李莎莎① LI Sha-sha；孙建② SUN Jian
（①河南永锦能源有限公司，禹州 461670；②河南永锦能源有限公司吕沟煤矿，禹州 461670）
（①Henan Yongjin Energy Co.，Ltd.，Yuzhou 461670，China；
②Lvgou Coal Mine of Henan Yongjin Energy Co.，Ltd.，Yuzhou 461670，China）
摘要： 为确保矿井大型贯通工程的顺利、准确完成，采取有效措施，改进井下控制测量方法，成为矿山测量工作者面临的一项共同的重要课题。本文以枣园煤业-80集中回风巷贯通工程为实例，提出等高四架法，简述其工艺流程、操作要点，并与传统方法分析比较，具有操作简便、成果精度高、作业时间短的特点。
Abstract： In order to ensure the smooth and accurate completion of the large cut-through construction in the mine， taking effective measures and improving the control survey method under the shaft has become a common important subject for mine surveying workers. This paper takes the cut-through construction in -80 concentrated air return way of Zaoyuan Coal Industry to put forward the accordant four-frame method， and briefly describes its technological process， key operating points， and compares it with the traditional method. The method has many characteristics， such as simple operation， high precision， short operation time and so on.
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关键词 ： 等高四架法；回风巷；贯通；测量
Key words： accordant four-frame method；air return way；cut-through；measurement
中图分类号：TD175 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）19-0101-02
作者简介：李莎莎（1987-），女，河南永城人，助理工程师，本科，工学学士学位，2010年毕业于河南理工大学，现从事地测防治水工作；孙建（1987-），男，吉林九台人，助理工程师，大专，2009年毕业于黑龙江省七台河职业学院，现从事采煤、一通三防工作。
0 引言
-80m水平集中回风巷为禹州枣园煤业2013年度重点大型贯通工程，该工程的贯通对矿井系统 （煤流系统、通风系统、地面生产系统、安全管理等）完善具有标志化的意义。-80m集中回风巷设计长度1100m，其中贯通测量测线的长度为3150m，根据相关的实际经验来看，贯通误差的主要影响因素是井下控制测量。如果井下控制测量误差较大，则会直接影响贯通误差。按照《煤矿测量规程》要求，并结合矿井实际，一般离得对贯通误差做出如下规定，即贯通相遇点在水平方向的最大偏离幅度不得超过0.3m，在高程方向的偏差不得超过0.2m。
该巷道设计为沿空送巷（距老空区3.5m-4m），巷道压力大，测量控制点不易保存，加上巷道施工期间巷道整体起伏不平（巷道两端高差80m），极不易于架设测点。并且施测时，在巷道作业的时间较长，加大了测量作业工人的工作强度，也在一定程度上影响巷道的正常使用。因此，如何在保证导线平面及高程测量精度的前提下，根据现有的仪器装备情况，缩短井下作业时间，提高工作效率，减轻测量人员的劳动强度成为当时亟待解决的技术难题。等高四架法测量技术的提出和应用，解决了这一难题，最终保证了该工程的及时准确贯通。
1 等高四架法测量技术特点
①采用等高四架法测量，迁站时可以直接移动相关的测量仪器，而不需要移动支架和测量仪器的底座。专门的人员对点，测量前后可以大量减少对点的时间，这对于提高测量作业的效率是非常有帮助的。
②使用等高四架法进行测量，在观测三角高程时，视点高只量取仪器高，这样可以在很大程度上降低视点高丈量的累计误差，有效地提高高程测量精度。
③通过使用带有觇板的单棱镜，可以在很大程度上降低照准误差，这对于提高总体的测量准确度有着十分重要的作用。
2 等高四架法施测原理
等高四架法测量，在测量平面的同时，也对三角高程进行测量。在这个过程，要注意保证导线平面及高程测量的精度，避免误差过大，需要进行重复测量，影响实际测量的效率。另外，等高四架法测量只量取仪器高（仅在测段的起、始站需量取棱镜高），这种方法，使得单点量高误差不再向前传递，大大提高了三角高程的测量精度。
3 等高四架法施测流程及操作要求
3.1 等高四架法施测流程
使用等高四架法对井下贯通导线进行测量时，人员配置为6名，同时需要4个脚架。虽然比原来三架法多使用了1个脚架和一名测工，不过气实际测量效率却高了一倍。六名测量观测人员有着不同的分工，具体如下：后视、观测、记录、前视各一人，超前架设脚架二人。在实际进行观测时，测量人员先是共同完成相关测量设备的安装调试工作，在观测的同时，在前视站的下一站，架设第四个脚架。根据枣园煤业新风井贯通测量的经验，仪器站测完后，超前一站的脚架也基本架设好。枣园煤业-80集中回风巷贯通工程共布置测站54站，按照以前的测量进度平均每天（大约4～5个小时）可以观测13站，最快可以测17站，而以往用相同的仪器和观测人员，采用三架法观测时，每天只能观测7-8站，并且那时的井下观测条件比此次要好的多。
在图1中，如果把B点作为井下贯通导线的平面起算点和高程的起算点，B点至A点的方位为起算方位，则第一站时在B点安置全站仪，在A、C两点安置棱镜，A、B、C点均对中整平后，即可开始观测，同时对点人员用第四个脚架、基座在D点对中整平。B点观测结束后，全站仪从B点基座拔出后快速、安全的移至C点基座上，后视作业人员将A点棱镜移至B点基座上，前视作业人员将C点棱镜移至D点基座上，B、C、D点均精确整平后即开始第二站的观测。同时送脚架人员应迅速将A点脚架和基座移至A′点，并对中整平。如此循环，直至该段导线施测完毕。
3.2 等高四架法操作要求
3.2.1 等高四架法观测，只需量取仪器高
具体来说等高指的就是，在测量过程中，使用的测量仪器，如全站仪与前、后视棱镜，其在固定基座上安装的中心高度一样。等高测量的优势在于，每一站只量取仪器高（仅起、始站需量取棱镜高），如图1，第一站所量取B点仪器高即为第二站后视棱镜高，第二站C点的仪器高即为第一站的前视棱镜高，依此类推。通过这种方式，使得每一站的仪器测量误差只对本站的单个导线点产生影响，而不会对整个贯通支导线造成不利影响。而且，由于平面与高程测量同时进行，减少了占用巷道时间，也减轻了测量人员的外业工作量，提高了工作效率。
3.2.2 前、后视棱镜均采用带有觇板的单棱镜
井下导线点间距离一般不会太长，单棱镜已经足够，相比三棱镜（一般的三棱镜没有供照准的小三角），单棱镜上面的小三角及两侧的小三角更容易照准，减少照准误差，特别是两侧的小三角，使所观测的竖直角精度更高，三角高程的精度也就更高。
4 等高四架法与原有四架法及其他行业的分析比较
等高四架法与原有四架法的分析比较，四架法在国内作为一项相对成熟的测量施工工艺已采用多年，而等高四架法是在原有四架法的基础上，对四架法作进一步改进、完善及提高，与原有四架法观测的不同点主要体现在以下几点：
①最大的差别就在于等高，等高的目的就是为了施测三角高程过程中，每一站只量取仪器高（仅起、始站需量取棱镜高，中间部分导线点不需要高程时，可以不量取仪器高），相比传统的每一站都量取前、后视棱镜高及仪器高，提高了三角高程测量精度，达到《煤矿测量规程》规定的等外水准精度要求，完全可以代替井下巷道的等外水准测量。
②由于井下导线点均在顶板处，高度达4m以上时，其仪器高、棱镜高的量取，一个人极为不便，甚至无法量取，通常要有两个人配合完成，而等高四架法仅在测站量取仪器高（仪器站已配备两人，观测和记录各一人），因此前、后视各配备一名人员即可。
③等高四架法前、后视均采用带有觇板的单棱镜，能够显著提高照准精度，特别是竖直角精度，从而进一步提高三角高程测量精度。
5 采用等高四架法后的贯通精度验证
枣园煤业-80集中回风巷顺利贯通以后，把两端导线连接起来，进行闭合测量，实测方位角闭合差为0°0′15″，水平方向实际偏差0.12m，点位偏差0.22m，导线全长相对闭合差1/5357，高程实际偏差±0.035m。通过与贯通最大容许误差值比较：角度闭合差容许值为
，导线全长相对闭合差容许值为1/4000，高程上容许误差为0.18m，从以上贯通精度可以看出：采用等高四架法测量导线点测量的平面和高程成果准确可靠，贯通误差远小于《煤矿测量规程》所规定的最大容许误差。
6 结束语
通过在枣园煤业-80集中回风巷贯通工程中采用等高四架法，使巷道高精度顺利贯通，不仅满足了矿井生产需要，为提高煤炭生产效率和完善23采区通风系统调整打下基础。从而也证明了此方法的确具有操作简便，导线精度高，能够缩短井下作业时间，提高工作效率，减少占用巷道时间，减轻测量人员劳动强度等优点，是一种应该在矿井大型贯通测量工程中大力推广应用的测量方法。
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参考文献：
[1]中华人民共和国能源部煤矿测量规程[M].北京：煤炭工业出版社，1989．
[2]张国良，朱家钰，顾和和编.矿山测量学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2001，7．
[3]索效荣，韩立富，李国林.四架法在矿井延伸测量中的实践与应用[J].矿山测量，2006，3：73-74．
[4]许建军，郑志刚.采用四架法提高井下导线测量速度[J].矿山测量，2001，3.
[5]连勇军.煤矿井下三角高程测量替代水准测量的分析与探讨[J].矿山测量，2013（05）.
[6]李兴国，李矿伟.全站仪在倾斜巷道高程联系测量中的应用浅析[J].山东煤炭科技，2012（03）.
[7]姚华，王永奇，李月.全站仪伪水准测量在矿井高程测量中的应用[J].矿业工程，2011（01）.
