由于要确定井下巷道、采空区跟地面地形、地物间的对应关系及井下各巷道的分布状况, 在生产建设中, 必须把井下与地面坐标统一起来, 为此必须要进行联系测量。联系测量分为平面联系测量与高程联系测量, 即定向与导入高程。
高程联系测量的最终目是把地面坐标系统中的高程传递到井下高程测量的起始点上, 然后以该起始点进行井下高程的测量。其意义是把地面高程导入井下, 井下高程依次传递, 最终满足井下巷道生产与设计的要求, 还可以详细掌握井下各采掘工作面的分布跟地面地形地物在空间上的对应状况。
高程联系测量的任务, 就在于把地面的高程系统, 经过平硐、斜井或立井传递到井下高程测量的起始点上, 所以我们称之为导入高程。
导入高程的方法分为:通过平硐导入高程、通过斜井导入高程、通过立井导入高程三种。
下面将详细的阐述立井导入高程:由于立井导入高程用常规测量方法无法实现, 所以就需要用专门的方法来完成。设在地表井口附近有一近井点A, 其高程已知 (见图1) 。设在井底车场有一高程待求点B。在地面、井下同时架设水准仪, 将水准尺上置于A、B两点, 读取读数a与b (如图1) 。
如何求出A、B两点的高差h, 关键在于地面及井下两水准仪视线间的距离:
有了h, 就能算出B点在统一坐标系统中的高程:
所以, 通过立井导入高程, 实际上就是如何求出l的长度, 导入高程有时叫做井深测量, 就是这个缘故。
目前我国长钢尺很少, 当井筒较深时, 常用钢丝法导入高程。由于钢丝没有刻度, 所以要求人为注记, 前期准备工作较为复杂, 而导入高程本身就是一项耗时较长的工作, 所以为了节省时间, 我们尽量不使用此法。
随着光电测距仪在测量中越来越多的应用, 如何利用测距仪来测量井深也成为现在不少矿山测量的研究课题, 由于深竖井存在高温、高湿、雾气大等等问题, 这都会影响到测距仪的正常工作, 所以激光测距仪在深竖井导入高程中很少采用。
钢尺导入高程可以用长钢尺导入或短钢尺导入, 我国目前使用的长钢尺有500m, 800m, 1000m。短钢尺为50m钢尺。
长钢尺高程导入所用设备与安装 (如图2) , 通过井筒将钢尺放入井中, 到达作业水平后, 挂上一个垂球, 以拉直钢尺, 还要检查钢尺在井中是否被阻隔。一般选用10kg垂球。下放钢尺的同时, 在地面及井下架设并整平水准仪, 分别读取A、B两点上水准尺读数a、b, 当钢尺挂好后, 水准仪瞄准钢尺, 井上、下同时读取数m和n。同时读数的目的是消除钢尺摆动所产生的误差。最后再在A、B水准尺上再重复读数一次, 以检查仪器是否移动。温度计量取井上、下的温度t1、t2.根据以上测量数据, 就能求出A、B两点的高差:
式中∑△L是钢尺的总改正数, 包括尺长、温度、拉力与钢尺自重等四项改正数。即
如果没有长钢尺, 只能用几根50m的短钢尺牢固地连接起来, 经过比长后, 当做长钢尺使用, 也可以取得很好的效果。
导入高程需要独立进行两次, 在第一次导入结束后, 变动地面、井下水准仪的高度并收 (放) 钢尺, 用同样的方法再做一次。经过所有改正后, 前后两次之差, 《煤矿测量规程》规定不能超过1/8000 (l是地面与井下水准仪视线间的钢尺长度) 。
总之, 现阶段在矿山建设中, 用长钢尺进行高程导入非常普遍, 其精度能满足矿山生产的需要。虽然这种方法能解决一般的高程导入问题, 但随着越来越多深部矿体的开采, 深井高程导入的精度必然会面临越来越大的挑战, 这还有待于矿山测量工作者在实践中矿山测量工作者不断地探索新方法, 以提高高程导入的精度。
摘要：本文阐述了矿山生产建设中高程导入的目的与实质, 介绍了传统的立井长钢尺高程导入方法, 并对作为高程导入难点的深立井高程导入从理论上提出一些思路和见解。
关键词：长钢尺深竖井高程导入矿山测量
[1] 张国良, 朱家钰, 顾和和.矿山测量学[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2001 (7) .
[2] 张正禄.工程测量学[M].武汉:武汉大学出版社, 2005 (10) .
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