3. 井下测量准备与仪器安置

井下测量与地面测量最大的差别,不在于仪器本身,而在于测站所处的环境:顶板淋水、底板浮渣、巷道风流、来往矿车、粉尘与潮湿空气,都会直接影响观测精度与作业安全。防爆全站仪虽然具备本安或隔爆设计,但它的精度仍然建立在“测站稳固、对中准确、整平到位、供电可靠”这四个基础条件之上。本节按实际作业顺序,把测站选择、三脚架架设、对中整平、防爆电池安装与检查四个环节讲清楚,并给出可操作的判断标准。

一、测站选择:先看安全,再看通视与稳定

测站位置一旦确定,后续所有观测都围绕它展开,因此选点要在架设之前完成。井下选站应遵循“安全优先、通视良好、底板稳固、便于复核”的原则,具体可从以下几个方面判断:

  • 顶板与两帮安全:避开淋水带、活矸、片帮区域和支护不完好的地段;测站上方不得有未处理的悬吊物。若必须在淋水区作业,应加设临时遮挡,防止水滴落在仪器和三脚架上。
  • 底板稳固:选择实底或已硬化的底板,避开浮渣、积水、淤泥和皮带下方的振动区。在轨道巷内设站时,三脚架腿应离开轨道外侧,并留出矿车通过的安全距离。
  • 通视条件:测站应能同时看到至少两个已知导线点(后视点)和待测目标方向,视线尽量避开风筒、管路、电缆吊挂物和强光源。视线穿越风流时,应缩短边长或选择风门间相对静止的区段。
  • 便于复核:优先选在已知导线点附近,便于用已知边做后视检核;若导线点被破坏或不便架设,可采用偏心观测,但必须记录偏心元素并在内业改正。
测站选择的一个实用经验:先站在候选位置抬头看顶板、低头看底板、平视看两帮,三个方向都确认无隐患、无遮挡后,再放下仪器箱。仪器箱落地前不要开箱,避免粉尘和淋水直接进入。

二、三脚架架设:稳、正、牢

三脚架的架设质量直接决定整平的难易和观测过程中的稳定性。井下架设的要点是“腿距适中、架头大致水平、脚尖踩实、连接可靠”。

  1. 展开与调腿:将三脚架三条腿张开至约与地面成 60°~70°,架头高度大致与观测者胸口齐平(约 1.3~1.5 m),便于俯仰观测。先粗调三条腿的长度,使架头目视大致水平。
  2. 踩实脚尖:在实底上,将三个脚尖用力踩入或用脚掌压紧;在浮渣底板上,应先清除表层浮渣再踩实,必要时在脚尖下垫小块木板或石块增大承压面积。井下底板常有水,脚尖应避开积水坑,防止浸泡后下沉。
  3. 检查连接:确认架头连接螺旋拧紧、三条腿的锁紧螺栓全部锁死,轻推架头不应有晃动。若三脚架有松动或木质架腿开裂,应更换,不得用铁丝临时绑扎后继续使用。
  4. 架设位置:仪器中心应尽量对准测站点标志(如导线点钉、木桩钉),偏差控制在便于后续对中的范围内,一般粗对中偏差不超过 5 cm,可大幅减少整平与对中的反复调整。

三、对中与整平:交替逼近,先粗后精

对中与整平是相互影响的两个动作:整平会带动仪器中心轻微移动,对中调整又可能破坏水准管气泡。正确做法是“粗对中—粗整平—精对中—精整平”交替逼近,而不是一次到位。

粗对中:将仪器安装到架头上,拧紧中心连接螺旋。通过光学对中器或激光对点器观察测站点标志,松开中心螺旋,平移仪器(不要旋转)使标志进入对中器视场中心附近,再拧紧螺旋。

粗整平:伸缩三脚架腿,使圆水准气泡居中。注意伸缩架腿时动作要轻,避免仪器滑落;三条腿交替调整,不要只动一条腿。

精整平:转动仪器照准部,使长水准管平行于任意两个脚螺旋的连线,双手同时向内或向外转动这两个脚螺旋,使气泡居中;再将照准部旋转 90°,转动第三个脚螺旋使气泡居中。如此反复,直到照准部旋转到任意位置气泡偏离均不超过 1 格。

精对中:精整平后重新观察对中器,若标志偏离中心,稍微松开中心螺旋,平移仪器使标志精确对准测站点,再拧紧螺旋,并复查水准管气泡。通常需要 2~3 轮交替才能同时满足对中与整平要求。

井下常见错误:为图省事只做圆水准器粗整平就开机观测,或对中后不再复查气泡。长水准管气泡偏离 1 格,在 50 m 边长上可能带来数毫米至厘米级的水平角与高差误差,对贯通测量是不可接受的。

四、防爆电池安装与检查

防爆全站仪使用专用本安型或隔爆型电池组,其安装与检查有明确的规范要求,不能与普通地面仪器电池混用。

  • 安装前检查:检查电池外壳有无裂纹、变形、鼓包,密封圈是否完好、有无老化开裂;检查电池触点是否清洁、无氧化和积水。井下环境潮湿,触点受潮会导致接触电阻增大甚至打火,必须擦干后再安装。
  • 安装操作:在仪器断电状态下,将电池组按标识方向推入电池仓,听到锁扣到位声或确认锁紧装置闭合。严禁在井下带电插拔电池,严禁敲击、摔打电池组。
  • 电量检查:开机后查看电量指示,确认电量满足本次作业需求。一般应保证电量不低于 50%,并随身携带一块充满电的备用电池。备用电池应装在防潮袋内,避免与金属工具混放造成短路。
  • 防爆完整性检查:确认电池仓盖密封良好、紧固螺栓齐全并拧紧,隔爆面不得有划伤、锈蚀,不得涂覆普通润滑脂。若发现密封圈缺失或隔爆面损伤,该仪器不得在井下使用,应升井检修。

为便于现场执行,可将本节关键控制点整理为如下检查表,架设完成后逐项确认再开机观测。

检查项合格标准不合格处理
测站顶板与两帮无活矸、片帮、淋水,支护完好换站或先处理隐患
三脚架稳定性脚尖踩实,架头无晃动,锁紧螺栓到位重新架设或更换三脚架
对中偏差测站点标志位于对中器中心平移仪器重新对中
长水准管气泡任意方向偏离不超过 1 格重新精整平
电池外观与触点无裂纹鼓包,触点清洁干燥更换电池
电池仓密封与锁紧仓盖密封良好,锁扣闭合,螺栓齐全停止使用,升井检修
电量不低于 50%,备用电池随身更换满电电池

上述四个环节完成后,仪器才具备开机观测的条件。需要强调的是,井下作业中“稳”比“快”更重要:一次规范的对中整平通常只需几分钟,而因测站不稳或对中偏差导致的返工,往往要付出成倍的工时。下一节将在仪器安置完成的基础上,进入开机自检与参数设置环节。

井下测站准备与仪器安置:四环节控制关系 巷道断面(示意) ① 测站选择 顶板/两帮安全 底板稳固 · 通视良好 靠近已知导线点 ② 三脚架架设 腿距 60°~70° 脚尖踩实 · 锁紧到位 架头大致水平 ③ 对中整平 粗对中→粗整平 精对中→精整平 气泡偏离 ≤ 1 格 ④ 防爆电池安装检查 外壳/密封圈/触点检查 断电安装 · 锁扣闭合 电量 ≥ 50% · 备用电池 具备观测条件 对中准 · 整平好 供电可靠 · 防爆完整 注:对中与整平需交替逼近,通常 2~3 轮;任一检查项不合格,均不得开机观测。