递测量控制点的坐标、高程和坐标方位角，使得上下中段能够采用统一坐标系统和高程系统的工作在矿山测量学里称为联系测量。常用联系测量的定向方式有几何定向和陀螺经纬仪定向两种。

为使盲付中段能得到及时、可靠的测量数据指导，须适时进行联系测量。联系测量最终结果：数据是否正确可靠；精度是否满足工程需要？这是测量工作者必须要认真研究解决的问题。

2 实施方案的比较选择

2.1 陀螺经纬仪定向

即通过垂直井传递上去一个点之后，再用陀螺经纬仪定向。此方法虽然测量精度高，但耗时耗力，操作较复杂，于工区测量组来说限于人力、物力及技术力量，要实施此法具有一定的难度，而且对于盲付中段来说在精度容许的情况下，易不采用该方法。

2.2 一井定向

很多情况下多用此方法。但盲付中段的下矿井、人行井，其断面多为 1.5m×1 .5m，两吊线点间距最大为0.8m左右，有时甚至仅有 0.5m（ 受井内设施及天井垂直度的影响），加之图形条件的限制，两垂线间距过小，短边容易造成测量精度过底。非特殊情况下一般不采用一井定向进行联系测量。

2.3 两井定向

现场有断面为 1.5m×1 .5m两井定向的垂直井，两井间距为10米，现场条件满足两井定向的要求。

在本案例中利用相近的两口天井进行单投线构成三角形，结合一井定向的几何原理。解决了三角形a边过短的问题。施测过程中注重提高测量精度满足采区联系测量的要求。

本文所举实例即是塘子凹 1650 中段至 1675 盲付中段的两井定向的工作实践。

3 联系测量的实施

3.1 平面坐标和方位角的导入

3.1.一般两井定向导入

井上、井下连接测量是在井上和井下分别布设导线，将两根钢丝所在的点通过导线连接起来，钢丝所在点既作为井上导线的点，也作为井下连接导线中的点。

内业计算过程主要包括：（1）根据井上导线计算两钢丝点在井上坐标系中的坐标，进行坐标反算得到其连线坐标方位角；（2）在井下假定起始边和起始方向，在假定坐标系统中进行导线计算，计算两钢丝点在井下假定坐标系中的坐标方位角；（3）根据两钢丝点连线在井上坐标系和井下假定坐标系中方位角之差，计算井下起始边在地面坐标系统中的方位角；（4）根据一个钢丝点坐标和相应的起始边方位角，计算井下导线各点在地面坐标系统中的坐标和方位角。

3.1.2 本案例两井定向导入

利用相近的人行井和下矿井进行各投掉一垂线，其上传分别设为点A、B两点。如图2、3所示，在点3摆站，连接3、A、B为三角形，测出∠A3B，并丈量点3到A、B的距离。然后通过解三角形可得出相应的坐标和起始方位。

3.2 高程的导入

高程由人行井点上传，传递时用校正过的钢尺多次测量取平均值从人行井向盲付中断直接传递高程（传至人行井B点）。3点置站时，采用反占高的方式传递到3以后，即完成高程的导入。

4 数据处理

4.1 计算思路

如图 4 所示，用A、B点的实测坐标反算两点间平距、方位，然后在已知三角形△3AB 三边一角情况下，用正弦定理求出∠A、∠B，根据 A、B点反算方位，三角形内角即可推算出其余两边的方位。这样就可实现几何定向的目的。

4.2 实测数据与实测点计算成果

5 联系测量的检核措施

5．1 钢丝线垂直度的检核方法

吊挂线时，经常遇到以下几种情况：一是天井断面小的情况，导致两吊线点间距过小。有条件情况下，采取在两天井中分别吊挂钢丝线；二是受井内设施及天井垂直度的影响，导致吊挂钢丝线触壁或者受到井内设施阻拦；解决方法两中段高程不大时采用望眼法，用肉眼去观察吊挂线是否触壁或受阻。高程过大无法用肉眼去判别时用掉圈法，在上中段吊挂线上套上小钢圈，从上往下放。观察钢圈是否掉落到下中段。掉圈法至少掉3个以上来确保正确性。

5.2 数据的正确性和可靠性检核

天井中两吊挂线距离是根据坐标反算得出，可用刚尺进行丈量进行检验。相反，如是用钢尺进行丈量得出距离时，可用坐标反算距离进行验证。构成的三角形是否正确，三角形有两个内角是根据正弦定理求得，可与三角形内角和的真值进行比对，可得出角度是否正确或者超限。

5．3 联测成果可靠性检验

联系测量是数据可靠与否，必须将导线进行闭合或者附和到已知导线。联测以后，进行联测成果可靠性检验及精度分析。这是检核联系测量的最有效措施。

检验方法为：贯通1675分段巷道后，由1650中段回风斜坑进行闭合联测至下矿井内吊的一铅垂线 A，在一次算出在1675平面A点的坐标为 A’。并计算其点A位置差和方位闭合差。至此，联系测量的可靠性即得到检核。

1675平面闭合的点A

5.4 精度分析

检验计算结果：方位闭合差：00°01′58″，按采区控制30″导线60√n=281.4秒，导线全长相对误差为 K=1/3300（采区控制精度要求 1/3000）， 说明本次联系测量的精度已达到或高于规程要求。

6 几点体会

通过本次联系测量实践，得出以下几点体会。

6.1 对联系测量的成果，有条件的情况下，必须进行附（合）。这样才能有效检核资料的正确性即可靠性。

6.2 是可利用上、下中段间高差不大（ 约在 30m以内）、且分别有两天井连接上下中段的有利条件，采用两井投向构成三角形或四边形的方法，克服小断面垂直井两吊线点间距过小、图形条件欠佳的影响，有效保证定向精度。

6.3 与一般的两井定向少了井上、井下的导线联测。

6.4 是付中段的区域面积较大，按本文所述方法难以保证精度对工程的要求时，则必须仔细进行精度分析以采取可行、可靠的更高测量方法，杜绝工作中的盲目性。

6.5 盲付中段的定向工作其成果的可靠与否将直接关乎一个付中段的整个生产活动能否正常进行，所以测量人员在实施定向工作之前必须对此有十分清醒的认识，只有这样才能制定出合理的实施方案，并使定向成果不会成为今后工程质量的隐患。

参考文选：

1、《矿山测量学》 中国矿业大学出版社

2、云南锡业集团（控股）有限责任公司矿山测量技术规定（2009年修订版）

3、《控制测量学》 黄河水利出版社

4、《现代测量学》 科学出版社