浅谈巷道高程控制测量

冀念芬，王成志

（1.甘肃工业职业技术学院，甘肃 天水 741025；2.三和数码测绘院，甘肃 天水 741025）

1 高程测量的目的与任务

井下高程测量的目的,就是确定各种采掘巷道、硐室在竖直方向上的位置及其相互关系以此来处理相关采掘工程在竖直方向的几何关系问题。高程控制测量的任务就是要测定巷道地板的高程；标定出巷道在竖直面内的方向；测定巷道内永久导线点和各种水准点的高程，建立井下高程基本控制网[1]。

2 井下高程测量方法及相关精度

水准测量和三角高程测量是井下建立高程控制网的主要方法，在主要水平运输巷道中.一般应用水准测量方法;而在其他巷道中，可根据采矿工程的要求，以及巷道坡度的大小等具体情况来定[2]。巷道的坡度小于8°时宜采用水准测量，则大于8°时即采用全站仪三角高程测量的方法。

井下水准测量按两级划分，Ⅰ级水准测量精度要求较高主要用于建竖井下高程测量的首级控制，由井底车场水准点开始,沿着主要水平运输巷道向井田边界施测;Ⅱ级水准测量则其精度要求较低,主要是为了满足矿井日常生产的需要、检查巷道掘进和运输线路的坡度、测绘巷道底板和运输轨面的纵面图,以及确定临时水准点和其他水准点的高程,因此Ⅰ级水准路线均敷设在Ⅰ级水准点间和采区的次要巷道内[3]。此外,对于井田一翼小于500m的小矿井,Ⅱ级水准测量也可以作为首级高程控制。在进行高程测量之前,应在井底车场内,沿主要巷道顶、底板或两帮的稳定岩石中、旋体上或井下永久固定设备基础上,预先设置好水准基点。水准点按每隔300m～500m设置一组，至少由三个水准点组成，点与点之间的间距以30m～80m为宜。注意可采用井下永久导线点可作为水准基点可以不再埋设新点。井下水准路线应随巷道掘进不断向前测量[4]。井下高程控制测量所确定的各测点的高程应与矿区地面高程系统相一致。

3 井下水准测量

3.1 观测方法

井下水准测量主要使用精度不低于S1o级的水准仪和长度为1.5m或2m的矿用水准尺。路线的布设形式、施测方法均与地面水准测量相同。施测时水准仪安置于两尺点之间,前后视距离大致相等(其视线长度一般为15m～40m),观测时要用矿灯照明水准尺,读取后视读数a和前视读数b,则两点的高差和B点的高程按下式计算:h=a-b；HB=HA+h。由于巷道中的水淮点有的设在顶板上,有的设在底板上,立尺点不论是位于底板还是顶板,只要在立于顶板点的水准尺读数之前加上负号,仍然可以用h=a-b计算两测点的高差，需要指出的是立于顶板点的水准点应倒立，即尺面的零端在上。

3.2 观测注意事项

用检定过的水准尺进行高级、Ⅰ级水准测量；高级、Ⅰ级水准点应每隔300m～800m设为一组，两水准点之间的距离距以30m～80m为宜，且每组至少由两个永久固定的水准点组成；每组水准点需要往返观测各一次，应保证前后视距大致相等，视线长度不超过75m。

3.3 内业计算

由于测量误差的存在，水准路线的观测高差和其理论值不相符，其差值则为高差闭合差。不同水准路线高差闭合差的计算公式不同。闭合水准路线高闭合差公式为fh=∑h测，附合水准路线高差闭合差为fh=∑h测-∑h理；∑h理=(H终-H始)。衡量观测值质量的精度指标是高差闭合差，高差闭合差能否合乎要求必须要有限度，如果超限则需返工重测。

高差闭合差的限差要求，见下表1。

表1 水准路线的观测高差的限差要求

4 井下三角高程测量

（1）观测方法。当地下坑道的倾角大于8°时,可以选用全站仪三角高程测量,来测定导线点和水准点的高程。三角高程测量的等级和导线的等级相适应，分为基本控制和采区控制。因为三角高程测量是和导线测量同时进行的,所以只需按同精度加测倾角δ,并量取仪器高i和觇标高v,求出两点间点的高差hAB，即hAB=Lsinδ+i-v由于点位有的在底板,有的在顶板，所以在应用该公式计算高差时,应在i和v的数值前冠以相应的符号。当点位在底板时,i与v取正号;点位在顶板时,i与v取负号。三角高程测量的倾角观测测回数为一,通过斜井导入高程时观测测回数为二,测回间的互差J2经纬仪不应大于20，J6经纬仪不应大于40"。量取i及v应使用小钢尺,于测前、测后量取两次,若其差值不超过4mm时可取其平均值。

对于基本控制导线的三角高程，应采取往返观测进行,相邻两点往返测高差的互差以及三角高程闭合差不得超过下表2的规定。

表2 三角高程闭合差规定表

（2）观测要求。①仪器高和棱镜高在量取的时候尽量准确。②在观测的时候应该注意仪器的指标差.测回差,及对向观测的高差。③选导线点时应注意两点间必须通视,边长根据测量场地确定，边长较短时应严格注意对中和瞄准的精度。④如果没有起使方位角,可根据实地方向去假定，同理也可以假定起始点坐标。⑤计算限差：导线角度闭合差的限差为±,n为测角数,同一边往,返测相对误差应小于1/2000。导线全长相对闭合差的限差为1/2000。超限应重测。

5 结语

巷道高程测量的目的是建立井下高程控制系统，进而确定井下导线点、高程点的标高以及巷道、硐室的标高，达到指导矿井采掘施工和满足矿图填绘高程注记等目的。