盐井一矿-50m水平回风大巷大型贯通测量技术方案

盐井一矿-50m水平回风大巷大型贯通测量技术方案

邹光明  

（四川省安全科学技术研究院   四川成都   610041）

摘要：文中介绍了天弘矿业公司盐井一矿-50m水平回风大巷大型贯通测量方案及误差预计，通过方案的实施和贯通测量工程的验证，方案在实际应用中取得了良好的效果，证明了贯通测量方案中的各项措施有效、可行。为今后其他大型贯通测量方案的选择，提供了合理、可靠的技术依据。

关键词：贯通；测量；方案；误差；预计

盐井一矿-50m水平回风大巷，是矿井-50m水平、-150m及以下水平的主要回风大巷，-50m水平回风大巷的顺利贯通，将保证矿井通风系统的顺利构建，缓解了井下多碛头施工风量不足、工程进度缓慢等问题，同时为矿井顺利投产打下了坚实的基础。该贯通工程施工的巷道总长为3.652k m，包括副斜井、回风斜井，-50m水平回风大巷、-50m水平运输巷等。-50m水平回风大巷贯通测量导线全长约6.058km，其中井下导线长度约3.652 km，地面导线长度约2.406km，共有测站30个，属大型贯通测量工程。

1工程概况贯通测量方案的选择

-50m水平回风大巷贯通工程，两个施工队采用相向掘进，碛头施工采用YT29气腿式凿岩机进行全断面钻爆法作业。一碛头从回风斜井开口，以-27°坡度、139°方位角施工下山至-50m水平回风斜井下平巷，2005年底由重煤五处盐井一矿项目部开工负责掘进施工。另一碛头从副斜井开口，以-25°坡度、190°方位角，施工下山至-50m水平下车场位置，2005年底由重煤十处盐井一矿项目部开工负责掘进施工，最后在-50m水平回风大巷二石门以南311米处贯通。

根据《煤矿量规程》规定要求贯通相遇点K在水平重要方向上的允许偏差不得超过0.3m；在高程上的允许偏差不得超过0.2m。

井下基本控制导线概述：导线一侧从地面四等控制点YK4、YK5，联测地面一级导线至回风斜井F0；从回风斜井井口F0-回风斜井变坡点F1-回风斜井落平点F2- -50m水平回风大巷--50m水平运输大巷- 副斜井落平点 T1- 副斜井井口T0为7″级导线；地面四等控制点L2、YK1-近井点J1-副斜井井口T0为地面一级导线，最后形成7″级附合导线和井下三角高程测量均进行了严密平差。（图1为贯通工程示意图）

图1      贯通工程示意图

在平面控制测量中，选用7″级复测支导线作为预计中主要的设计导线即回风井侧F0-Pm9段和副斜井侧T0-Pm16段导线。YK4- F0和L2- T0在设计中布设成5″级复测支导线。在高程控制测量中，因有两段斜井，故采用三角高程测量的方法，设计中各导线点监做高程点。

本次贯通测量严格按照《煤矿测量规程》规定进行独立施测两次。测地面一级导线、井下7″级基本控制导线和井下三角高程，均采用徕卡TCR802防爆全站仪，测距和垂直角测量均采用三角架法往返观测，取其平均数作为终值。仪器标称精度测角中误差为±2〃，测距精度是±(2mm+2ppm×D)。实测过程中操作步骤和各项技术限差仪器观测记录、计算的取位，符合《煤矿测量规程》规定。

2贯通测量中误差分析

重要方向的选定：以-50m水平回风大巷预计贯通段巷道中线即Pm9- Pm16导线点连线为Y轴，以贯通点K为坐标原点，做过K的垂直于Y轴的直线，以北方为正，定为X轴，即水平重要方向。贯通的误差预计值，均采用中误差值的两倍。

计算中所用的实测边长均从台账中查取，设计边长，及R y 、、L等一律从预计图中量取。计算中所用各种参数的说明如下：mβ为四等导线边测角中误差（四等导线mβ=±2.5″）；mβ5″为地面联系测量测角中误差（一级导线mβ5″=±5″）；mβ7″为井下测角中误差（7″级导线mβ7″=±7″）；R y为K点与各导线点的连线在Y轴上的投影；L为导线的边长；为导线各边与X轴所夹锐角；为取206265″；mL为导线边长的测距中误差，以mm为单位；地面三角高程测量每km长度的中误差为Mh=±40mm；井下三角高程测量每km长度的中误差为Mh=±50mm。

2.1水平重要方向上的误差预计

2.1.1导线测角、量边引起的中误差

(1)预计导线测角中误差

根据公式

地面5″级导线：

Mxβ5″=  ±

        = ±0.0869（m） = ± 86.9（mm）

井下7″级导线：

Mxβ7″=  ±

        = ±0.1463（m） = ± 146.3（mm）

预计导线测角中误差：

Mxβ= 

     = ±0.1702（m）= ± 170.2（mm）

(2)预计导线量边中误差

mL = 2 + 2 * 10-6 * L（其中L为导线长度，以mm为单位）

地面5″级导线：

Mxl5″=

     = =  ± 2.5（mm）

井下7″级导线：

Mxl7″=

     = =  ± 7.29（mm）

预计导线量边中误差：

MxL 

= 

     =  ± 7.71（mm）

由于预计导线测角和测边相互独立，因此测角和测边引起的K点在X方向的中误差：

MxK‘= 

      =  ± 170.4（mm）

由于该工程贯通精度要求较高，采用两次独立施测。

MxK  =  ± MxK‘/ =  ± 120.5（mm）

2.1.2起始方位角引起K点在水平重要方向上的中误差

（1）起始边YK4-YK5引起的中误差

根据公式

     =  ±

       = ±0.0056（m） = ± 5.6（mm）

由于该工程贯通精度要求较高，采用两次独立施测。

MXyk5  =  ± 5.6 / =  ± 4.0（mm）

（2）起始边L2-YK1引起的中误差

     =  ±

       = ±0.0227（m） = ± 22.7（mm）

由于该工程贯通精度要求较高，采用两次独立施测。

MXyk1  =  ± 22.7 / =  ± 16.0（mm）

2.1.3 K点在水平重要方向上的中误差和预计中误差

K点在平面测量中，受测角、量边、起始方位角误差的综合影响中误差为：

MX=

= ≈ ± 121.6（mm）

K点在水平重要方向上的预计中误差：

             M预  =  ± 2 MX≈ ± 243（mm）

2.2高程重要方向上的预计中误差

K点在垂直重要方向上的中误差和预计中误差

根据公式

地面三角高程测量：

M地‘ = ± 38.9（mm）

由于该工程贯通精度要求较高，采用两次独立施测。

M地  =  ± M地‘/ =  ± 27.5（mm）

井下三角高程测量：

= ± 107.2（mm）

由于该工程贯通精度要求较高，采用两次独立施测。

M井  =  ± M井‘/ =  ± 75.8（mm）

预计三角高程测量中误差：

MH   = 

     =  ± 80.6（mm）

高程在垂直重要方向上的预计中误差：

          M预  =  ± 2 MH  ≈ ± 161（mm）

3应用效果分析

该工程从2005年12月开始施工，到2010年6月1日全线贯通，其贯通误差及有关参数如表1。

表1    贯通工程实际误差及有关参数表

因本工程为两井相向贯通，按照《煤矿测量规程》规定重要贯通巷道贯通测量中应考虑，导线边长归化到投影水准面的改正和投影到高斯-克吕格平面的改正问题（简称两项投影改正），本次贯通测量边长数据均采用两项投影改正，改正后边长数据再参与导线计算。计算往返测量高差互差时，在比较前需加入地球曲率改正和折光差的影响。

从工程效果来看，采用高精度全站仪增加测回数提高精度；采用三角架法观测，利用高精度全站仪测边提高精度。因巷道在施工的过程中不断的出现顶掉、片帮，施工队对巷道进行第二次喷浆作业，在此作出中7″级控制点未得到有效保护不断被遮盖和破坏，造成在下次延测7″级导线时须重新埋设铁桩。随着工程的进度需及时补测被破坏7″级导线点和延测新增7″级导线点，从而增加了测量次数。同时本次测量由一名测量工程师、一名测量技师和两名测量助理工程师带队施测，及时指导培训，提高了人员素质，保证了贯通测量的可靠性。

4结论

(1)通过对此贯通方案精度预计，得到水平重要方向的预计中误差为± 243mm < ± 300mm（允许误差），高程重要方向的预计中误差为± 161mm < ± 200mm（允许误差），证明该贯通方案切实可行。

（2）此贯通方案在实际中取得了良好的效果，指导了贯通工作的顺利完成，为今后其他大型贯通测量方案的选择，提供了合理、可靠的技术依据。

参考文献：

【1】孙洁艳.传统测量技术在井巷贯通中的应用【J】矿山测量，2009（5）.

  【2】黄立人.导线网精度预估问题的探讨【J】测绘科学，2007（5）.

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