利用井下孤點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量的方法

王銀鋒,李赟瑜

陜西陜煤韓城礦業(yè)有限公司,陜西西安 710014

0 引言

所謂孤點(diǎn)，顧名思義就是點(diǎn)是孤立的，它們之間沒有任何聯(lián)系。在煤礦由于開采等原因使得敷設(shè)在巷道內(nèi)的一些導(dǎo)線點(diǎn)遭到破壞，其殘存的導(dǎo)線點(diǎn)可能成為孤點(diǎn)，它們互不通視，無法直接使用?，F(xiàn)要在某個(gè)孤點(diǎn)附近施工需要進(jìn)行測(cè)量放線工作，如果從距離該孤點(diǎn)較遠(yuǎn)的永久導(dǎo)線點(diǎn)重新測(cè)量，不僅占用巷道時(shí)間較長(zhǎng)影響礦井生產(chǎn)，而且由于測(cè)站過多給本來測(cè)量人員就少的地測(cè)部門帶來很多困難，加之距離長(zhǎng)測(cè)量精度亦無法保證。那么怎樣才能做到既不影響生產(chǎn)又使測(cè)量工作量最小，就成為我們測(cè)量人員急需解決的問題。筆者認(rèn)為，完全可以利用該孤點(diǎn)和其它孤點(diǎn)來進(jìn)行測(cè)量。

1 施測(cè)方法

首先在孤點(diǎn)之間布設(shè)支導(dǎo)線，進(jìn)行常規(guī)導(dǎo)線測(cè)量，再根據(jù)測(cè)量結(jié)果，進(jìn)行施工所需的測(cè)量或引測(cè)放線工作。

下面以兩個(gè)孤點(diǎn)為例，來說明其施測(cè)方法。如下圖所示，在某礦井下有孤點(diǎn)M（XM,YM）.N（XN,YN）,在MN之間敷設(shè)支導(dǎo)線，A、B、C為新設(shè)支導(dǎo)線點(diǎn)。

施測(cè)時(shí)，嚴(yán)格按照《煤礦測(cè)量規(guī)程》關(guān)于井下控制測(cè)量的技術(shù)要求及經(jīng)緯儀導(dǎo)線測(cè)量的外業(yè)觀測(cè)程序進(jìn)行。測(cè)得∠A、∠B、∠C及邊SMA、SAB、SBC、SCN（為了敘述方便，假設(shè)這些邊長(zhǎng)已經(jīng)換算為水平長(zhǎng)），并保證觀測(cè)結(jié)果在允許限差范圍內(nèi)。

2 導(dǎo)線計(jì)算

2.1 三角形計(jì)算

連接MB、MC、MN,分別構(gòu)成△MAB、△MBC、△MCN。

在△MAB中，SMA、SAB、∠A已知，由余弦定理可以求得：

根據(jù)式（1）求出SMB，結(jié)合SMA、SAB、∠MAB,由正弦定理可得出：

從而求得：

在△MBC中，根據(jù)導(dǎo)線實(shí)測(cè)資料及式（3）的計(jì)算結(jié)果可以求得：

結(jié)合式（1），同樣的辦法可以求得SMC以及∠MCB、∠BMC。

按照上面的辦法，同樣可以在△MCN中，求出SMN、∠CMN和∠MNC，這里就不在贅述了。

2.2 導(dǎo)線計(jì)算

2.2.1 方位角計(jì)算

首先我們根據(jù)兩個(gè)孤點(diǎn)的已知坐標(biāo)進(jìn)行反算，可求出MN的邊長(zhǎng)和方位角，即

然后根據(jù)3.1中所求得的這些角度，可以很容易地推導(dǎo)出第一條導(dǎo)線邊的方位角。再由第一條邊的方位角和所測(cè)導(dǎo)線的夾角可以推算出其它各邊的方位角。下面我們以M點(diǎn)位起始點(diǎn)，推導(dǎo)如下：

2.2.2 坐標(biāo)計(jì)算

由于各導(dǎo)線邊的方位角已經(jīng)求出，邊長(zhǎng)已經(jīng)測(cè)出，所以各個(gè)導(dǎo)線的坐標(biāo)就可以計(jì)算出來。

3 檢核

3.1 角度檢核

由于工作環(huán)境、儀器本身、測(cè)量人員等因素影響，測(cè)量工作不可避免的存在誤差，以及計(jì)算過程中的湊整，可能使得△MAB、△MBC、△MCN的內(nèi)角和不等于180°，多邊形MABCN的內(nèi)角不等于（n-2）180°，其差值符合要求時(shí)，說明導(dǎo)線測(cè)量和三角形計(jì)算結(jié)果是正確的，可按規(guī)定予以分配。若差值超過規(guī)定，應(yīng)檢查導(dǎo)線測(cè)量的外業(yè)資料及計(jì)算資料，必要時(shí)應(yīng)重測(cè)。

3.2 邊長(zhǎng)檢核

根據(jù)MN的邊長(zhǎng)進(jìn)行檢核，具體方法是：比較由M、N點(diǎn)坐標(biāo)反算的MN邊的長(zhǎng)度和由解算△所得到的MN邊的長(zhǎng)度。如果其長(zhǎng)度的差值符合要求，說明測(cè)量過程和計(jì)算結(jié)果均正確，否則說明測(cè)量過程和計(jì)算結(jié)果有問題，必須對(duì)其重測(cè)重算。

3.3 坐標(biāo)檢核

我們從M點(diǎn)的坐標(biāo)推算出N點(diǎn)的坐標(biāo)應(yīng)該與已知值相等，但由于測(cè)量誤差和計(jì)算湊整，可能使N點(diǎn)的坐標(biāo)推算值與已知值不符，即存在閉合差。當(dāng)相對(duì)閉合差滿足《煤礦測(cè)量規(guī)程》的精度要求時(shí)，可以認(rèn)為導(dǎo)線測(cè)量的外業(yè)和內(nèi)業(yè)計(jì)算結(jié)果是正確的。其閉合差應(yīng)與坐標(biāo)增量成正比進(jìn)行分配。如果相對(duì)閉合差超限，首先要檢查外業(yè)資料和內(nèi)業(yè)計(jì)算資料，確認(rèn)沒有問題時(shí)，必須重測(cè)。

另外，將所計(jì)算的ABC等點(diǎn)的坐標(biāo)及時(shí)上平面圖，也可以起到檢核的作用。如果這些點(diǎn)不在圖上巷道內(nèi)而跑到了巷道的外面，一般情況下孤點(diǎn)用錯(cuò)所致。同時(shí)可以根據(jù)這些點(diǎn)在巷道的位置以及到巷道特征點(diǎn)的距離等進(jìn)行檢核。

4 注意事項(xiàng)

1）作業(yè)過程中，要嚴(yán)格按照《煤礦測(cè)量規(guī)程》關(guān)于井下控制測(cè)量的技術(shù)要求進(jìn)行；2）為了確保殘存孤點(diǎn)的牢固性，作業(yè)前必須對(duì)其進(jìn)行認(rèn)真檢查；3）為了保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，作業(yè)前必須弄清楚殘存孤點(diǎn)的點(diǎn)號(hào)，防止用錯(cuò)測(cè)點(diǎn)。

5 結(jié)論

針對(duì)采掘工程需要利用井下殘存不通視孤點(diǎn)進(jìn)行加密或點(diǎn)位引測(cè)問題，本文提出了上述測(cè)量方法。該方法簡(jiǎn)單易行，既節(jié)約了人力、財(cái)力、時(shí)間，減少重復(fù)勞動(dòng)，又保證了礦井正常生產(chǎn)，特別適合中小煤礦。同樣該方法也適用于地面精度要求不高的圖根點(diǎn)加密和已知點(diǎn)不通視時(shí)的施工放樣工作。

[1]煤礦測(cè)量手冊(cè)[M].北京煤炭工業(yè)出版社，1989.

[2]李青岳，陳永奇.工程測(cè)繪學(xué)[M].北京測(cè)繪出版社，1995.