王德森

山東土地卓正礦業(yè)科技有限公司 山東 淄博 255161

引言

為了開發(fā)礦山資源，首要工作就是測量礦山，其測量的準確度與礦山企業(yè)利益息息相關。想要提高整個工程效益，就必須應用先進礦山測量技術，在提高礦山測量技術的準確性，這樣才會隨之提高礦山資源開發(fā)效率和利用效率?？紤]到礦山工程具有獨特性，因此開展測量工作時必須因地制宜，從實際特點出發(fā)，同時要積極改造測量技術，有利于獲取良好測量效果。

1 相對坐標法內涵與特征

在沒有真坐標系統(tǒng)或者很難導入真坐標系統(tǒng)情況下，通常會應用的一種測量方法就是相對坐標法。相對簡化的測量工序是其最主要特征。可以使測量時間大大縮短，促進測量精準度的提高。在礦山開采深度不斷增加的情況下，會增加礦山壓力，導致井巷變形程度逐漸加重，同時下測點坐標和標高需在短期內測量。通常情況下，3個月是回采巷道的最常期限，準備巷道為5個月，開拓巷道為半年。開展復測工作時，超出期限的情況比較普遍。一些工程具有緊急性質或者臨時性質，如果應用真坐標測量法，就會使測量工作量大大增加，進而會對工程進度造成影響。借助相對坐標法可以使這個問題得以解決，同時取得的效果比較好[1]。

2 相對坐標法的工作原理與應用范圍

2.1 相對坐標法的工作原理

相對坐標，也被稱為獨立直角坐標、直角坐標等，將真坐標確定為礦區(qū)三度帶坐標，從而對礦山開展測量工作。對于大地水準面而言，則是利用觀測區(qū)域內一個典型切平面替代，將坐標原點從測區(qū)合適的區(qū)域選擇出來，一般情況下選擇的位置在西南角，將子午線確定為X軸。正向為北；相對維度線則是Y軸，正向為東，從而將具有獨立特點的直角坐標系統(tǒng)構建出來[2]。

2.2 相對坐標法的應用范圍

第一，在掘進巷道或者開采采面時，考慮到條件的變化，必須再次配巷、改向，這時無法應用原來導線系統(tǒng)，同時也不能應用導線點，但是可以借助相對坐標應急。

第二，開展貫通測量工作時，因為在貫通點與開口位置已經破壞原來導向系統(tǒng)，在此期間，同樣可以借助相對坐標法開展測量工作。也就是將原來導向系統(tǒng)刨開，突破其限制，將具有獨立特點的坐標系統(tǒng)為此項工程構建出來，從而進一步提高其貫通精度，使貫通出現(xiàn)的偏差盡量減少和避免。完成此項工程后，還需要以工程實際用途為根據，進一步判斷是否連接相對坐標和真坐標系統(tǒng)[3]。

第三，對于特殊環(huán)境下的地段而言，因為受到特殊性影響，在開展測量工作時不允許占用大量時間。如果在原有導向點下的位置設置儀器架，會很大程度上受到皮帶輸送機和刮板影響，導致有很大震動產生，這就必須使輸送機停止運行，但是這會嚴重影響掘進工作，大大降低出煤量。但是借助相對坐標法，可以大幅度縮短測量時間，從而使多進尺，多出煤的目的得以實現(xiàn)[4]。

3 相對坐標法在礦山工程測量中的應用

相對坐標測量法應用于礦山測量中將測量后視確定為C點，將測量儀器建站點設置為D點，以假設的D點坐標、高程、CD方位角為測量起算點，全面小范圍測量礦山貫通的巷道及其相關的周圍巷道。對于水倉貫通巷道及周圍相關巷道 同樣開展實測工作。處理內頁，將成果計算出來，按照一定比例將圖紙繪制出來。 這樣就可以全面而細致掌握水倉周圍巷道實際情況。

應用相對坐標時，其具體步驟如下：第一，針對井下，開展測量工作時，將具有良好通視效果的點（C點、D點）設置于貫通巷道周圍巷道的頂板上，將C點、D點作為臨時導線點，C、D點之間的間距適合保持在20～40m范圍。 第二，將其中一點設定為相對坐標（X0、Y0），高程用H0代表，設置兩點方位角，使其為固定值。將測量后視確定為其中某個點，測量儀器測站點則為其余點。開展巷道測量工作時，需要測量這些預設坐標、高程、方位角。第三，相關測量工作結束后，計算成果，將圖繪制出來，這樣可以借助圖紙展現(xiàn)出巷道關系。實際測量整個礦井之后，計算礦井實測資料時，還要對這些實測資料進行換算，具體內容包括臨時導線點C、D,已測量的附近巷道、虛擬的標高、坐標、方位角。同時需要對拒不測量的資料進行重新計算，將資料有效銜接在一起，促進一個完善整體的產生。這樣就可以有效解決生產過程中迫切需要解決的問題，同時保障礦井資料的一致性，進而使礦井的安全生產得以保證，使巷道安全貫通目標得以實現(xiàn)[5]。

針對礦山，開展相對坐標測量工作時，需要從實際情況出發(fā)，靈活運用，使測量效果得以保證。需要注意的是，如果巷道間距比較大，同時不清楚周圍地質概況，貫通巷道時，避免無計劃、無目的的開展小范圍相對坐標測量工作。只有全面了解和掌握礦井整體地質狀況后，才可以實施相關測量操作，貫通之后，需要有效對接整個礦井資料，嚴格禁止單獨運用。從實際工作可知，相對坐標法測量僅僅適用于小范圍明晰地質情況的巷道貫通過程中。不適合應用于具有復雜地質情況，或者大于100m的巷道區(qū)域[6]。

4 應用案例

4.1 基本情況

此采面作為下山開采，具有較大礦山壓力，CD段回風巷具有破碎的頂板，超過頂端（平均冒高為5m，最大高值達到7m）針對巷道開展返修工作后，巷底以下落入很多煤層，如果強制推進采面，一方面使管理頂板難度不斷增加，無法保障安全性；另一方面還會有大量矸石混進來，對原煤質量產生不利影響。通過研究分析后，最終決定將一段新配巷做出來，進而使此問題得以解決[7]。

采面回風巷為CD；將臨時采至線確定為DE段，則可以確定即將施工的回風配巷是CFE段，其中的FC段與回風巷CD段保持垂直關系；FE段與CD段保持平行狀態(tài)。將CD段設計為50m長度，設置10m的凈煤柱，使其位于回風巷和配巷之間。考慮到具有較大壓力的采面，頂部破碎底部較軟，同時有60m3/h的涌水從本煤層上部采空區(qū)域流入，導致采面不能長時間停止。因此，針對C點和E點，同時進行開口施工操作。不僅時間十分緊迫，還有瓦斯抽放管等設施遮擋住原來回風巷內部分測量點；一些在開展返修巷道工作時被破壞掉；一些存在的點變形十分嚴重。開口位置距離能用的永久導線位置大約800m，重新布置基本不可能，因此必須應用相對坐標解決問題。

4.2 操作步驟

首先，在原回風巷處于巷中位置選擇兩點，分別為C點和D點，將施測點確定為C點，將后視點確定為D點，以設計的90度夾角視線方向為根據，將CF段掘進中線方向給出；其次，將后視點確定為C點，設置D點，使其成為站點，以設計的煤柱密度為根據，將E點從臨時停采線上找出來，將其確定為前視點，測量出CDE夾角是263度；第三，將后視點確定為D點，設站點則為E點，可以得出夾角是277度，將EF段巷道掘進方向給出來；最后，對CF段掘進長度嚴格控制，掘進工作到位后，需要將數據準確收集出來，將假設的坐標系統(tǒng)代入，將假設坐標確定為F點、E點，將貫通方位求取出來，這就是最后的貫通中線。

5 研究礦山工程測量中相對坐標法應用相關問題

第一，嚴格檢查設計圖紙上的已知數據，提高量取或推送相關參數的精準度。

第二，保證巷道參照中線處于居中位置，長度需要滿足標準要求。

第三，以參照巷道用途和目的為根據選取放線長度，并且對于新掘巷道和周圍巷道空間立體幾何關系及其對周圍井巷工程可能產生的影響給予高度重視。通常情況下，針對重要巷道、有關聯(lián)過巷及受到鄰近巷道影響的巷道，都需要提高放線精準度，取值的角度需要保持在1以下，100毫米是對長度取值的最大誤差要求。對于次要巷道，在精度方面可以適當降低要求[8]。

第四，針對次要巷道，如果不具備條件，無法設置測量儀器，可以借助地質羅盤儀，但是對于使用場所磁性物質的影響需要給予關注，嚴禁應用于重要巷道中。

第五，應用相對坐標時，如果涉及重要巷道貫通，必須首先測量貫通點，以相關測量規(guī)定為根據，選擇適合的測量方法，同時精度必須滿足經緯儀測量方法要求：首先，在假設的同一坐標系統(tǒng)中設定貫通點與掘進迎頭點，將同一坐標系統(tǒng)中的坐標值分別計算出來，將必要的坐標參數求取之后，借助經緯儀在掘進頭中將貫通的中腰線給出。若具有較長貫距，或者此項工程在很大程度上影響鄰近采掘工程時，為了使同一資料得出來，完成此項工作后，還需要聯(lián)合測量假設坐標系統(tǒng)與礦區(qū)真坐標系統(tǒng)。

第六，在相對坐標系統(tǒng)中，對于測量精度評定與正常經儀導線精度評定可以應用相同方法。

6 礦山測量技術的創(chuàng)新與應用

在科技不斷進步與發(fā)展的背景條件下，極大影響了現(xiàn)階段測繪技術，并且對測量人員提出更高要求，即具備的綜合素質能力需要足夠強，只有這樣，才能對現(xiàn)代礦山測繪需求進行很好滿足。因此，在具體實踐中，必須加大信息技術學習力度，將最新最先進的技術動態(tài)掌握好。礦山測量這一學科具有較強綜合性特點，有很多行業(yè)領域被涉及，在不斷發(fā)展的社會和礦山事業(yè)支持下，大大改變測量工作狀態(tài)。由此看來，開展礦山測量工作時，除了需要進一步鞏固傳統(tǒng)應用領域，還要加大創(chuàng)新礦山測量工作力度，只有這樣，才能對礦山建設發(fā)展需求進行滿足。例如應用GPSRTK測量技術，能夠對地下資源開采情況的監(jiān)督進行強化，同時有利于監(jiān)測礦區(qū)環(huán)境，研究土地復墾；對新儀器設備和測量方法加強研究，加大應用攝影測量技術力度，尤其是將大比例尺圖繪制出來，可以大大縮短成圖周期，使礦圖更新速度不斷加快，促進自動化繪制礦圖水平和能力的提高；積極研究數字化防爆陀螺經緯儀、自動跟蹤技術、井下礦用輕便經緯儀等。

7 結束語

總而言之，對于礦山企業(yè)而言，其研究重點一直是獲取最大化經濟利益的策略。通常礦山企業(yè)首選的礦山需要具備良好條件，且投入的成本比較少。在此基礎上，更加凸顯礦山測量的重要性。然而，實際生產中，受到多種因素影響，導致流失大量礦山測量人才。因此，礦山企業(yè)還需要加強人才培養(yǎng)，促進技術水平的提高，進而獲取最好的技術效益。