井下测量常见问题预防及解决措施.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 22 日 作者简介：刘建龙（1988），男，汉族，本科学历，工程师，研究方向为测绘工程。-149-井下测量常见问题预防及解决措施 刘建龙 抚顺罕王上马矿业有限公司，辽宁 抚顺 113001 摘要：摘要：井下施工测量是地下矿山生产建设的基础工作，它不但要为矿山生产建设服务，还要为安全生产提供信息支持。为提高矿山的生产技术水平，矿山测量必须要求提供的数据及时、准确。根据多年的工作经验，把在井下测量实际中常见的问题一一列举，并分析问题的原因，最后提出具体的预防措施及今后遇到类似的问题的解决方法。随着科学技术水平的不断提高，矿山的建设及生产速度不断加快，安全生产就显得尤为重要，为了保证生产安全有可靠的数据支撑，就需要进行井下测量。井下测量肩负着矿井的开拓、准备、回采巷道的测设、标定任务，这就要求测量工作更加认真、细致，提供的数据及时、准确、可靠、齐全、清晰。关键词：关键词：井下测量；常见问题；预防措施；解决方法 中图分类号：中图分类号：TD175 1 井下测量的特点（1）测量环境的不同 在巷道测量中，井下潮湿、黑暗、粉尘大、空间狭小、生产设备多、车辆与人员来往频繁，巷道内又有各种风水管线、电缆，所以无论是架设测量仪器还是进行点位观测，都带来极大困难。（2）测量对象的不同 井下测量的对象是井下各种巷道、硐室和采掘工作面等工程，由于生产进度加快，这些观测对象的数据信息随时在变化，为了能将其及时、准确、完整地反映在图纸上，井下测量就必须贯穿于工程的始终，为生产提供数据资料。（3）井下矿图的精度不均匀 由于井下空间狭小，无法及时进行联系测量，这就导致测量误差积累较快，精度降低。（4）考虑精度的出发点不同 井下测量应以满足采矿工程要求为原则，选用测量仪器和测量方法。（5）井下测量的方式不同 由于受井下施工环境、巷道狭窄、导线检核条件少等因素，不能将导线布设成闭合导线或附合导线，大多数情况下只能布设成支导线的形式，只有当巷道完成贯通后，才能布设成闭合导线或附合导线进行联测。（6）测量程序不同 井下测量必须适应采掘工程的特点，一般从高级点起，先测设次级的导线进行控制、测图，而后测设基本控制导线进行检查，在巷道贯通后形成闭（附）合导线这种分段测量的程序。2 井下测量常见问题 2.1 仪器未及时检校 测量仪器检校是必做的程序。由于测量仪器经常处于井下潮湿环境，井下运输、放炮等引起的振动，因井下作业面狭小在搬运仪器设备时发生的碰撞等原因，对测量仪器本身内部结构产生影响；再加上井下工作任务繁忙、生产任务紧等因素不能及时进行仪器检校，久而久之就忽视了对仪器进行检校和仪器常数的调整，这就造成了测角、量边误差增大，最后影响测量结果的正确性。2.2 测量设备日常保养不到位 仪器箱的背带、提手、搭扣不牢固，锁扣未锁好，三脚架各部件螺丝有松动损坏，物镜、目镜、读书窗上的灰尘、水汽、油污等未经常擦拭干净，测量结束升井后未及时开箱取出仪器进行通风干燥，仪器操作太用力，制动螺丝拧的太紧，微动螺丝的旋转速度不均匀。2.3 井下测量前准备不足 测量人员下井前没有做好充分的准备，没有检查所需的工具是否齐备。例如忘记带铅笔、记录本、垂球、线绳、喷漆、仪器备用电池、反射片、钢卷尺、中国科技期刊数据库 工业 A-150-锤子、钉子、棱镜、对讲机等，或所携带的工具数量不足；未检查仪器电量是否充足；在测量作业前未提前熟悉作业场地附近控制点的完好情况，若控制点遭到破坏，将重新规划测量方案、调整线路，直接影响整个测量进度。2.4 起算数据抄录错误或不全 由于起算数据抄录错误，无法验证已有控制点是否因巷道变形而造成控制点位置发生变动，无法正常进行测量工作。有时巷道喷浆或压顶等工作而把控制点破坏，这就需要以其他控制点作为已知点。所以由于考虑不完善，起算数据抄录不全，导致无法检核、无法正常进行测量工作。2.5 原始观测记录错误 由于井下施工噪声大、空气流动声音大等因素的干扰，导致即使使用对讲机进行交流也听不清楚，或没有重复报数及复读，以致观测数据信息传递错误，从而导致测量结果错误。记录内容错误或不全，忘记量取或记录仪器高、觇标高、边长及其他必不可少的数据，或将仪器高和觇标高的数据及正负符号写反。数据输入仪器及计算整理时出现错误，如将仪器高和觇标高的数据输入到仪器屏幕上相反位置，即将仪器高的数据输入到觇标高的位置、觇标高的数据输入到仪器高的位置；计算用错公式或解算时解算错误；以上都会导致原始数据记录错误的发生。井下环境比较潮湿、粉尘大、顶板淋水等原因，很容易造成原始记录数据模糊不清，造成数据无法使用，返工重测。2.6 测量现场错用导线点 导线点使用错误导致测量数据错误也是测量工作中很容易出现的问题。井下测量点周围可能存在其他的测点，有的是导线点，有的是中心点，有的是方向点；旧的测量点不能继续使用而又没有及时清除掉，就在附近设置了新的测量点；以上情况都有可能导致测量人员用错测量点，如果不能及时的发现会造成巷道中线方向发生错误，严重者会造成巷道无法正确贯通、巷道掘进偏离设计位置等，造成巨大经济损失。2.7 复测不及时 按照测量规程规定，基本控制导线每 300500m，采区控制线每 30100m 必须进行复测，否则可能导致误差增大，精度大大降低；由于误差数据的累积性，巷道开拓的距离越远误差越大，在天井或通风井施工完毕后，没有及时进行井上井下联系测量，或虽进行了联系测量，却没有重新观测各中段的测量控制点，将原测量点数据进行改正。2.8 测量过程中由于操作不当造成的测量错误 没有按照规定进行角和边的检查测量。如果巷道压顶、喷浆、放炮等原因造成巷道顶板测量点移动，而测量过程中仍然按照原有测量点坐标数据进行计算，就会计算出错误的测量数据，造成测量放线错误。仪器观测不当引起误差。仪器观测过程中，对中整平不精确、十字丝中丝或竖丝对准不精确，都会引起误差累积；由于井下存在风流大、水气大、光线暗等因素，导致观测者视线模糊或观测目标对准不准确，容易测得错误数据；由于井下掘进、放炮等施工的影响造成地面震动，导致仪器因震动而微小偏离测点位置，使得测量数据误差增大。多人观测时，由于观测者本身的误差造成测量点误差的不同。放线方位角和夹角推算错误。现场标定时需要现场推算出测站点至前方要进行施工的方位，计算和现场标定放样角度等，一旦方位角出错，现场标定的中线就会发生方向错误，造成巷道施工方向错误。2.9 井下测量过程中遇到的一些困难 井下测量点的制作是用电钻在巷道顶板打孔后嵌入木桩，在木桩上钉钉子，并悬挂线绳。钉子钉入木桩后需与桩头留有一定空隙，方便钢卷尺刻度零点端部凸出的铁片能卡住测量点上的钉帽边缘，以便量取该点到反射片的距离高度。如果控制点上的钉子因顶板成型质量等原因完全钉入木桩里，钉帽边缘没有裸露出来，导致无法用凸出的铁片来卡住钉帽边缘，这时就需要一人将刻度零点顶在钉帽上，另一人进行读数，共需要两人来进行量取；同时还存在铁片宽度不够，不能一次性快速的卡住控制点上的钉帽边缘，即使互相卡住也不能保证在准备读数时始终保持固定状态，容易滑落，有时需要反复多次，导致测量人员身心疲惫、心情烦躁，直接导致测量时间大大延长等问题。在需要进行观测的测量点上悬挂线绳，在线绳的下端悬挂铅锤，在线绳的合适部位粘贴反射片，因中国科技期刊数据库 工业 A-151-须先悬挂锤球后等待锤球不再大幅度的转动及垂线绳不再来回摆动后，再在垂线绳上粘贴反射片，使得有反光材料的一面大致朝向测量仪器架设的方向，因在粘贴反射片时又碰触了垂线绳及锤球，这样又需要一定的时间等待线绳稳定才能进行测量，大大增加了测量所用时间；又因为反射片厚度较薄且只有单面有反光功能，虽然反射片是在锤球及线绳稳定后粘贴上的，但是受井下风流、滴水、作业震动等作业环境的影响，锤球及线绳会有所摆动，导致反射片来回旋转，不能朝向仪器架设方向静止，这时就需要人为的拨动反射片使其朝向仪器架设方向，由于人为的干预，导致测量结果误差增大。现有的反射片其具体结构是由一面为反光材料，另一面为粘性贴纸组成，因其采用不发光的反射片结构，在阴暗狭窄的巷道里，由于照明不足无法用仪器的望远镜瞄准反射片中心位置，需要一人用照明灯照准反射片，这样才能在仪器望远镜里找到反射片并精确瞄准反射片中心位置，浪费人力。在进行水准测量之前需要把水准尺的圆水准气泡居中，扶稳水准尺后才能进行观测读数。现有的居中扶稳方式是人工用双手将气泡居中，然后扶稳水准尺，该方式需要人工持续将水准尺扶稳，才能保证水准气泡一直处在圆圈内。由于人的素质差异、身体协调性差异等等不能长时间的保持水准尺处于稳定状态，尤其是不能保证水准气泡始终处在圆圈中心位置，这样就造成了测量的对中误差和测量结果精度降低。在井下空区内进行三维激光扫描时，为了得到更准确的空区内部形态资料、掌握空区内部整体情况，需要将三维激光扫描仪尽可能的架设到空区内部，这就使得测量人员在架设仪器时要暴露在空区下方，因空区高度都在数十米，顶板岩石稳定性差，容易发生顶板冒落，使得测量人员作业的危险性系数非常高，极易造成人身伤亡事故。3 井下测量常见问题的预防措施及解决方法（1）测量仪器要按期校正，以保证检验、测量仪器的正确性，确保产品质量。掌握仪器的检验和校正方法，并且要明白测量误差的来源，其主要有三个方面：仪器误差（仪器本身所决定，属客观误差来源）、观测误差（由于人员的技术水平而造成，属于主观误差来源）、外界影响误差（受到如温度、气压、大气折射等外界因素的影响而这些因素又时时处于变动中而难以控制，属于可变动误差来源）。（2）测量仪器经常维护保养。仪器下井前应检查仪器箱的背带、提手、搭扣是否牢固，锁扣是否锁好，三脚架各部件螺丝有无松动损坏，否则应加工修理；井下测量时物镜、目镜、读书窗上的灰尘、水汽、油污等应用物镜纸或绒布轻轻擦净，不能用手、工作服等硬东西擦镜头；为了减少仪器的误差，在井下携带仪器行走时，注意巷道边帮、顶板及风水管路等，避免因碰撞、剧烈震动等导致对仪器的内部结构产生影响，造成仪器误差增大；仪器操作用力要轻，制动螺丝不要拧的太紧，微动螺丝的旋转速度要均匀。（3）下井测量前要准备充分。根据工作任务、测量对象、井下测量地点的环境等将所需工具、设备、材料、资料情况提前列出表格清单进行一一核对，确保无遗漏；平时勤下井巡视检查各地点测量点有无缺损情况，及时恢复被破坏的测量点。（4）井下测点的保护措施。通过现场传达、班前会等形式对井下施工作业人员进行重点强调，交待保护测量标志的具体措施；尤其是在放炮、喷浆、压顶前通知测量人员，并采取一定的保护措施避免施工对测量点的破坏。（5）经常下井巡查测量点，及时将废弃的测点及测点点号清除掉，定期将正常使用的测点点号重新喷漆使，以防用错测点；在测量工作开展前应反复确认本站测量所需的测量点及测站点位置及点号，这样可以避免用错测点，造成测量返工。（6）严格按测量规程作业,及时复测井下各类导线，检核数据的准确性。由于误差数据的累积性，巷道开拓的距离越远误差越大，所以在天井或通风井施工完毕后，应及时进行井上井下联系测量，通过测量平差，将各中段、中段与地表之间的坐标联系起来、统一起来；然后根据联系测量的坐标数据，重新观测各中段的测量控制点，将原测量点数据进行改正。（7）加强井下测量人员理论知识和实践技能的学习。测量人员要不断加强理论学习，了解仪器的工作原理及结构，掌握测量工作的基本原则，避免常识错误；提高实践技能，掌握仪器操作的基本步骤，测量工作开展的基本程序，能灵活运用各种测量方法，仪器操作更加熟练。中国科技期刊数据库 工业 A-152-（8）井下测量过程中遇到的一些困难的改善方法 对钢卷尺进行改装。将钢卷尺刻度零点端部的铁片采用凹槽结构，能快速地一次性的卡住测量点上的钉子；同时在端部的铁片上采用强磁结构，即使在钉子完全钉入木桩里时也能利用铁片上的强磁铁快速地吸住钉帽将尺子固定在测量点上。以上两种操作方法可以应对控制点上的钉子在木桩不同深度时的钢尺悬挂，方便快捷，单人操作即可。将反射片替换成具有反光功能的锤球。锤球的表面粘贴有反光纸，反光纸的表面横向标记有中央经线，纵向标记有纬线，具备了将铅垂与反光功能合二为一、减少等待稳定的时间、进行一次悬挂即可、提高测量精度、降低了误差的优点。在反射片的反光面与粘性贴纸面之间加装纽扣电池、线路及 LED 灯珠，利用 LED 灯珠发射出的光照射到反射片中心位置上，光透过反射片将反射片中心位置显现出来，从而使测量仪器的望远镜能清晰的瞄准反射片，省去了人为照射反射片的过程。在水准尺两侧分别设置一个可伸缩的扶稳支架。通过调整扶稳支架的长度和与尺体的相对夹角来自身稳固，免于人工扶持水准气泡居中。在用三维激光扫描仪扫描空区时，将扫描仪固定在特制的手推小车上推进空区内部。在小车尾部加伸缩杆，用于调整小车行进方向及距离，避免人进入空区，防止事故发生。4 结论 实践经验证明，要做好井下测量工作，需要测量人员既要技术过硬、全面，又要仔细认真、思虑周全，必须具备严谨的工作态度，做到及时发现问题及时解决问题。在实践中锻炼业务，提升水平，杜绝各类测量事故，维护企业良好发展。参考文献 1唐明轩.浅析矿山测量工作中应注意的几个 l 司题J.科技博览,2021(4).2姜维,吴全,等.矿山测量工作中常见的问题与预防J.矿山测量,2009(12).