煤矿井下导线测量方法优化应用

煤矿井下导线测量方法优化应用

李富林

云南后所煤矿有限公司  云南富源  655500

摘要：煤矿工业作为中国重要的能源产业之一，对于国家的经济发展和能源供应起着至关重要的作用。然而，煤矿井下工作环境的特殊性，使得煤矿工人面临着许多安全隐患和工作困难。其中导线测量作为煤矿井下工作的一项重要任务，对于保障煤矿安全、提高生产效率具有重要意义。然而传统的煤矿井下导线测量方法存在测量精度不高、工作效率低下、设备操作复杂等，需要优化和改进现有的导线测量方法，并将新的技术和方法应用于实际生产中。本文首先介绍煤矿井下导线测量的意义以及测量工作中存在的问题，并研究导线测量方法的优化措施，希望能对相关人员有所启发。

关键词：煤矿；导线测量；优化方法

引言

在煤矿井下测量工作中，导线的测量是重要的固件部分，通过导线测量能够准确得出煤矿井下相关导线的平面坐标，尤其是在当前煤矿工程中的长距离掘进施工以及贯通测量中，导线测量的应用至关重要。但就目前而言，导线测量方法容易受到人为误差、仪器的误差、测量周围环境因素的影响等最终导致结果不准确，并且存在测量精度低、效率低、耗时长等问题，因此对井下导线的测量方法进行优化有着重要意义，应不断探索煤矿井下导线测量方法的优化应用，引入更先进的技术和设备，提高测量的准确性和工作效率，确保煤矿井下工作人员的安全。

1. 煤矿井下导线测量的重要意义

井下导线测量工作是煤矿井下测量的关键，采掘工作面在井下的实际位置只能通过导线测量确定，也是井巷贯通的重要参考依据。井下导线测量在煤矿生产中发挥着至关重要的作用，对于保障职工安全、提高生产效率、确保工程质量、促进科学决策以及增强应急响应能力都具有重要意义。主要体现以下五个方面：

1.1安全保障

井下导线测量为矿井提供了精确的定位信息，有助于确保矿工在井下的安全。通过精确的测量数据，可以减少矿工在井下迷路或进入危险区域的可能性，从而降低事故风险。增强应急响应能力，在紧急情况下，如矿难、塌方等，精确的井下导线测量数据可以帮助救援队伍更快速地定位到事发地点，提高救援效率，保障人员生命安全。

1.2 提高生产效率

准确的井下导线测量能够确保采矿设备的正常运行和准确移动。当采矿设备能够准确到达指定位置时，矿山的生产效率就会提高，同时也有助于减少不必要的设备移动和调整时间。

1.3保障工程质量

井下导线测量是矿山工程的基础。通过定期的导线测量，可以监测矿山工程的施工质量和稳定性，及时发现并纠正可能存在的问题，从而确保工程的长期稳定和安全。

1.4 促进科学决策

精确的井下导线测量数据可以为矿山的规划、设计和决策提供科学依据。例如，通过分析导线测量数据，可以更好地评估矿山的储量、采矿进度和资源利用情况，从而为进一步的开采计划提供决策支持。

1.5确保工程顺利贯通

井下测量最重要的是确保开拓系统、工作面和需要贯通的工程，按测量规范、设计要求，准确无误的贯通，包括对向贯通、相向贯通和在指定位置贯通，这些贯通都需要通过导线测量来实现，对于长距离、大工程的贯通还必须实施支导线的多次测量来复核贯通的数据是否准确无误，从而保证各项贯通工程按精度要求顺利贯通。

2. 煤矿井下导线测量问题
   1. 对中误差问题

在进行导线测量过程中，煤矿井下存在空间上的限制，同时部分区域还会存在光纤的交叉现象，并且周边环境也会影响到采掘工作，难免会造成众多对中误差。图1为仪器对中操作的过程，其中A点为测量点位，B和C分别为后、前观察点位，AB之间的长度表示为后观察距离，AC之间长度则为前观察长度。在导线测量过程中会存在对中偏差，A1表示对中位置，A与A1之间的距离表示为偏心距离，当存在对中误差时，会严重影响到导线测量结果，因此要选择科学的导线测量技术方法，将对中误差控制在合理范围内，从而保证测量工作的准确性。

图1 煤矿井下导线测量存在的对中误差示意图

2.2仪器误差问题

仪器的精度问题是导致误差的主要原因之一。在井下环境中，温度、湿度等因素可能对仪器的精度造成一定影响。同时，长时间的使用和磨损也可能导致仪器精度下降。因此，需要定期对测量仪器进行校准和维护，以确保其精度处于合理范围内。井下环境的复杂性也会对导线测量带来一定的误差。例如，在井下存在着煤尘、水汽等物质，它们可能会附着在导线上，导致导线的表面状态不规则，进而影响测量结果。此外，井下还存在着各种障碍物，如支架、管道等，这些物体的存在也会对导线测量造成一定的遮挡和干扰。另外，人为因素也是导线测量误差的重要原因。操作人员的技术水平和经验对于测量结果的准确性至关重要。缺乏经验或者不规范的操作，都可能导致误差的出现。因此，煤矿应该加强对操作人员的培训和指导，提高其技术水平和操作规范性。

3. 煤矿井下导线测量方法优化
   1. 对中误差的优化

可以采用井下测量仪器和偏心测量仪联合使用的方式。井下测量仪器可以提供井下导线的准确测量数值，而偏心测量仪则可以用来校正仪器的对中误差。通过在全站仪上册手柄上安装偏心测量仪，可以简化对中操作，提高测量效率和准确性。这种联合使用的方式可以有效降低对中误差的产生。选择使用三脚架法进行井下测量也是一个有效的优化方法。在该方法中，将测量仪器放置在一个固定的三脚架上。然后，安装一个棱镜在后测点上，全站仪在对中点上，只需对三个测点进行对中和整平，就可以得到较小的误差数值。这种方法不仅简单易行，而且可以减少对中误差的产生。此外，技术人员需要熟悉仪器的使用方法，并且掌握正确的对中操作技巧。只有掌握了正确的对中方法，才能有效减少对中误差的产生。并且要定期对测量仪器进行检查和维护，保持仪器的正常工作状态，可以减少由于仪器本身问题导致的对中误差

3.2仪器误差的优化

第一，选购高精度的测量仪器，比如全站仪。在选择仪器时，应该考虑到其精度、灵敏度、稳定性等因素，尽可能选用具有较高精度和稳定性的设备。同时，在使用测量仪器时，应该注意对设备进行正确和规范的操作，以避免人为因素对测量结果的影响[3]。

第二，要加强对测量数据的处理和分析。在进行测量时，应该合理设置测量参数，采取多点平均、多次测量等方法，提高数据的可靠性和准确性。在数据处理方面，可以采用计算机辅助处理方法，利用数学模型对数据进行分析和处理，减小仪器误差的影响，提高测量精度。

第三，加强维护和保养工作。在日常使用中，应该注意对测量仪器进行定期检修和保养，及时更换磨损和老化的部件，确保设备的完好性和可靠性。同时，在使用过程中，要避免过度振动、碰撞等情况，以免对设备造成损坏或影响精度

3.3规范导线测量的方式方法

第一，建立完善的测量方案。在进行导线测量前，应根据具体情况制定详细的测量方案，包括确定测量范围、测量点的选择和布置、使用的测量仪器和设备等。方案应符合相关标准和规范，并经过专业人员审核和批准。

第二，确保测量仪器的准确性和可靠性。导线测量需要使用精密的测量仪器和设备，在使用前，应对这些仪器进行校准和检验，确保其准确性和可靠性。同时，定期进行维护和保养，及时修复或更换损坏或失效的仪器设备。

第三，严格执行测量操作规程。操作人员应具备专业的技术知识和操作能力，并按照规程进行操作。在测量过程中，应注意操作要领，避免误操作和人为因素对测量结果的影响。

第四，确保测量环境的安全与稳定。导线测量通常在井下进行，因此，必须保证测量环境的安全和稳定。在测量前，应对井下环境进行评估和控制，排除存在的安全隐患。同时，要注意气体浓度、温度、湿度等因素对测量结果的影响，确保测量环境的稳定性。

第五，及时处理和记录测量数据。导线测量完成后，应及时处理和记录测量数据。数据处理应准确无误，可以采用计算机辅助进行数据处理和分析。同时，要做好数据的备份和存储，以便后续的分析和查阅。

3.4最大限度减少导线点测量数量

在设计导线布置方案时，应充分考虑矿井地质条件、通风要求以及矿井开采工艺等因素，尽可能避免导线在复杂地质区段或多次转折的地方设置。通过合理的导线布置，可以减少导线的长度和曲折程度，从而降低导线点数。在测量过程中要充分利用现代化的导线测量技术。例如激光测距仪、全站仪等高精度测量设备，可以实现对导线点坐标的快速、准确测量，大大缩短了测量时间和测量点数。还可以采用无损检测手段进行导线状态评估。煤矿井下导线的老化、断裂和损坏是导致测量点增多的主要原因之一。因此，在进行导线测量之前，可以利用红外热像仪、超声波检测仪等无损检测设备对导线进行全面检查，及时发现和修复潜在问题，降低导线故障率，从而减少导线点测量数量。定期对井下导线进行巡检，及时发现并处理导线松动、接头腐蚀等问题，可以有效延长导线的使用寿命，减少因导线老化导致的测量点增多情况的发生[4]。

4.结束语

井下导线测量对于煤矿各项工程都具有重要的意义，对于矿工来说至关重要，而导线测量作为井下测量的眼镜，其准确性和可靠性直接关系到矿工的人身安全。通过优化导线测量方法的应用，能够更好地服务矿山工程，能清楚的知道井下采掘活动的范围和定位精确的位置，在遇到紧急情况时，井下作业人员可以沿着避灾路线安全升井，从而避免大的损失。通过引入高精度的测量仪器、优化操作流程，提高测量人员的技能水平从而有利于提高测量精度、提高工作效率，从而保障矿工的生命安全，推动煤矿安全生产向更高水平迈进。

参考文献

[1]高文,党海强.浅谈免棱镜全站仪在矿山井下导线测量中的应用[J].内蒙古煤炭经济,2020(23):162-163.

[2]何军泉.基于GP2X陀螺全站仪改正的井下双导线测量方法研究[J].矿山测量,2021,49(4):40-45+49.

[3]薛一生.矿山井下全站仪导线测量提高精度的方法探讨[J].能源与节能,2017(9):38-39+41.

[4]王应东.南方全站仪三维坐标测量功能在煤矿井下测量中的应用[J].矿山测量,2011(1):39-40+4.