摘要：采矿工程涉及较多专业技术，其中工程测量技术在保证采矿各项工作顺利进行发挥重要作用，因此，做好工程测量技术在采矿工程中的应用研究，受到业内人士的广泛关注。本文分析工程测量技术在采矿工程中的应用特点，介绍采矿工程中工程测量人员必备技能，探讨井下控制测量、矿井联系测量、井下碎步测量技术的相关应用，以供参考。
关键词：工程测量技术 采矿工程 应用 分析
工程测量技术是各种工程施工中，使用的测量原理、测量知识、测量设备等的统称。当前工程测量技术应用广泛，建筑工程、桥梁道路工程、采矿工程等都能看到工程测量技术的应用，尤其在采矿工程中的应用，为采矿作业的安全、稳定进行提供坚实的保障。工程测量技术在采矿工程中的应用，已经成为当前较为人们研究的热门领域。
一、工程测量技术在采矿工程中的应用特点
采矿工业是我国的重要工业之一，在促进国民经济发展上发挥重要作用。众所周知，采矿工程投入成本高、生产时间长，且具有一定的危险性，因此，对工程测量技术的要求较高，主要体现在以下几点：
（1）测量精度高
采矿工程涉及较多内容，既要考虑矿产的准确探测、矿产开采方案的确定，还需评估采矿作业给环境造成的影响，尤其确定矿产开采方案时，需要准确了解矿藏种类、分布、产量等重要信息，以及其他影响矿产开发的因素，包括附近山体走向、河流分布、流向等。为保证采矿作业的安全进行，需应用工程测量技术进行准确测量，保证测量精度，为采矿作业提供真实、准确、全面的资料。
（2）测量要求高
采矿工程对工程测量技术的要求较高，主要体现在测量人员、测量内容上。一方面，测量人员需掌握扎实的测量知识，明确各种测量内容的规范要求。同时，工程测量涉及较多专业设备，主要有全站仪、电子经纬仪、手持测距仪等，要求测量人员熟练掌握不同测量设备性能，明确测量设备操作注意事项等。另一方面，测量内容涉及范围广，需多专业人员共同参与，尤其需对测量参数信息进行专业性分析，实现对矿藏的准确评估。
（3）测量时效强
采矿工程中工程测量技术的时效性体现在：其一，采矿作业进行前，做好各项测量工作，以保证采矿作业的进行。其二，随着采矿作业的进行，原有地质情况发生改变，甚至遇到一些突发状况，因此，需要将工程测量技术应用到采矿作业各个环节中，为矿上开采提供实时的测量数据，保证采矿作业决策的正确性，避免采矿作业的盲目性，促进采矿目标更好的实现。
（4）综合性较高
采矿工程中工程测量技术综合性较强，一方面，采矿工程中的工程测量涉及岩体力学、工程力学、采矿学等诸多内容，既要保证测量结果准确性，又要注重考虑采矿安全性。另一方面，采矿工程的工程测量需与其他部门积极配合，并做好测量成果的解释，保证其他部门充分理解测量成果，更好的开展采矿作业。
二、采矿工程工程测量人员必备技能
为满足采矿工程测量工作要求，胜任测量工作，应加强测量人员专业知识及综合素质考核，尤其应保证测量技术人员具备以下能力：
首先，应熟悉和全面掌握掘测量方面的知识，包括矿图绘制、GPS卫星定位技术、地形图测绘等。其次，掌握地质基本理论和矿井几何、矿井地质等知识，不仅能够研究矿体形状，计算矿藏储量，而且还应能够确定合理回采率。最后，熟悉采矿的全过程，编制合理的采矿计划。同时，测量技术人员还应具备良好的协作、沟通能力，能够准确描述测量结果，并与其他技术人员分享测量成果，共同完成采矿工程的测量任务。另外，开展测量工作时，测量人员应具有大局意识，明确与遵守相关的测量原则，即，从整体到局部，先控制后碎部，避免误差积累，提高测量精度，尤其应具有良好的责任心，严格按照测量计划以及测量规范落实测量工作，认真测量与核对测量参数。
三、工程测量技术在采矿工程中的具体应用
采矿工程中应用的工程测量技术较多，包括井下控制测量技术、矿井联系测量技术、井下碎步测量技术等，这些技术共同支撑着采矿工程各项工作的开展，因此，做好这些技术应用研究，对提高测量效率及测量水平具有重要的现实意义。
1.井下控制测量技术的应用
井下控制测量包括井下平面、井下高程等内容的测量。测量时要求技术人员明确测量要点，认真控制相关测量细节，保证测量质量与精度。
（1）井下平面测量
井下平面测量包括水平角的测量、边长的测量、导线的延长及检查。其中测量水平角常用测回法。假设测量∠ACB时，应在C点安装经纬仪，整平对中后，并在前视点B、后视点A，悬挂垂球线作为觇标，使用矿灯为垂球线照明。瞄准作业时，先将望远镜筒外的准星和灯光大致找准，而后进行调焦对光。注意使用矿灯为十字丝、读数窗照明，保证瞄准的精确性与读数的准确性。
矿井下多使用悬空丈量法测量边长，具体实现步骤为：使用小钉或大头针在前、后视所挂垂球线上做出标记，作为量边时的起点。钢尺一端和经纬仪横轴中心或镜上中心对准，另一端和大头针处在钢尺上的读数对准，读数时应估读到毫米。需要注意的时，每个尺段应在不同起点进行三次读数，三次读数互差不能超过3mm。丈量导线边长时应往、返进行。加入各种改正数后，水平边长的互差不能超过变成的1/6000。
井下测量时，受作业条件限制，导线并非一次布设完成，而是随着掘进面不断延长。延长时应检查上次测设的最后一个导线角度。
（2）井下高程测量
井下高程测量由三角高程测量、水准测量之分，其中使用三角高程测量方法时，需使用经纬仪测量两点间的竖向角
。同时，使用钢尺量取仪器高i和觇标高v，使用以下公式便可求得两点间的高度差：
h=Lsin
+i-v
采用水准测量时，无论高程点设在底板还是顶板上，高度差hi的计算公式均为hi=ai-bi，即，后视读数-前视读数。当高程点处在顶板上时，应在读数前加“-”而后进行计算。
2.矿井联系测量技术的应用
为确定地面河、湖泊、铁路、建筑物与井下巷道间的关系，以及各巷道间的关系，通常需要进行矿井联系测量。矿井联系测量中做好矿井的定向是关键。
（1）定向误差的控制
矿井定向分为基于几何原理的几何定向、基于物理特性的物理定向。其中基于几何原理的几何定向应严格控制投点误差。以一井使用三角法定向为例，定向时可采取以下方法控制定向误差：两垂球线间的距离应尽量大，保证垂球线位置选择的合理性；控制气流给垂球线造成的干扰，如停止风机运行；使用的钢丝强度应高、直径小，并将垂球重量适当增加；避免滴水给垂球和垂球线造成影响。
如使用陀螺经纬仪进行定向时，为保证定向准确性，一方面，明确陀螺仪工作原理，并将陀螺仪对地球自转的相对运动考虑在内。另一方面，掌握陀螺仪的使用说明，明确定向误差、定向测量时间等参数。
（2）高程的导入
导入高程的方法包括钢丝法导入标高、光电测距仪导入标高。其中光电测距仪导入标高，不仅占有井筒时间少，而且精度高，接下来对光电测距仪导入标高方法做深入探讨。
图1 光电测距仪导入标高工作原理
将光电测距仪安装在井口附近的地面上，并在井底中部以及井口安装发射境（如图1所示）。其中井上的反射镜和地面呈45°，井下的则处于水平状态。使用光电测距仪测量出仪器中心到井上、下反光镜的距离，记为l、S，计算出两个发射境中高差，H=S-l+
l，其中
l为光电测距仪的总改正数。
而后在井上、下均安装水准仪，测量出地面水准基点和发生镜中心的高度差hAE，以及井下水准基点和井下发射镜中心高度差hFB，采用以下公式便可求得井下水准基点B的高程HB：
HB=HA+hAE-H+hFB
Hae=a-e hFB=f-b
其中a、b、e、f分别表示井上、井下水准基点以及井上、井下反光镜处的水准尺读数。需要注意的是，使用该种方法导入标高时，仍需进行两次测量，并且测量互差不能大于H/8000。
3.井下碎部测量技术的应用
井下碎步测量时，可考虑使用支距法测量巷道碎部，使用极坐标法测量硐室。
（1）巷道碎部的测量
测量巷道碎部时，通常和导线测量同步实施。完成量边作业后，拉着钢尺暂时保持不动。如图2所示，将14-A点的边长测量出来，并将零端和14点对准。
图2
顺着钢尺方向于巷道两帮的特征点位置，将特征点和钢尺间的距离用皮尺测量处理，将垂点处的钢尺刻划数读出，绘制出草图。对导线点、测站点而言，还应将仪器中心和左右两帮、底板、顶板的距离测量出来。
（2）硐室的测量
在硐室的顶板位置凿出一个小孔，将木桩打进去，将一铁钉钉在桩面上，记作导线点B，而后将垂球线挂上。在导线点13上安装经纬仪，后视将
角测量出来，并将l13-B的平距量出。同时，将经纬仪安装在B点，将零方向和13点对准，转动照准部逐一对硐室各轮廓点进行瞄准，将水平角
读出，并使用皮尺或钢尺将水平距离li量出，绘制如图3所示的草图。
图3
四、结论
工程测量是采矿工程实施中的重要环节，因此，职能部门应提高认识，加强采矿工程中相关测量技术的研究，为其更好的应用奠定基础。本文通过研究得出的结论有：
（1）职能部门应总结以往经验，明确采矿工程中测量技术特点，注重应用先进的测量设备，尤其应加强测量人员技能考核，提高测量人员技能水平，为测量工作的顺利开展做好铺垫。
（2）采矿工程中涉及的测量内容较多，要求职能部门做好测量工作部署，制定明确的测量计划，要求测量人员熟练掌握测量内容，把握测量工作的重点与细节，尤其应用井下控制测量技术、矿井联系测量技术、井下碎步测量技术时应严格按照规范及计划进行，认真落实每一个测量细节。
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论文作者:何艳明
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/25
标签：测量论文; 采矿工程论文; 井下论文; 技术论文; 工程论文; 作业论文; 测距仪论文; 《基层建设》2018年第34期论文;