正文 第十四章 礦山工程測量(1 / 3)

第一節 概述

礦山測量是礦業開發過程中不可缺少的一項重要的基礎技術工作。在勘探、設計、建設、生產各個階段直到礦井報廢為止,都要進行礦山測量工作。

一、礦山開發建設各階段的測量工作

在礦床勘探階段,要建立勘探區域的地麵控製網,測繪1∶5000比例尺的地形圖;標定設計好的勘探工程,例如鑽孔、探槽及探井、探巷等,並將它們測繪到平麵圖上。與地質人員共同測繪、編製圖紙資料和進行儲量計算。

在礦山設計階段,需要測繪1∶1000、1∶2000比例尺的地形圖,供工業廣場、建(構)築物、線路等設計用。還應進行土方量計算等工作。

在礦山建設階段,主要是進行一係列施工測量。例如標設井筒或露天礦開挖溝道位置,工業與民用建(構)築物放樣,鑿井開巷測量,設備安裝測量及線路測量等。

在礦山生產階段,需要進行大量的日常巷道、硐室標定與測繪,儲量管理,開采監督,岩層與地表移動觀測與研究,參加采礦計劃編製和環境保護的工作。

當礦山報廢時,還須將全套礦山圖紙、測量手簿及計算資料轉交給有關單位長期保存。

綜上所述,盡管煤礦與金屬礦、地下開采與露天開采的具體工作任務各有其特點,但按其工作性質,可將礦山測量任務歸納為以下幾項:(1)建立礦區控製網和測繪大比例尺地形圖。(2)進行礦區地麵與地下各種巷道工程施工測量和驗收測量,以及建井時期的全部施工測量。(3)測繪各種采掘工程平麵圖、礦山專用圖及礦體幾何圖。(4)對資源利用及生產情況進行檢查和監督。(5)觀測與研究由於開采所引起的地表及岩層移動的基本規律,為留設保護礦柱和水體下、建築物下、鐵路下的開采提供資料。

二、地下巷道工程測量的特點

礦山地下坑道是指為開發地下有用礦產資源所開掘的各種巷道、硐室。設計部門根據地下資源賦存情況(例如煤層的埋藏深度、厚度、傾角等)決定礦井的開拓方式。礦井的開拓方式有平硐、斜井和豎井。按照礦井開采的方法,巷道布置又可分為兩類:沿導向層開掘的平巷、斜巷;不沿導向層開掘的平巷、斜巷和豎巷。礦山井巷工程與各種隧道、地下鐵道、地下廠房、地下商場等一樣,都屬於地下工程。地下工程測量的任務是標定出工程(大多為巷道、隧道等線狀工程)設計中線的平麵位置與高程,放樣硐室各細部的平麵位置與高程。井下測量環境與對象不同於地麵測量,主要表現在以下三個方麵:

(1)測量環境不同:井下潮濕、黑暗、空氣透視度低;空間狹小,設備多,車輛與行人往來,這些都給測量工作帶來極大的困難,往往需采用特殊方法或儀器完成測量任務。

(2)測量對象不同:井下各種巷道、硐室、工作麵等工程,空間位置是隨時間而變化的,因此,這些工程的測量工作須貫穿於工程的始終。

(3)考慮精度的出發點不同:由於井下條件限製,井下測量的誤差積累較快,越是遠離起始邊,其精度越差。

三、礦山測量的作用

礦山測量工作是采礦工程的一項重要基礎技術工作,在貫徹執行安全、經濟、合理、最大限度地采出有用礦物的基本方針中,礦山測量部門在采礦企業中起下列主要作用:

(1)在均衡生產方麵起保證作用。主要是通過及時提供反映生產狀況的各種圖紙資料,準確掌握各種工業儲量變動情況,參與采礦計劃的編製和檢查其執行情況來實現的。

(2)在充分開采地下資源和裁決工程質量方麵起監督作用。礦山測量人員應根據有關法令和規定,經常檢查各種已完成的采掘工程質量,對充分合理地采出有用礦物執行監督,以減少各種浪費,特別是地下資源的浪費。

(3)在安全生產運行方麵起指導作用。充分利用所測繪的各種礦山測量圖,及時而正確地指導采礦巷道不掘入危險區。同時,要盡量準確地預測由於地下采空所引起的岩層與地表移動範圍,以避免建築物破壞和人身安全事故。

第二節 礦區控製測量

礦區控製網是建立在國家控製網基礎上的,是地區性的控製網。礦區控製網的布設方法雖有其自身的特點,但它的平麵坐標係統和高程係統與國家控製網應保持一致。礦區控製測量包括礦區地麵控製測量和礦區井下控製測量兩部分,而每一部分又包括平麵控製測量和高程控製測量兩項。

一、礦區地麵控製測量

(一)平麵控製網

礦區平麵控製網的主要任務是為礦區開發和生產各個階段的地形測圖和各項采礦工程提供已知點。因此,它的布設應該適應於采礦生產的需要和采礦生產的特定條件。

礦區首級控製網應從實際需要出發,根據測區麵積、測圖比例尺及礦區發展遠景,因地製宜地選擇布網方案。礦區平麵控製網的布網形式分為三角網、導線網、GPS網。

1.三角網

礦區三角網一般分為三等、四等、一級、二級四個等級。礦區首級三角網的等級一般是根據礦區範圍和測圖比例尺而定。例如,為了測繪1∶2000比例尺的地形圖,當礦區麵積在200~1500km2時,可選擇三等三角網為礦區首級控製網;當礦區麵積在200km2以下時,可選擇四等三角網為礦區首級控製網。三角網中三角形每個內角一般不應小於30°,如受地形限製,或為了避免建設高標,允許小至25°。

2.導線網

另外,隨著GPS定位技術的發展,由於其有著精度高、自動化程度高、點間無須通視等優點,已逐漸成為礦區地麵控製測量的一個主要手段。相關技術要求請參考相關資料。

(二)近井網(點)的設置

為了把地麵坐標係統中的平麵坐標及方向傳遞到井下去,在定向之前,必須在地麵井口附近設立作為豎井定向時與垂球線連測的點,叫做“連接點”。由於井口建築物很多,連接點不能直接與礦區地麵控製點通視,因而不能直接通過控製點求得其坐標及連接方向。為此,還必須在定向井筒附近設置一“近井點”。為傳遞高程,還需設置井口高程基點(一般近井點也可作為高程基點)。

1.對近井點及高程基點的有關要求

在建立近井點和井口水準點時,應滿足下列要求:①盡可能埋設在便於觀測、保存和不受開采影響的地點。當近井點必須設置於井口附近工業廠房頂上時,應保證觀測時不受機械震動的影響和便於向井口敷設導線。②每個井口附近應設置一個近井點和兩個水準點。③近井點至井口的連測導線邊數不超過三條。④多井口礦井的近井點應統一布置,盡可能使相鄰井口的近井點構成控製網中的一個邊,或力求間隔的邊數最少。

2.近井網的布設方案和要求

由於要求兩相鄰近井點的點位精度與礦區各級三角網的最弱邊和導線網最弱點的點位精度基本一致,所以近井網的布設方案可參照礦區平麵控製網的布設規格和精度要求設計。

(三)礦區高程控製測量

高程控製網是進行礦區大比例尺測圖和礦山工程測量的高程控製基礎,建立高程控製網的常用方法是水準測量和電磁波測距三角高程測量。由於水準網的精度較高,所以礦區基本高程控製(也稱為首級高程控製)多用水準測量方法建立。為了滿足礦區生產和建設的需要,無論大小礦區,都應在國家等級水準點的基礎上,建立礦區基本高程控製,作為礦區各種高程測量的依據。一般來說,大型礦區可利用三等水準建立基本高程控製,中等礦區應布設四等水準,小礦區可用等外水準。礦區各等級水準測量的技術要求見表14-3。

礦區三、四等水準路線一般布設成閉合環線,或在已知點間連成結點係統,或布設成附合路線,具體方案可根據測區的實際情況決定。結點與高級點、結點與結點間的水準路線的長度,三等不超過16km,四等不超過6km,等外不超過3km。根據礦區測量工作的特點,高程控製點應有較大的密度,因此礦區內相鄰兩水準點間的距離一般為2~4km。在建築物密集區和工業廣場範圍內,可縮短至l~2km。有時也可用三角點和導線點兼作水準點。

二、井下平麵控製測量

為了確定井下巷道、硐室、采掘工作麵及各特征點等的空間位置及相互關係,需進行井下測量工作,這些測量工作都需要以井下控製測量為基礎。井下平麵控製測量是按照高級控製低級、每項測量有檢查、測量精度應滿足工程需要這三個原則進行的。由於受井下條件限製,井下平麵控製測量主要是沿巷道進行導線測量。

井下導線分為基本控製導線和采區控製導線兩類。井下基本控製導線是礦井的首級控製,是由井底車場開始,沿礦井主要巷道敷設,其起始邊的方位角和起始點的平麵坐標由礦井聯係測量獲得。采區控製導線是礦井測量的次級控製導線,主要沿著采區上山、下山、中間平巷及片盤運輸巷道等次要巷道敷設。兩類控製導線都可敷設成閉合(附合)導線或複測支導線。基本控製導線可分為7〞和15〞兩級,采區控製導線又分為15〞和30〞兩級,30〞導線也可作為小礦井的基本控製。

表列每類導線均有兩種規格,可根據礦井的具體條件,選定礦井的基本控製導線和采區控製導線。在主要巷道中,為配合巷道施工,一般先敷設15〞或30〞導線,用以指示巷道的挖掘方向(即測設中線),當巷道掘進一定長度後,再敷設基本控製導線。如應用激光指向儀給向,而不需要測設15〞或30〞導線時,則巷道每掘進300~800m即應測設基本控製導線,以檢查並校正指向儀所指方向。井下平麵控製的布設形式有閉合導線、附合導線和支導線三種。當布設支導線時,應進行往、返測量,亦稱複測支導線。井下經緯儀導線測量與地麵導線測量基本相同,這裏僅就與地麵導線測量不同之處加以敘述。

(一)導線測量外業

井下經緯儀導線測量外業主要包括:選點、埋點、測角和量距,除此之外還要進行導線的延長及檢查工作。

1.選點和埋點

導線點位置選擇的好壞,直接影響施測工作,為此應該認真進行,並注意以下幾點:①兩相鄰導線點間須通視良好,點間距離應盡可能大些,一般為30~140m。②導線點處應便於安置儀器,並盡可能不影響運輸,一般在雙軌大巷中,不應將點選在兩股道的中間。③導線點應選在堅固可靠的棚梁上或岩石的頂板上,避開淋水或積水的地方。④在巷道連接處應設點。上述要求是相互聯係的,選點時應全麵考慮。

導線點一般分為永久點和臨時點兩種。永久導線點應設在井底車場、主要石門和采區石門、集中石門運輸大巷、岩石大巷、以及主要上山和下山等主要巷道內的頂底板岩石內,以便長期保存。基本控製導線應每隔300~800m選、埋一組邊長為30~140m的三個相鄰的固定點,作為永久性基點。臨時導線點是為滿足日常采掘工程需要而設置的,一般由測量工人於導線施測前在巷道頂板岩石中或牢固的棚梁上進行選定。

2.經緯儀的安置

在井下,測點一般設於頂板或棚梁上,而儀器設於點下,測量角度時需要進行點下對中。具體做法:先在測點上掛下垂球,同時將望遠鏡視準軸置於水平位置。調節水平腳螺旋,使儀器豎軸豎直,在腳架頭上前後左右平行移動儀器,使垂球尖準確地對準望遠鏡的鏡上中心。然後將儀器照準部繞豎軸旋轉,如垂球尖與望遠鏡鏡上中心的偏移量在允許範圍內,即可將中心連接螺旋擰緊;否則,須反複進行對準整平。在風速較大的巷道內,應采用具有上對中光學對點器的經緯儀進行對中,以提高對中精度。

根據《煤礦測量規程》規定,井下經緯儀導線水平角觀測采用垂球對中的方法時,應根據不同的導線邊長和導線等級按3.經緯儀鏡上中心的檢驗與校正

在進行角度測量工作之前,需定期對經緯儀進行各項檢驗與校正,這裏僅就鏡上中心的檢驗與校正加以敘述。

①檢驗:在室內或室外避風處掛一垂球,在其下安置並整平經緯儀。然後將望遠鏡水平放置,精確地將鏡上中心A(圖14-2)和垂球尖對準。徐徐轉動照準部,觀察鏡上中心是否偏離垂球尖端,若始終不偏離,表示鏡上中心位置正確,否則須校正。

②校正:將鏡上中心A對準球尖,轉動照準部180°,此時垂球尖位在A‘點,標出AA’連線的中點C(圖14-2)。重新對中使C點對準球尖,徐徐轉動照準部,若C點始終不偏離垂球尖端,即可在C點作出標誌,作為新的鏡上中心。對可調的鏡上中心標誌,可旋鬆其固定螺絲,移動標誌而完成校正。

4.水平角觀測

井下水平角觀測時,除了進行經緯儀點下對中外,還要在前、後視測點上懸掛垂球線作為覘標,並用礦燈進行照明。水平角測量通常采用測回法,為提高測角精度而采用兩個以上測回進行觀測時,各測回間應變換度盤的起始讀數,以消除度盤的分劃誤差。

在風速較大的巷道中施測基本控製導線時,儀器宜采用光學對點,或用擋風筒擋風。前後視垂球線應懸掛較重的垂球,並置於水桶內穩定。對於重要貫通工程,可把受風流影響較大的某些測點牢固地設在巷道底板上。

5.邊長丈量

井下各級控製導線通常使用全站儀進行觀測,因此,邊長測量與角度測量同時進行,但是需要輸入溫度、氣壓等必要的參數。一般采用兩個測回、往返觀測。

經緯儀導線測量在測角之後進行邊長丈量。井下基本控製導線的邊長,應采用經過檢定的鋼尺以標準拉力懸空丈量,並測定溫度。每尺段應讀數三次,每讀一次數後,移動鋼尺2~3cm,各次量得的長度互差應小於3mm,丈量後應加入鋼尺比長、溫度、垂曲和拉力改正數,傾斜邊長還應加入傾斜改正數。為提高量邊精度和便於檢核,每邊必須往返測量,往返測量的互差不得大於邊長的1/6000。丈量采區控製導線邊長時,可憑經驗拉力,往返丈量,也可以錯動鋼尺1m以上丈量兩次,其互差不得大於邊長的1/2000。量邊時可不測溫度,高差較大時應加入傾斜改正。符合上述要求時,則取其往返丈量結果的平均值。

6.導線的延長

隨著采掘工程的進展,基本控製導線每掘進300~800m,采區控製導線每掘進30~200m應延長一次。當掘進工作麵接近各種采礦安全邊界(水、火、瓦斯、采空區及重要采礦技術邊界)時,更應及時延長導線。

延長導線之前,為了避免用錯測點和檢查點有無移動,應對上次導線的最後一個轉角進行檢查測量,與原測水平角的不符值不應超過2m。《煤礦測量規程》規定7″級導線不應超過20〞;15〞級導線不應超過40〞;30〞級導線不應超過80〞。基本控製導線的邊長小於15m時,兩次測量水平角的限差可適當放寬,但不得超過上述限差的1.5倍。如不符合上述要求時,應繼續退後一站檢查,直至符合要求,方可由此向前延長導線。

(二)導線測量內業

井下閉合導線、附合導線、複測支導線的內業計算過程與地麵導線基本相同,但需要注意以下幾點:

1.《煤礦測量規程》中規定“在重要貫通測量工作中應將導線邊長化算到大地水準麵或礦區某一高程麵和高斯—克呂格平麵上”。化算方法參見第二章第三節相關內容。

2.當用陀螺經緯儀測定了起始邊、最終邊或中間邊的方位角時,這種導線就稱為方向附合導線。其角度閉合差的計算、分配方法與附合導線相同。對於方向附合導線,考慮陀螺經緯儀的定向誤差,則允許的角度閉合差應為:

(14-1)

式中,n為參與計算閉合差的角度的個數,m為相應級別導線的測角中誤差。

三、井下高程控製測量

(一)井下高程測量的目的和任務

井下高程測量的目的,就是確定各種采掘巷道、硐室在豎直方向上的位置及其相互關係,以解決各種采掘工程在豎直方向的幾何關係問題。其具體任務有下麵幾項:①確定主要巷道內各水準點與永久導線點的高程,建立井下高程基本控製。②給定巷道在豎直麵內的方向,即腰線。③確定巷道底板的高程。④檢查主要巷道及其運輸線路的坡度和測繪主要運輸線路縱剖麵圖。

(二)井下高程測量的方法及精度

井下高程控製網,可采用水準測量和三角高程測量的方法建立。在主要水平運輸巷道中,一般應采用水準測量方法;在其他巷道中,可根據巷道坡度的大小、采礦工程的要求等具體情況,采用水準測量和三角高程測量方法。井下水準測量一般由井底車場水準點開始,沿著主要水平運輸巷道向井田邊界測量;井下水準測量主要是為了進行井下高程控製和滿足礦井日常生產的需要、檢查巷道掘進和運輸線路的坡度、測繪巷道底板和運輸軌麵的縱斷麵圖,以及確定臨時水準點和其他水準點的高程,因此,水準路線均敷設在井下主要巷道和采區的次要巷道內。此外,對於井田一翼走向長度小於500m的小礦井,電磁波測距三角高程測量也可以作為首級高程控製測量。

在進行高程測量之前,應在井底車場內,以及沿主要巷道頂、底板或兩幫的穩定岩石中、井下永久固定設備基礎上,預先設置好水準基點。一般每隔300~800m設置一組水準點,每組水準點至少應由兩個點組成,其間距離以30~80m為宜。井下永久導線點也可以作為水準點而不再埋設新點。

井下水準路線應隨巷道掘進不斷向前測設,一般用水準測量指示巷道掘進坡度,每掘進30~50m時,應設置臨時水準點,測量掘進工作麵的高程;每掘進300~800m時,則應建立一組永久水準點,用以檢查巷道坡度,同時作為繼續進行高程測量的基礎,如此逐段向前測量,直到井田邊界為止,形成井下高程控製網。

井下高程控製測量所確定的各測點的高程應與礦區地麵高程係統統一。

(三)井下水準測量

1.井下水準測量的方法

井下水準測量所用的儀器、工具、測量路線的布設形式、施測方法與地麵水準測量基本相同。由於巷道中的水準點設置位置不同,有時設置在頂板上,有時設置在底板上,測量中可能出現如圖14-3所示的四種情況。不論立尺點位於頂板或底板,測站高差都等於後視讀數減前視讀數,隻是在水準尺倒立時,其讀數之前應冠以負號。例如圖14-3中各測站高差:h1=a1-b1,h2=a2-(-b2)=a2+b2,h3=(-a3)-(-b3)=-a3+b3,h4=(-a4)-b4=-a4-b4。井下水準測量在每一個測站上均應用雙儀器高法或雙麵尺法進行觀測,變動兩次儀器高或紅黑麵尺所測得的兩次高程之差不應超過4mm。《煤礦測量規程》規定,閉合、附合及支水準路線的高程閉合差不應超過50mm(式中R為水準路線單程長度,以km為單位)。

為了繪製主要巷道軌麵的剖麵圖,檢查運輸線路坡度的正確性,需要進行剖麵測量。這一工作是由水準測量來完成的。沿軌道先用皮尺每隔10~20m標出一個測點,並編號。施測時先用兩次不同的儀器高測轉點間的高差,符合要求後,再利用第二次儀器高,依次取中間各測點的讀數。再通過內業計算,求得各測點的高程。

2.巷道縱斷麵圖的繪製

為了檢查平巷的鋪軌質量或為平巷改造提供設計依據,應根據各測點的高程繪製巷道縱剖麵圖。繪製巷道縱剖麵圖時,水平比例尺一般為1∶2000、1∶1000或1∶500,對應的豎直比例尺一般為1∶200、1∶100或1∶50。其繪製方法如下:

①按水平比例尺畫一表格,表中填寫測點編號、測點之間的距離、測點的實測高程和設計高程、軌麵的實際坡度。

②圖繪在表的上方。先依豎直比例尺,按一定高差間隔繪一組平行的等高線,等高線高程注在左端。水平方向表示距離,按測點距起始點的水平距離,先繪出各測點的水平投影位置,再按各測點的實測高程畫出各測點在豎直麵上的位置,連接各測點,即為巷道的縱斷麵線。最後畫出軌麵的設計坡度線和與該巷道相交的其他巷道的位置。

③在表格的下方繪出該巷道的平麵圖,並在圖上繪出水準點或導線點的位置。圖14-4是某礦運輸大巷的剖麵圖。

(四)井下三角高程測量

井下三角高程測量,通常是在傾角大於8°的傾斜巷道或斜井中與經緯儀導線測量同時進行的。如圖14-5所示,安置經緯儀於A點,瞄準B點垂球線上的標誌,測出傾角,並丈量斜距L,量取儀器高i與覘標高v,則A、B兩點間的高差為:

(14-2)

由於井下測點可設在頂板或底板上,因此在應用上式計算高差時,應注意在i和v的數值之前冠以相應正負號。

根據《煤礦測量規程》規定,三角高程測量的傾角觀測用一測回。通過斜井導入高程時,應測兩測回,測回間的互差,對於J6經緯儀應不大於40〞,對於J2經緯儀應不大於20〞。儀器高和覘標高應用小鋼尺在觀測開始前和結束後各量一次,兩次丈量的互差不得大於4mm,取兩次丈量的平均值為測量結果。基本控製導線相鄰兩點間的高差測量應往返進行。表中為導線水平邊長,m;L為導線周長(複測支導線為兩次測導線的總長度),km。

第三節 建井工程測量

礦井建設是礦山建設中一項規模大且複雜的工程,建井測量是保證礦井建設工程質量的一個重要的環節。建井時期的主要測量內容有:地麵測量、井筒施工測量、提升設備安裝測量、井底車場施工測量和立井延深測量。

一、地麵測量

礦井建設包括:礦井工業廣場建設,井筒、井架塔、提升設備和井底車場建設等,它們之間都是相互聯係、相互影響的。為了保證它們之間位置正確,設計部門通常選擇主、副井筒的十字中線作為設計的主軸線進行總體平麵設計,在設計圖上給出了各建築物、構築物軸線與井筒十字中線間的尺寸。測量人員通常在礦井施工之前,將主、副井筒的十字中線標定於實地,以此為依據來標定礦區工業場地的各建築物、構築物的位置。因此井筒十字中線點的標定對保證礦井建設的施工質量是至關重要的。

(一)井筒中心與井筒十字中線

立井井筒中心就是立井井筒水平斷麵的幾何中心。通過井筒中心且互相垂直的兩個水平方向線稱為井筒十字中線,其中一條與井筒提升中線相平行或重合的,稱為井筒主十字中線,井筒提升中線是一條通過兩根提升鋼絲繩連線中點並垂直於絞車主軸中線的方向線。通過井筒中心的鉛垂線稱為井筒中心線,如圖14-6所示。斜井井筒主要中線就是斜井的井筒中心線。斜井井筒中心(井口位置)是斜井中心線上的設計變坡點,如圖14-7所示。

(二)井筒十字中線的標定

標定井筒中心線和井筒十字中線需依據如下資料:(1)礦井附近控製網資料和地形圖。(2)礦井設計說明書中給出的井筒中心坐標、井筒十字中線方位角及井口設計高程以及標定所需的井口附近測量控製成果。(3)礦井工業場地總平麵布置圖以及施工總平麵圖、場地平整設計平麵圖和斷麵圖以及工業場地煤柱設計圖。(4)井筒橫斷麵施工圖。(5)井口附近鑽孔的坐標資料。此外,測量人員還應到施工現場進行實地調查,了解施工地區的地貌、地物和控製點的位置及保護情況等。在研究資料和現場調查的基礎上,可編製1∶200或1∶500的大比例尺井筒十字中線基點設計圖,在該圖上繪出井筒中心、十字中線基點、臨時的和永久的建築物、構築物以及各種管道、線路、測量控製點等。

1.井筒中心點的標定

井筒中心通常是根據近井點用極坐標法標定的。如果標定之前尚未測設近井點,可用支導線的方法引測。標定的井筒位置用大木樁固定,並在木樁上釘上小釘,作為井筒中心的標誌,保證井筒破土施工之前此標誌不受破壞。如用支導線的方法標定,則應抓緊建立永久性近井點,並重測井筒中心和井筒中線方位角,作為井筒中心位置的最後測量成果。

2.井筒十字中線基點的標定

井筒十字中線基點的標定,是在標定了井筒中心後,根據十字中線基點設計圖進行的,如圖14-8所示。其具體標定方法如下:

①將經緯儀置於井筒中心O點上,根據控製點N,依次順時針測設角度,+90°,+180°,+270°,其中是根據設計給定的十字中線方位角和直線ON的方位角計算求得的。在各方向線上埋設一個大木樁,大木樁應埋設在設計的十字中線基點最外側,樁位距井筒中心100m左右,以正倒鏡在樁頂上精確標出井筒十字中線AA‘和BB’。然後檢測十字中線AA‘和BB’的垂直精度。如果誤差超過30〞時,則以歸化法重新標定A、A‘、B、B’點,在大木樁上用小釘做出標誌,並應再檢查一次。

②在十字線方向上,按基點設計位置標出基點坑十字線。如圖14-8中6號點十字線1'-2‘、3'-4’。以1'-2‘和3'-4’為準,挖基點坑,澆築混凝土基樁,在基樁上埋設鐵心(即“點心鐵”)。當基點穩定後,在O點安置經緯儀,分別瞄準A、A‘、B、B’,在各基點樁的點心鐵上精確標出十字中線點,並以鑽小孔或鋸十字線作為基點標記。

③十字中線點標設之後,按1/8000導線的施測方法測量基點的實際位置,並繪製井筒十字中線基點的位置圖。圖上應繪出十字中線基點附近的永久性建築物,注明點間距離、點的高程、設計和實際的井筒中心坐標及十字中線方位角等,並且編製基點坐標成果表,作為建井移交的資料。

二、井筒施工測量

井筒掘進和砌壁時的測量工作主要包括:標定井筒臨時和永久鎖口,標設指示掘進與砌壁的中心垂線,標設梁窩線和牌子線,以及定期丈量井筒掘進的深度等。

(一)豎井掘進時的測量工作

立井井筒施工時,先根據井筒中心和井筒毛斷麵半徑,在實地上畫出破土範圍,進行破土施工。破土後,井筒中心被破壞,可以沿井筒十字中線拉兩條鋼絲交出井筒中心,也可用兩台經緯儀交出井筒中心。然後,從交點處自由懸掛垂球線,指示井筒下掘。

當破土下掘3m左右時,應砌築臨時鎖口的承托部分,以便安置臨時鎖口框架及井蓋門等,固定井位,封閉井口。然後,根據井筒中心點下放的垂球線繼續掘進,待掘進到第一砌壁段後,隨即由下向上砌築永久井壁,同時砌築永久鎖口。臨時鎖口、永久鎖口的位置都應根據井筒十字中線標定。

(二)井筒中心垂球線位置的標定

井蓋梁安好後,應將井筒中心標定在井蓋梁上,以便懸掛垂球線,指示井筒下掘。標定井筒中心一般有兩種方法。

①在井蓋梁上,當提升吊桶不占用井筒中心位置時,用角鋼做成定點杆,板上刻一小缺口(圖14-9)。然後將角鋼置於橫梁上,用兩台經緯儀校正缺口,使之位於井筒中心的位置,並固定角鋼,這時即可過缺口懸掛垂球線。

②在井蓋梁上,當提升吊桶占用井筒中心位置時,用角鋼做成臨時定點杆。施工前,應將角鋼上缺口位置用經緯儀校正,然後用螺絲臨時固定在橫梁上。掘進過程中,施工人員隨時可以將定點杆取下或安上,既不影響施工,又可以懸掛垂球線來檢查掘進方向。

近年來,隨著建井機械化、自動化程度的迅速提高,為適應快速建井要求,往往采用激光投點儀代替垂球投點。當采用立井開拓時,用激光的光束代替原始的垂球線,可以提高施工效率。但是,在使用激光投點儀時,因為施工使儀器受震動或其他原因的影響,光束可能會改變方向,故要求經常檢查,並用井筒中心懸掛垂球線的方法檢查校正。

(三)立井砌壁時的測量工作

1.井壁高程點的標定

豎井施工通常是自上而下,分段掘進。井筒掘進完一段後,依據井筒中心線由下而上砌築永久井壁。為了控製高程位置,每隔30~50m在永久井壁上建立高程點,並注記編號。高程點的標定步驟如下: