陀螺定向測量方法在礦井貫通中的應(yīng)用

張 杰，王智君

（山東黃金礦業(yè)（玲瓏）有限公司，山東 煙臺 265400）

近些年來礦山測量工作涉及的環(huán)節(jié)以及方面越來越多，在實行工作之前，必須要保證工作的安全性和平穩(wěn)性。當(dāng)前的礦產(chǎn)測量工作能夠進(jìn)一步保證礦產(chǎn)安全以及穩(wěn)定，幫助礦產(chǎn)企業(yè)更好的開展工作，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展以及現(xiàn)代化生產(chǎn)的戰(zhàn)略目標(biāo)。

近些年來測量技術(shù)和手段也越來越先進(jìn)，不少企業(yè)都根據(jù)自身發(fā)展提高了測量技術(shù)以及繪圖工具，礦山測量工作發(fā)展越來越好。

1 測量工作在礦山建設(shè)中的重要作用

礦山測量工作需要豐富的理論知識和實踐經(jīng)驗，是一門在礦產(chǎn)生產(chǎn)工作中通過實踐逐漸發(fā)展起來的應(yīng)用科學(xué)，包括地形測量、工程測量、大地測量等眾多領(lǐng)域，專門為礦山的建設(shè)和礦產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。作為礦產(chǎn)建設(shè)和安全生產(chǎn)過程中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，礦山測量工作在礦產(chǎn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展中有重要的作用，可以為礦產(chǎn)生產(chǎn)工作提供礦山勘探、基建生產(chǎn)等各環(huán)節(jié)需要的基礎(chǔ)性技術(shù)資料以及有關(guān)的測量計算和繪圖，也是可以反映礦山采掘平衡關(guān)系的主要依據(jù)，反映了礦山建設(shè)生產(chǎn)面貌和位置關(guān)系，在安全生產(chǎn)方面起一定的指導(dǎo)作用。

2 礦山測量工作的全面管理

2.1 素質(zhì)管理

近些年來我國礦產(chǎn)發(fā)展越來越迅速，礦山測量工作也逐漸顯示著自身的重要性，當(dāng)前一些高質(zhì)量高科技高素質(zhì)的專業(yè)團隊以及技術(shù)紛紛進(jìn)入到礦產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展過程中，因此礦產(chǎn)企業(yè)把高素質(zhì)的測量隊伍建設(shè)當(dāng)做工作發(fā)展的重中之重，必須要把企業(yè)的平穩(wěn)發(fā)展建立在高質(zhì)量高素質(zhì)高科技的基礎(chǔ)之上。

當(dāng)前，各礦產(chǎn)企業(yè)紛紛開設(shè)各種技能大賽以及職業(yè)培訓(xùn)，力求不斷提高員工的技術(shù)以及理論基礎(chǔ)，不斷優(yōu)化品牌效應(yīng)以及自身的管理機制，進(jìn)而實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的道路[1]。

2.2 基礎(chǔ)工作管理

礦山測量工作本身便帶有一定的基礎(chǔ)性和前沿性，在當(dāng)前的礦產(chǎn)企業(yè)發(fā)展、礦產(chǎn)開采的發(fā)展過程中具有重要的作用，因此當(dāng)前礦產(chǎn)企業(yè)要想進(jìn)一步做好經(jīng)營以及生產(chǎn)工作，必須要提前做好礦產(chǎn)測量的工作，必須要對相關(guān)的資料圖紙進(jìn)行審核，通過層層部門的把關(guān)和監(jiān)督，避免相關(guān)錯誤的出現(xiàn)。礦產(chǎn)工作人員必須要熟知相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及職業(yè)道德規(guī)范，經(jīng)過專門的培訓(xùn)以及長期的實踐之后，以此來確定相關(guān)的測量工作，保證測量工作的科學(xué)性和平穩(wěn)性[2]。

2.3 技術(shù)管理

測量設(shè)計是做好測量工作的基礎(chǔ)和前提，在測量工作開始之前，相關(guān)的工作人員一定要嚴(yán)格選擇測量方法和測量儀器，盡量選擇測點少距離經(jīng)濟條件好的測量路線，并且繪制相關(guān)的設(shè)計導(dǎo)線圖，在測量工作進(jìn)行過程中，盡量使用當(dāng)前的現(xiàn)代化測量儀器和測量方法，按照選定的儀器、方法來確定測角兩邊的誤差值，估算出測量導(dǎo)線終點的點位誤差，取二倍作為預(yù)計誤差，將預(yù)計誤差與給定的誤差進(jìn)行比較，最終確定合適的測角量邊方法，按最后設(shè)計進(jìn)行實測。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，激光指向儀、全站儀以及衛(wèi)星定位等在礦山測量工作開始得到廣泛的應(yīng)用，極大地減輕了測量工作人員的工作量。

2.4 測量工作管理

與其他工作一樣，礦山測量工作也要求用最少的人力、物力和財力，在最短的時間里達(dá)到相關(guān)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。因此礦產(chǎn)企業(yè)的工作人員和測量人員除了要有扎實的理論基礎(chǔ)和熟練的操作方法之外，還要有一定的計劃和組織工作能力，能夠提出最優(yōu)的工作方案，在實際測量中能夠達(dá)到快速精準(zhǔn)的效果，防止測量誤差的積累。在礦山測量工作中，在布局上要注意從整體到局部，在程序上要先控制后碎部，在精度上要從高級到低級[3]。首先在測量區(qū)域選定少數(shù)點位，用精密的儀器和測量方法測定相對位置，由高級到低級，逐漸控制相應(yīng)的測量控制點。第二，在控制點的基礎(chǔ)上進(jìn)行下一步的實際裁員工作，如果是地形測量，要以控制點為依據(jù)，分別測定各點附近碎步點的相對位置，根據(jù)測量的資料、數(shù)據(jù)繪制相應(yīng)的地形圖。

3 實行井下巷道貫通測量的流程

3.1 前期準(zhǔn)備工作

想要平穩(wěn)地進(jìn)行礦產(chǎn)地區(qū)井下巷道貫通測量工作，必須要在工作開始之前進(jìn)行各方面的準(zhǔn)備和策劃，通常情況下在測量工作開始之前所需要進(jìn)行的基本工作包括以下內(nèi)容：首先要根據(jù)確定的貫通等級仔細(xì)繪出全站儀的導(dǎo)線點，工作開始之前對貫通的中心線進(jìn)行重點測量突出。其次，要準(zhǔn)確確定出巷道開切的定向點，將實際測量工作過程中所需要用到的方案逐步列舉出來。第三，要對測量過程中相對復(fù)雜的部位進(jìn)行科學(xué)細(xì)致的勘探和預(yù)測，不斷提高檢測科學(xué)度，確保貫通測量的精準(zhǔn)程度。

3.2 精準(zhǔn)計算貫通幾何要素

井下貫通測量中的幾何要素有以下幾個內(nèi)容構(gòu)成，包括巷道傾角、方位角、指向角等，在實際的計算勘探過程中主要有兩種方式，可以根據(jù)不同的實際情況，運用解析法以及圖解法進(jìn)行[4]。

在絕大多數(shù)的實際測量工作過程中，應(yīng)用最為廣泛的是解析法，運用解析法的重要原因是指在實際運算過程中一般通過反算法來進(jìn)行。根據(jù)測量工作的不同也可能運用圖解法，這種方法要求長度較低，通常應(yīng)用在距，想到貫通距離較短的地方，精準(zhǔn)要求不高。

3.3 科學(xué)計算貫通時間以及貫通點

影響貫通時間以及貫通點計算確定的因素主要有時間貫通長度、實際工作進(jìn)度等等，想要科學(xué)地計算出貫通時間以及貫通點，必須要在工作開始之前以及整個準(zhǔn)備過程中綜合考慮各方面的因素，這樣才能夠確保實際的井下管道測量工作平穩(wěn)有序進(jìn)行。在施工進(jìn)行過程中，必須要按照實際情況精準(zhǔn)確定出貫通巷道的中線及腰線。

4 陀螺經(jīng)緯儀測簡述

當(dāng)前的陀螺定向測量方法主要是通過陀螺經(jīng)緯儀進(jìn)行的，它是在社會和科技不斷發(fā)展過程中，經(jīng)緯儀與陀螺相互提升以及融合的產(chǎn)物，能夠在實際的礦山測量礦山開采以及隧道等任何的地區(qū)直接測試的儀器及技術(shù)，打破了傳統(tǒng)測量以及傳統(tǒng)儀器在時間地點以及環(huán)境上的種種限制，在礦山企業(yè)的工作過程中，能夠更加科學(xué)全面地替代傳統(tǒng)幾何方法。近些年來我國礦產(chǎn)行業(yè)不斷發(fā)展，礦產(chǎn)開采技術(shù)礦產(chǎn)測量技術(shù)以及礦井貫通技術(shù)都不斷發(fā)展，無論哪一種環(huán)節(jié)以及技術(shù)都需要跟上時代的步伐，陀螺經(jīng)緯儀在當(dāng)前的實際應(yīng)用過程中，能夠在井下導(dǎo)線任意側(cè)陣上加側(cè)陀螺定向邊，不僅能夠更加科學(xué)地進(jìn)行工作，而且不占用實際過程中的井筒，井下導(dǎo)線精確程度也不斷提高，在當(dāng)前時代背景之下，既省時又省力，同時又能夠大范圍地解放人力投資成本[5]。

陀螺經(jīng)緯儀在當(dāng)前的礦山開采以及礦井貫通工作過程中，已經(jīng)有了大范圍的應(yīng)用，我國各大礦山企業(yè)開始進(jìn)行技術(shù)提升以及方法變革，雖然當(dāng)前陀螺經(jīng)緯儀穩(wěn)定性還存在著一些問題，在實際的工作過程中仍舊有著較大的作用，在實際工作過程中進(jìn)行井巷作業(yè)，能夠在各種隱蔽的地區(qū)線路以及管道上確定工程的定向，在搭配上光電測距儀器，更加科學(xué)準(zhǔn)確地保證工作的進(jìn)行。

陀螺經(jīng)緯儀在實際使用過程中，通過自身而完成實際的礦山貫通工作，陀螺經(jīng)緯儀由電源以及陀螺兩部分組成，通過全站儀與陀螺裝置的互相配合而完成工作，在陀螺本體用絲線吊起，保持旋轉(zhuǎn)軸的穩(wěn)定水平的工作過程中，旋轉(zhuǎn)陀螺加上地球自轉(zhuǎn)的應(yīng)用原理，因此旋轉(zhuǎn)之后便在水平工作范圍之內(nèi)以北為中心進(jìn)行緩慢的移動。工作人員可以通過目鏡對實際的相近貫通工作進(jìn)行進(jìn)一步的觀測，了解陀螺經(jīng)緯儀的工作動態(tài)。實際的陀螺定向測量方法，能夠不斷程度的加強礦山測量工作的精確注意基準(zhǔn)實現(xiàn)保證礦山貫通工作的實際效果，不斷提高工作速度，同時也能夠保證工作環(huán)境的平衡。

5 如何有效提升礦山測量中井下貫通測量質(zhì)量

5.1 嚴(yán)格把控測量精度

在以往的實際測量工作過程中，由于測量工作人員重視程度不夠或缺少相關(guān)的精準(zhǔn)理念，因此數(shù)值上經(jīng)常出現(xiàn)偏差現(xiàn)象。隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，測量工作人員必須要不斷提升自身的工作態(tài)度，不斷加強精準(zhǔn)力度，重視測量工作過程中數(shù)據(jù)中產(chǎn)生的偏差，在實際工作開展之前充分考慮到施工地點的種種因素，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行進(jìn)一步的分析和研究，對實際測量過程中可能出現(xiàn)誤差的地點提前制定出行之有效的措施，對誤差進(jìn)行防范和解決[6]。對于工作過程中容易出現(xiàn)誤差、解決難度較大的地點，必須要不斷加大資金投入，積極引用先進(jìn)的機械設(shè)備，不斷提高礦山測量工作過程中井下巷道貫通測量的質(zhì)量和精度。

5.2 嚴(yán)格把控測量精度

在以往的實際測量工作過程中，由于測量工作人員重視程度不夠，或缺少相關(guān)的精準(zhǔn)理念，因此數(shù)值上經(jīng)常出現(xiàn)偏差現(xiàn)象。

隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，參加工作人員必須要不斷提升自身的工作態(tài)度，不斷加強精準(zhǔn)力度重視測量工作過程中數(shù)據(jù)中產(chǎn)生的偏差，在實際工作開展之前充分考慮到施工地點的種種因素，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行進(jìn)一步的分析和研究，只要從實際測量過程中可能出現(xiàn)誤差的地點，并且提前制定出行之有效的措施，來對誤差進(jìn)行防范和解決。對于工作過程中容易出現(xiàn)誤差、解決難度較大的地點，必須要不斷加大資金投入，積極引用先進(jìn)的機械設(shè)備，不斷提高礦山測量工作過程中井下巷道貫通測量的質(zhì)量和進(jìn)度。

5.3 確定測量方案

測量工作人員在接到實際的測量任務(wù)之后，首先要向工程的相關(guān)部門和單位了解有關(guān)的資料和部署，明白工程的現(xiàn)場要求和貫通可能相遇地點等情況，并且要檢查設(shè)計圖紙的幾何關(guān)系，設(shè)計人員要在圖紙上繪制出與工程相關(guān)的控制點，圖紙比例盡量不小于1比2000，進(jìn)而在實際情況下選擇切實可行的測量方案，當(dāng)前不斷發(fā)展的現(xiàn)代化全站儀開始在測量工作中得到普遍的使用，因此在實際的測量工作中，可更多地使用導(dǎo)線連接方案，井下測量工作要盡量選擇最近的線路，如果最近道路難度較大，可以選擇距離正常條件較好的路線，盡量羅列出幾個方案，進(jìn)行明確對比，最后選用施測。

5.4 不斷加強測量陀螺加強邊定向

在實際的測量過程中，為了不斷提高導(dǎo)線的定位精度，減少測量過程中產(chǎn)生的誤差，因此人們經(jīng)常采用陀螺定向邊來對導(dǎo)線上零件的數(shù)量進(jìn)行檢查，進(jìn)一步檢查和確定角度測量的精細(xì)度能否滿足實際工作的需要。在實際的測量過程中，一旦工程進(jìn)行到某一特定的階段，必須按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)以及工作進(jìn)程進(jìn)行再次測量，測量的精準(zhǔn)結(jié)果直接繪制到施工圖中。再次繪制而成的施工圖要與之前的圖紙進(jìn)行比較，從而進(jìn)一步根據(jù)實際情況調(diào)整坡度，以此來確保實際工作順利進(jìn)行。然而在實際測量工作進(jìn)行過程中，由于種種環(huán)境條件或其他因素的影響，因此測量數(shù)量無法進(jìn)行減少，必須要在日常工作過程中對工作人員進(jìn)行教育提升，不斷提高施工人員的綜合素質(zhì)，盡量避免由于施工人員工作作風(fēng)以及工作積極性所帶來的誤差問題。

因此，礦產(chǎn)企業(yè)在日常經(jīng)營以及管理過程中，必須要對測繪人員進(jìn)行及時的培養(yǎng)和提升，不斷加強社會人員的和品質(zhì)以及工作態(tài)度，這樣才能夠進(jìn)一步確保測繪人員的工作積極性，不斷保證測量工作的質(zhì)量和精準(zhǔn)程度，加強日常人員培訓(xùn)也能夠不斷提高工作人員的危機應(yīng)變能力和工作靈敏程度，進(jìn)而為礦山井下貫通測量工作的平穩(wěn)運行打下堅實的基礎(chǔ)。

5.5 保證立井定向質(zhì)量

立井貫通在實際的經(jīng)營效果的測量過程中具有非常重要的地位，在工作開始之前，一定要根據(jù)實際情況制定出科學(xué)合理的測量方案，運用鋼絲通過立井不斷從地面向定向水平投點，以此來確定坐標(biāo)和方向的傳遞。

5.6 運用全球定位信息系統(tǒng)

當(dāng)前不斷發(fā)展的全球定位新技術(shù)在工程測量、地形測量等各個方面都發(fā)揮著重要的作用，然而在實際的礦山貫通測量過程中必須要注意細(xì)節(jié)的把控，及時找出評差出現(xiàn)的原因，必要情況下必須進(jìn)行反復(fù)核查，以免造成貫通誤差。

5.7 控制導(dǎo)線測量精準(zhǔn)程度

井下導(dǎo)線測量是測量工作中非常重要的一部分，因此要考慮各種環(huán)境因素的影響，根據(jù)實際情況選擇正確的測量儀器，在測量工作開始之前要對測量環(huán)境進(jìn)行了解和分析，保持科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ黠L(fēng)格以及工作態(tài)度。

6 結(jié)語

總而言之，礦山測量中井下巷道貫通測量工作對于整個礦產(chǎn)工程發(fā)展以及礦產(chǎn)企業(yè)都具有十分重要的作用，必須要加強重視，嚴(yán)格按照相關(guān)程序設(shè)置科學(xué)的測量方案，以此為礦井后期的開采打下堅實的基礎(chǔ)。