贯通测量论文

1、阳泉职业技术学院资源系毕业设计阳泉职业技术学院毕业设计说明书毕业生姓名：张鑫专业：工程测量技术学号：080422099指导教师：薛迎春所属系（部）：资源开发系二一年五月阳泉职业技术学院毕业设计评阅书题目： 矿山贯通测量 资源开发系系 工程测量技术 专业 姓名 张鑫 设计时间：2011 年3月8日2011 年5月16日 评阅意见：成绩： 指导教师：（签字） 职务：201 年月日阳泉职业技术学院毕业设计答辩记录卡资源开发 系 工程测量技术 专业 姓名张鑫答 辩 内 容问 题 摘 要评 议 情 况 记录员： （签名）成 绩 评 定指导教师评定成绩答辩组评定成绩综合成绩注：评定成绩为100分制，指导教

2、师为30%，答辩组为70%。 专业答辩组组长：（签名） 201 年月日前言1第一章 一缘煤矿概况2第一节2一、交通位置2二、水文地质3第二节 煤层埋藏特征7第三节 井田境界及储量8一、井田境界及确定依据8二、井田尺寸8三、储量9第二章 贯通测量概述9第一节 贯通测量9第二节 第一贯通方案11一 贯通测量方法11二 贯通误差预计14三 减小误差措施18第三节 第二贯通方案19一 贯通测量方法19二 贯通误差预计23第三章 最优方案的选择29第一节 在平面控制方面29一 平面控制的精度29二 工程预算29第二节 在井下控制方面29第四章 井巷贯通允许偏差和误差预计参数30第一节 贯通允许偏差的确定

3、30第二节 贯通测量误差预计31第三节 两井间巷道贯通误差预计参数32第五章 结论和建议35致谢37前言 贯通测量，尤其是大型巷道贯通测量是矿山测量工作的一项重要工作，贯通工程质量的好坏，直接关系到整个矿井的建设、生产和经济效益，为了加快矿井的建设速度、缩短建井周期、保证正常的生产接替和提高矿井产量，经常采用多井口或多头掘进，这样就会出现两井间或井田的长距离巷道贯通测量，所以两井间贯通测量就成为了矿井生产中必不可少的一项工作。 近50年来，随着电子技术、计算机技术、光机技术和通讯技术的发展，测绘仪器制造也得到了长足进展，其高科技产品代表之一就是电子全站仪。全站仪是当前比较流行，也比较实用的测绘

4、仪器。应用全站仪与传统的科技手段和地质勘探技术理论相结合，在矿山勘探、设计、开发和生产运营的各个阶段，对矿区地面和地下的空间、资源和环境信息进行采集、存储、处理、显示、利用，将极大地提高资源勘探的效率，降低成本，减少人力物力，使矿区开采更加有效地进行。国际上矿山测量仪器正向着多功能、小型化、数字化和全自动化方向发展。目前国内外两井贯通理论比较成熟，两井间贯通必须遵循以下原则：1 .在确定测量方案和方法时，应保证贯通所必须得精度，过高和过低得精度要求都是不可取得。2. 对完成得测量和计算工作均要有客观得检查，如：进行不少于两次独立测量；计算由两人分别进行或采取不同得方法，不同计算工具等。在此，我

5、们做了一缘煤矿两井贯通测量。矿井的顺利贯通加快了了矿井的建设速度，缩短了建井的周期、保证了正常的生产交替并且提高了矿井的年产量。第一章 一缘煤矿概况第一节一、交通位置山西潞安集团和顺一缘煤业有限责任公司，位于和顺县义兴镇凤台村，东距县城约2.5km，行政区划属义兴镇管辖，其地理坐标：东经：113°3038113°3156，北纬： 37°191437°2128阳泉黎城（207国道）公路从井田南部边界外侧通过。阳涉铁路从井田南侧外通过紧邻阳涉铁路和顺发煤站，交通十分方便。二、水文地质（一）井田水文地质及地质构造情况井田区域位置处于太行山隆起带与沁水拗陷带的交

6、接部位中部，为碳酸岩和变质岩组成的南北展布的中高山区，向西地势降低为低山丘陵区，石炭二迭系碎屑岩大片出露，间或有新生界松散沉积物覆盖，上述分布的各时代的地层基本构成了区域的三大主要含水层系。1、碳酸盐含水层系该岩系厚度大，分布广，其中中奥陶统灰岩因其局部层段岩溶比较发育而成为主要含水层段，其所含丰富的岩溶裂隙水是区域主要地下水资源。2、碎屑岩含水层系区域内石炭、二迭系地层广泛分布，其中粒度较粗的中、粗粒砂岩、砾石多达十余层，因其具有较好的孔隙度，特别是裂隙比较发育时往往成为较好的含水层，区域内该层系多有大小不等的泉水出露，说明该含水层具有一定的含水性。3、新生界松散含水层主要分布于区域内大小河

7、流的河床及两侧阶地，其松散的沙砾岩层具有良好的储水条件，含水丰富，农用水井或居民水源井多凿于该含水层，为区域主要含水层之一。区域内地表河流主要有清漳东源河、清漳西源河及松溪河，清漳东、西源河为清漳河上支流，松溪河，均属海河水系，为区域含水层的重要补给来源之一，区域含水层的另一重要补给来源于大气降水、沿孔隙或构造裂隙渗入，补给条件因地而异。（二）井田水文地质条件1、地表径流井田内地表河流不发育，大部分沟谷平时干涸无水，只有雨季时才有洪水沿沟排泄。在井田南部边界有庙沟，为清漳东源河上支流，为季节性干沟。2、含水层（1）奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层奥陶系分布在井田深部无出露，根据上元井田钻孔揭露，岩性主

8、要为灰一浅灰色石灰岩，下部裂隙较发育，局部有溶蚀现象，根据上元井田314号水文孔钻进奥灰深部163.90m，奥灰水位标高800m，推定奥灰水位北东高，西南低，奥灰水位向西南径流，据此在区域内井田属辛安泉域的补给径流区。井田内奥灰水位标高800m。（2）上石炭统太原组灰岩裂隙含水层井田范围内，太原组中下部普遍含有三层石灰岩，即K2、K3和K4灰岩，厚度分别为2.009.88m，0.506.00m和1.8012.55m，K2、K3灰岩质纯，K4灰岩局部含泥质节理发育，并有溶蚀现象，距钻孔简易水文观测：南窑402号钻孔钻至该层位时冲洗消耗量1.28.4m3/h，说明太原组灰岩在局部地段岩溶裂隙较为发

9、育。据上元井田对该组抽水试验，单位涌水量Q=1.8×10-41/s.m，渗透系数为0.00148m/d，含水性不大，其水质类型为HCO3K.Na型。通过南窑302号水文孔太原组含水层抽水试验，试验结果水量微弱，基本为干孔，静止水位埋深117.67m。（3）下二迭统山西组砂岩孔隙一裂隙含水层山西组平均厚度74.18m，包括顶界K8砂岩，一般含粗粒砂岩24层；砂岩厚度躲在25层之间，个别可达12.5m，据钻孔岩芯鉴定可知：砂岩少，裂隙发育，其中K8砂岩粒度较粗，厚度最大，为该段主要砂体，底界K7砂岩为中细砂岩，局部裂隙发育，在南窑401一号孔钻至K8 、K7层位时冲洗液消耗达7.5 m3

10、/h和11.7m3/h，据上元井田对该组砂岩进行抽水试验，单位涌水量0.1L/s，渗透系数0.0133m/d,水质类型为SO4K.Na，PH=8.89（4）基岩风化裂隙含水层井田内下石盒子组大面积出露，经长期风化剥蚀，风化裂隙发育，直接受大气降水补给，含水性强。（5）第四系砂砾层含水层主要为较大沟谷中的河床砂砾层，通过河流的下渗及大气降水直接补给，含水比较丰富，大多民用水井取此水。3、井田主要隔水层（1）中石炭统本溪组隔水层组主要由铝土泥岩、泥岩、砾质泥岩组成，厚度11.025.4m，岩性致密，层位稳定，具有较好的隔水性。（2）上石炭统太原组底部泥质隔水层组位于15号煤层之下，由泥岩、铝制泥岩

11、等铝质组成，厚度12.0024.28m，质地致密，发育普遍，隔水性好。（3）二迭系山西组、下石盒子组层间隔水层为相间于各砂岩含水层之间的泥岩、砂质泥岩、铝质泥岩等。4、影响井田水文地质的构造因素井田地层走向为NNW向，倾向为NW向的简单单斜，倾角7°10°。但根据邻区资料，小型正断层和陷落柱较为发育，对上、下含水层具导水性能。5、补给和排泄条件（1）补给条件井田地下水的补给来源主要为大气降水，局部为河流下渗补给。奥灰水的补给则主要靠区域地下水的渗透补给。（2）排泄条件浅层地下水的排泄主要靠泉、民用井等，另外沿构造带补给亦为上部不含水层的排泄途径之一。深层地下水的排泄，太原组

12、灰岩裂隙水部分以生产矿井涌水量抽地表水，部分沿地层倾向上运移，向更深一层排泄。6、井田水文地质类型根据该矿资源整合矿井地质报告，15号煤层其顶板以上有三层石灰岩（K2、K3 、K4）含水层，据上元煤矿对太原组K2、K3 、K4石灰岩含水层抽水试验，其三层石灰岩含水层含水性弱，对煤层开采影响较小。据该煤矿现开采15号煤层调查，矿井涌水量主要为煤层顶板以上K2石灰岩岩溶裂隙含水层，矿井水通过冒落带裂隙下渗进入井下坑，涌水量不大，矿井涌水对煤层开采影响较小。井田奥灰岩溶裂隙含水层水，水量较丰富，其水位标高为800m，井田北部15号煤层最低底板标高（780m），局部带压开采，奥灰岩溶水对井田北部15号

13、煤层开采有影响。本井田水文地质条件简单，各充水含水层富水性均较弱，地表水体不发育，只有雨季才有短时水流。因此，生产矿井矿坑水主要来源于煤层顶板裂隙渗水。第二节 煤层埋藏特征本井田所在区域位于我国东部新华夏构造体系第三隆起带中段，即太行山隆褶带，本区域总的构造线走向为NEE，地层总体向NNW倾斜。区域内构造形体大致可分为东部以大逆断裂为主的太行断裂带，中部平缓开阔的波状褶曲带及西中部密集型断裂区等三个构造区带，本井田则位于波状褶曲带之东部。本井田构造简单，地层展布基本呈一走向北北东，倾向北北西得单斜构造，倾角平缓，一般在7°10°之间，井田内未发现断层。无岩浆岩活动，构造简单

14、，为一类。井田内可采煤层共2层，为太原组8、15#煤层，井田批准开采煤层为8、15#煤层。1、8#煤层位于太原组上部，全区发育较稳定，大部可采，煤层厚度01.75m，平均1.25m，局部含1层夹矸，夹矸厚0.300.43m。顶板为砂质泥岩，底板为粉、细砂岩。为本矿批采煤层，目前已部分采空。2、15#煤层位于太原组下部，全区发育稳定可采，煤层厚度3.705.81m，平均4.87m，含12层碳质泥岩夹矸，夹矸厚度0.280.46m。顶板为泥岩、砂质泥岩，底板为砂质泥岩。为本煤矿批采煤层，目前正在开采此煤层。第三节 井田境界及储量一、井田境界及确定依据根据山西省煤炭资源整合有偿使用工作领导组办公室文

15、件晋煤整合办字【2007】11号，关于对申请调整煤炭资源整合和有偿使用方案的批复意见，批准整合后生产能力为450Kt/a。根据山西省煤炭工业局檔晋煤行发【2007】114号，批准整合后生产能力为450-900Kt/a。以及山西省国土资源厅2007年7月15日颁发的1400000722311号采矿许可证，和顺县凤台联营煤矿二坑与和顺县凤台联营煤矿整合，整合后批准开采8#、15#煤，井田面积5.6898km2。二、井田尺寸该矿现采15#煤层，开采煤层为厚煤层，煤层倾角7-10°左右，属缓倾斜煤层，构造属简单类，瓦斯涌出量较大。矿井井型应有合理的服务年限，同时与煤层开采条件、采用的开采方法

16、相关，根据矿井批准开采的煤层群赋存情况，15#煤层拟按单水平进行开拓。根据矿井煤层赋存情况，矿井采用单水平进行开拓，依据山西省煤炭工业局檔晋煤行发【2007】114号，本设计矿井井型确定为900kt/a。矿井设计服务年限按下式计算：T=ZK/KA式中：T矿井服务年限，年K储量备用系数，矿井地质条件简单，取1.3A矿井设计生产能力，900kt/年ZK设计可采储量，25252kt经计算，全矿井服务年限为21.5年。三、储量1、地质储量矿井批准开采8、15#煤层，8#煤层大部分已大部分采空，剩余储量集中在井田南侧，为局部可采煤层。矿井现采15#煤层。根据山西省煤炭地质公司2006年6月提交的资源整合

17、矿井地质报告，井田内8#煤层保有地质储量为1620kt，15#煤层保有地质储量为35630kt。可采储量25252kt。第二章 贯通测量概述第一节 贯通测量采用两个或多个相向或同向的掘进工作面分段掘进巷道，使其按设计要求在预定地点彼此结合，叫做巷道贯通。在煤矿开采过程中,贯通测量是矿井建设发展的重要一环。由于贯通测量工作涉及地面和井下,不但要为矿山生产建设服务,也要为安全生产提供信息,以供管理者做出安全生产决策。贯通测量的任何疏忽都会影响生产,甚至可能导致事故的发生。因此，贯通测量是一项非常重要的测量工作，测量人员所肩负的责任是十分重大的。如果因为贯通测量过程中发生错误而导致巷道未能正确贯通，

18、或贯通后结合处的偏差值超限，都将影响巷道质量，甚至造成巷道报废，人员伤亡等严重后果，在经济和时间上给国家造成重大的损失。因此，要求测量人员一丝不苟，严肃认真对待贯通测量工作。贯通测量工作中一般应当遵循下列原则：1要在确定测量方案和测量方法时，保证贯通所必须的精度，既不能因精度过低而使巷道不能正确贯通，也不能因盲目追求过高精度而增加测量工作量和成本。2 对所完成的每一步测量工作都应当有客观独立的检查校核，尤其要杜绝粗差。贯通测量工作的主要任务包括：根据贯通巷道的种类和允许偏差，选择合理的测量方案和测量方法。重要贯通工程，要进行贯通测量误差预计。根据选定的测量方案和测量方法进行各项测量工作的施测和

19、计算，以求得贯通导线最终点的坐标和高程。各种测量和计算都必须有可靠的检核对贯通导线施测成果及定向精度进行必要的分析，并与误差估算时所采用的有关参数进行比较。若实测精度低于设计的要求，则应重测。根据求得的有关数据，计算贯通巷道的标定几何要素，并实地标定贯通巷道的中线和腰线根据掘进工作的需要，及时延长巷道的中线和腰线。定期进行检查测量和填图，并根据测量结果及时调整中线和腰线。巷道贯通后，应立即测量贯通实际偏差值，并将两边的导线连接起来，计算各项闭合差。还应对最后一段巷道的中腰线进行调整。重要贯通工程完成后，应对测量工作进行精度分析，作出技术总结。第二节 第一贯通方案一 贯通测量方法在地面两个近井点

20、选用GTS-102N全站仪进行测量，依据煤矿测量规程、三角高程测量规范，确定贯通容许误差为：垂直方向±0.20m,水平方向±0.5m1 平面控制测量方案：地面控制网是地下工程特别是矿井贯通工程正确性的基础。地面控制测量的基本任务是根据地下工程特点和需要，在地面布设一定形状的控制网，并精密测定其地面位置。地面控制测量的目的是为了控制全局，限制测量误差的传递和积累，保障测量工作的相对精度8。 施测方法：我们使用的是导线网，把导线布设成网形或闭合环形。5复测导线,施测等级四等,使用仪器为智能型全站仪，作业限差按照7经纬仪导线的限差来进行7。2 地下控制测量方案：由于是在井下巷道中

21、测量，所以不能像地面那样布置成三角或三边网、边角网，智能设立导线或导线网作为井下平面测量控制。所以，井下平面控制测量实际上就是导线测量，我们采用和井上控制测量相同的方法来进行井下平面控制测量。3 矿井联系测量方案：为了将地面坐标导入井下，我们在主副井之间采用两井定向，具体做法如下：地面设立连接点、近井点K, 通过联系测量将地面的平面坐标、方位角及高程传递到井下永久点上,作为井下控制测量起始数据。井口水准基点的高程测量,按四等水准测量的精度要求测设。作业限差如表3所示。表2-1-1水平方向观测要求及限差表等级 仪器类型观测方法 测回数光学测微两次重合读数之差 半测回归零差 一测回内2C互差同一方

22、向值各测回互差四等 J2 方向 93 8 13 9联系测量的具体做法如下图所示：图2-1-2两井定向示意图在两个立井个悬挂一根垂球线A和B，由地面控制点布设导线测定两垂球线A、B的坐标，内业计算时，首先由地面测量结果求出两垂球线的坐标，、，并计算出A、B连线的坐标方位角和长度 因地下定向水平的导线构成无定向导线，为解算出地下个点的坐标，假设A为假定坐标系的原点，A1边位假定坐标纵轴轴方向，由此可计算出地下各点 在假定坐标系中的坐标，并求出A、B连线在假定坐标系中的坐标方位角及长度，即= 式中H竖井深度R地球的平均曲率半径。应小于地面和地下连接测量中误差的2倍。则=依此可重要计算出地下各点的坐标

23、，由于测量误差的影响，地下求出的B点坐标与地面测出的B点坐标存有差值。如果其相对闭合差符合测量所要求的精度时，可进行分配，因地面连接导线精度较高，可将坐标增量闭合差按边长或坐标增量成比例反号分配给地下导线各坐标增量上。最后计算出地下各点的坐标。风井联系测量，我们采用了一井定向的方法。具体方法类似两井定向方法，不同之处在与一井定向采用一井内投入钢丝。4 地面及井下高程控制测量方案：井下高程控制分为级和级控制， 级控制是为了建立井下高程测量的首级控制，其精度较高，基本上能满足贯通工程在高程方面的精度要求，级水准测量的精度较低，作为级水准点的加密控制，主要是为了满足矿井生产的需要。操作方法：利用全站

24、仪进行四等测三角高程进行。施测前必须对所使用的仪器进行检校，检校完后将仪器架在测站上，中丝法对向观测三测回。井下高程测量使用的仪器、工具与地面高程测量基本一样, 测量等级:五等电磁波测距三角高程。5 井下导线高程测量方案：因为b1L25属于斜巷，所以我们采用三角高程测量，因为L25L1属于平巷，所以我们采用传统水准测量。6 导入高程方案：为使地面与地下建立统一的高程系统，应通过斜井、平硐或竖井将地面高程传递到地下巷道中，该测量工作称为高程联系测量（也可称为导入高程）。因为是立井，所以我们才用的是长钢尺法导入高程。具体方法如下：将经过检定的钢尺挂上重锤（其重力应等于钢尺检定时的拉力），自由悬挂在

25、井中。分别在地面与井下安置水准仪，首先在A、B点水准尺上读取读数a、b，然后在钢尺上读数m、n（注意，为了防止钢丝上下弹动产生读数误差，地面与地下应同时在钢尺上读数），同时测定地面、地下的温度和。由此可求得B点高程: 式中为钢尺改正数总和(包括尺长改正、温度改正、自重伸长改正)。其中钢尺温度改正计算时，应采用井上下实测温度的平均值。钢尺自重伸长改正计算公式为： 式中钢尺长度，=m-n钢尺悬挂点至重锤端点间长度，即自由悬挂部分的长度；钢尺的密度，r=7.8g/E钢尺的弹性模量，一般取为kg/当钢尺悬挂重量与钢尺检定时的拉力不相同的话，还应加入拉力改正。二 贯通误差预计因为我们测量采用的是GTS-

26、102N全站仪进行测量，它的测角中误差为2，测距精度为±（2mm+2ppm×D）m.s.e.1 贯通相遇点K在水平重要方向x上的误差预计：地面光电测距导线的测角和测边误差引起K在x轴上的误差预计：根据该矿300条导线4个测回的实测资料分析：取测角中误差=测角误差的影响：Mxß上=±×=±×6161=0.149m因为进行的是两次独立测量所以测角误差的影响Mxß平上=0.105m测边误差的影响 地面量边误差：按导线平均边长500m，按我们使用的GTS-102N全站仪的测距标称精度取=0.002+2××

27、;500=±3mm具体的导线与X轴之间的角列表如下:为了避免图纸的混乱，我们没有在图上进行标出，我们在下表列出： 表2-2-1 导线与X轴之间的夹角以及余弦值编号160°0914-0.940180°0000-1195°2601-0.964150°0926-0.866197°4522-0.952162°2345-0.954102°5147-0.22596°0107-0.105100°4704-0.18781°1103-0.15696°0918-0.10564°3335

28、0.431335°52270.914 由上表可计算出：量边误差引起的K点在x方向上的误差大小为：=±=0.008m因为进行的是两次独立测量，所以=0.006m定向误差引起K点在x轴上的误差预计：主副井两井独立两次定向平均值的误差所引起的K点的误差井下导线测量误差引起K点在x轴上的误差（角度独立测量两次） mß下井下导线测角中误差，我们这里取7测角误差：= =0.222m量边误差的影响： 按导线平均边长200m，根据仪器的标称精度ml下=0.002+2×10-6D=±2.4mm。M´xl下=0.008m因为进行的是两次独立测量所以算术平

29、均值的中误差为： M´xl下= =0.006m各项误差引起K点在x轴上的总中误差预计公式MxK=±=±0.247m贯通在水平重要方向x上的预计误差（取2倍的中误差）m2 测量误差引起贯通相遇点K在高程上的误差预计公式按规程限差反算四等水准测量每1km的高差中误差=±7mm地面水准测量误差引起的K点高程误差。即导入高程引起的K点高程误差。即井下三角高程测量引起的K点高程误差m贯通在高程上的中误差（以上各项高程测量均独立进行两次）=0.063m贯通在高程上的误差预计。即3 高程测量的误差主要来源于三角高程测量误差和高程导入所造成的，三角高程测量误差主要靠细心

30、，比如用望远镜瞄准时要瞄准中心,水准管的气泡要居中,在巷道中测量时镜站的照明要好。而高程导入误差的主要来源有： 气流对垂球线和垂球线的作用 滴水对垂球线的影响 钢尺的弹性作用 垂球线的摆动面和标尺面不平行 垂球线的附生摆动三 减小误差措施为了减小误差，我们采取了以下措施：1 尽量增大两垂球线间的距离，并选择合理的垂球线位置。例如使两垂球线连线方向尽量与气流方向一致。这样尽管沿气流方向的垂球线倾斜可能较大，但是最危险的方向（即垂直于两垂球线连线方向）上的倾斜却不大，因而可以减少投向误差。2 适当加大垂球重量，这样可以减小晃动3 摆动观测时，垂球线摆动的方向应尽量与标尺平行，并适当增大摆幅，但不宜

31、超过100mm根据相关规程，要求贯通在水平方向上的误差小于0.5m，在高程方向上的误差小于0.2m，所以第一套预计方案满足要求，但是精度较差.第三节 第二贯通方案一 贯通测量方法1 平面控制测量方案：（1） 施测方法：采用GPS进行平面控制。下面我们就介绍一下用GPS机型控制的特点：GPS测量的特点是对点间的边长没有限制，也不要求两点间通视，而且点位精度均匀。它与常规方法相比，具有很大的优越性和灵活性，适合各种地下工程的地面控制测量，尤其适合山岭地区大型隧道和跨河，跨海隧道的地面控制测量2。（2） 网点应满足一定的精度要求合理地确定施测精度标准，既能保证当前工程的需要，又留有适当的余地，同时考

32、虑今后其他工程的可能需要，以便节省人力、物力，提案高工作效益，加快施测进度。（3） 遵循统一的测量规范、按等级标准设计和作业GPS测量定位速度快、相对定位精度高、工作时间短、效益好，是现代的测量方法，必须遵循统一的测量规范，按等级标准设计和作业。国家质量技术监督局发布的全球定位系统（GPS）测量规范中，GPS按其精度划分为六个等级，见下表表2-3-1 GPS测量等级划分级别固定误差/mm比例误差系数 A A30.01 A50.1 B81 C105 D1010 E1020工程控制网一般属D级或E级，相当于国家三等网和四等网。GPS网布设时，除了联测测区内高级GPS点外，不必按常规测量方式逐级布网

33、，可根据实际需要，采用相应的等级规定一次完成全网的布点和施测。当测区内无高级GPS点时，可与测区内或附近的国家大地控制点连测。（4） 网形设计GPS网形设计是施测方案的基础，它侧重考虑如何检核GPS数据质量和保证点位精度。为了检核GPS数据质量，GPS网应当构成闭合环状。闭合环有同步环和异步环之分。两台接收机同时观测相同的卫星，所得同步观测资料可以解算出两站之间的一条基线响亮，将不同时段观测的各基线构成的闭合环叫做异步环。3台接收机同时观测相同的卫星，所得的同步观测资料解算出3个基线响亮构成三角形同步环路，其中只有两条是独立的，一般用K台接收机同步观测时，可解算出k(k-1)/2条基线响亮，其

34、中只有k-1条是独立的。同样，由若干条独立基线构成的闭合环也叫异步环。同步环中由各基线向量构成的坐标闭合差之和等于零，否则基线解算结果有粗差。测量中通常用增加多条观测或附加条件的方法，采用最小二乘法进行平差，以提高点位的精度并增加其可靠性。由独立基线构成的闭合环或增加观测的时段数都可产生多余观测。多余观测数的计算是由独立基线数减去待定点数。设计中总的观测点为m，用k台接收机，在各点做n次观测，则同步观测的次数s=mn/k,独立基线向量数b=(k-1)s=(k-1)mn/k.布设GPS网时应当由异步闭合构成区域性的子环路，然后由若干子环路在构成覆盖整个测区闭合的网环路。每个子环路可以作为施测方案

35、分期观测的依据。每个子环路观测结束后，便可及时评定GPS数据质量。在GPS网设计时应进行时段设计。时段越长，越有可能选取图形强度较好的星组的观测数据。由于卫星的运动和测站随地球自转运动，卫星相对测站的几何图形在不断变化，星组中卫星更替造成时段的自然分段，每一个时段称为一个子时段。为了使观测能处于最佳时段，在技术设计时，可更具测站的概略坐标及卫星星历作外推预报，计算出观测时一天的图形强度因子，找出间隙区，选择最佳观测时段。在GPS网设计时，应尽可能多与高级GPS控制点或国家测设的三角点、水准点进行连测，以便提供数据处理的基准值和成果测量的外部检核。2 地下控制测量方案 地下控制方案我们选择使用导

36、线网作为井下平面测量控制，地下导线测量的作用是以必要的精度建立地下的控制系统，并依据该控制系统可以放样出隧道（或巷道）的掘 进方向。与地面导线测量相比，地下工程中的地下导线测量具有以下特点：（1）由于受巷道的限制，其形状通常形成延伸状。地下导线不能一次布设完成，而是随着巷道的开挖而助教向前延伸。(2) 导线点有时设于巷道顶板，需采用点下对中。(3) 的开挖，先敷设边长较短、精度较低的施工导线，指示巷道的掘进，而后敷设高等级导线对低等级导线进行检查校正。（4） 地下工作环境较差，对导线测量干扰较大。施测方法:采用与方案一相同的方法，即智能设立导线或导线网作为井下平面测量控制。所以，井下平面控制测

37、量实际上就是导线测量。3 矿井联系测量方案联系测量：通过平硐、斜井以及立井将地面的平面坐标系统及高程系统传递到地下，使地面与地下建立统一的坐标系统，该项工作称为联系测量。联系测量工作的必要性在与：（1）保证地下工程按照设计图纸正确施工，确保巷道的贯通。（2）确定地下工程与地面建筑物、铁路、河湖等之间的相对位置关系，保证采矿工程安全生产，同时及早采取预防措施，使地面建筑物、铁路免遭重大破坏。立井平面测量的任务是确定地下导线起算边的坐标方位角和地下导线起算点的平面坐标。高程联系测量的任务是评定地下高程基点的高程。其中测定地下导线起算边的坐标方位角是很重要的环节，而且它对导线终点位置的影响是很大的。

38、我们通常将立井平面联系测量简称为立井定向。4 地面及井下高程控制测量方案施测方法：方案二采取的是与方案一相同的测量方法。5 导入高程方案 我们这里仍然采用长钢尺法导入高程，方法同方案一，在此不作赘述。二 贯通误差预计1地面采用GPS布网时的贯通误差在将GPS用于两井间巷道贯通测量时，可选用E级网或D级网精度来测设两井井口附近的近井点，而且两井近井点之间应尽量通视，南梁、D为两井的近井点，K点为贯通相遇点，这时由于地面GPS测量误差所引起的K点在x轴方向上的贯通误差可按下列公式估算3式中近井点K和D之间的边长中误差，按计算a 固定误差，对于D级及E级GPS网，a10mm；b 比例误差系数，D级G

39、PS网，b10×；E级GPS网，b20；两近井点连线与贯通重要方向X轴之间的夹角。按上面的式子在图中确定相应的参数则有：我们采用的GPS是天宝5700，所以其中的a=0.003m，b=0.5×m所以=±=±0.004m=±0.004×0.629=±0.003m2 地下控制方案我们加测了三条陀螺边a2a3、X28X27、X4X3、X1B三条陀螺边，其中a1a 3为支导线，而剩下X28X27、X4X3之间构成方向附合导线，X4X3、X1B构成方向附合导线我们将a1a3这条陀螺边称为S1，依次为S2、S3、S4。对于S2和S3之间

40、的导线点，我们先将坐标原点移到导线的平均坐标点上，也就是导线的重心上，我们先将之间的导线点的坐标列表如下： 表3-4各导线点的坐标编号 XYX2885234.6717104744.2799X2785408.3690104744.5032X2685528.2937104744.2544X2585735.5297104744.8805X2485983.1400104744.7425X2386151.6635104744.4385X2286303.2680104744.4385X2186439.2884104744.7911 表3-5各导线点的坐标编号 XYX2086539.7015104744.5

41、000X1986539.7015104453.1803X1886539.7015104163.1313X1786539.7015103871.1704X1686539.7015103579.9484X1586539.7012103288.0201X1486539.7015102996.4667X1386539.7015102705.2952 表3-6各导线点的坐标编号 XYX1286539.7015102414.1460X1186539.7903102123.3913X1086539.7903101831.5142X0986539.7903101539.6218X0886828.3617101

42、539.7370X0787116.4723101539.7625X0687298.7672101539.4116X0587522.4548101539.4477X0487660.6201101540.0988X0387792.3356101539.7391由上表得出： =然后再图上找出这个点，然后将坐标原点平移到这个点。过这个点做出新的坐标轴称为，然后在图中作出从X28、X27X3到新轴的垂线对于S3和S4之间也如以上操作：表3-7各导线点的坐标编号 XYX387792.3356101539.8016X287938.5277101539.7370X187939.3467101571.9529X

43、087932.8738101591.2535XC87936.4519101640.6298XB87960.0608101650.0000A88000.0000101650.0000由上表得：=87928.510=101597.600找出相应的坐标，然后过此点做出新的轴，如图纸所示：则mß下井下导线测角中误差，我们这里取7（1）贯通相遇点K在水平重要x方向上的误差预计测角误差：= =0.163m测边误差：量边误差的影响： 按导线平均边长200m，根据仪器的标称精度ml下=0.002+2×10-6D=±2.4mm。M´xl下=0.008m因为进行的是两次独立

44、测量所以算术平均值的中误差为： M´xl下= =0.006m定向误差引起K点在x轴上的误差预计公式 :两井定向一次定向中误差=16261.8255=0.020m各项误差引起K点在x轴上的总中误差预计公式MxK=±0.164m贯通在水平重要方向x上的预计误差（取2倍的中误差）m（2） 测量误差引起贯通相遇点K在高程上的误差预计公式因为在井下和井上高程采用的方法和方案一相同，那么误差预计应与方案一相同，如下：地面水准测量误差引起的K点高程误差。即导入高程引起的K点高程误差。即井下三角高程测量引起的K点高程误差m井下水准测量引起的K点高程误差贯通在高程上的中误差（以上各项高程测量

45、均独立进行两次）=0.043m贯通在高程上的误差预计。即第三章 最优方案的选择经过上述两套方案的讨论，发现两套方案在精度上都满足需要。但是在下面几点上B方案明显优于A方案：第一节 在平面控制方面一 平面控制的精度对于全站仪导线做控制，有很多缺点，首先，测站间必须通视，用人多，测量周期长，且受时间、其后、地形等因素限制，而且用人多所以费用也比较高，相对于全站仪来说，现在流行的GPS精度定位高，可以更加准确的测量出相应的数据，而且观测时间短，测站间无需通视，可提供三维坐标，且不受时间、其后、地形等因素的影响。二 工程预算 控制测量时各类工程建设过程中重要的基础技术工作，传统的大地控制测量方法包括闭

46、合导线、三角网锁、双导线、主副导线、支导线、导线加三角网锁等。高程测量采用水准测量和三角高程测量，多采用三角高程测量。这些传统测量方法的外业测量时间长、需要投入人力较多且效率低下，而且费用较高，精度较低。第二节 在井下控制方面1 测量精度方案一采用的是7导线网来做的控制，控制精度满足精度需要，在水平方向的贯通误差是0.466m，在高程上的贯通误差是0.126m，满足规程规定的在水平方向的贯通误差小于0.5m，在高程上的贯通误差小于0.2m的精度要求，方案二采用的是15导线加测陀螺边的方法，在水平方向的贯通误差是0.328m，在高程上由于和方案一采用相同的方法，所以在高程上的贯通误差也是0.12

47、6m，在方案二中我们加测了S1、S2、S3、S4四条陀螺边，由于陀螺边的加测，使我们的贯通精度大大的提高9。2 测回数在第一套方案中，由于我们只是采用的7导线网作为井下贯通的控制网，所以我们需要多测几个测回才能保证测量的精度，而方案二中由于我们采用的是15导线加测陀螺边的方法，所以我们采用导线独立测量两个测回，然后加测陀螺边就能满足精度的需要，所以方案二的应用使测量工作更加的简单，而且在工程预算方面，方案二的使用，也使测量成本大大的降低。综上所述，B方案在精度方面及工程预算方面都要优于A方案，说明采用新技术、新一期，不仅精度比常规仪器的方法要高出很多，而且在资金、人员使用上都要节省。所以本次贯

48、通测量选用B方案。第四章 井巷贯通允许偏差和误差预计参数第一节 贯通允许偏差的确定井巷贯通一般分为一井内巷道贯通、两井之间的巷道贯通和立井贯通3种类型。凡是由一条导线起算边开始，能够敷设井下导线到达贯通巷道两端的，均属于一井内的巷道贯通。两井间的巷道贯通，是指在巷道贯通前不能由一条起算边向贯通巷道的两端敷设井下导线，而只能由两个井口，通过地面联测、联系测量，再布设井下导线到待贯通巷道两端的贯通。立井贯通主要包括从地面及井下开凿的立井贯通和延深立井时的贯通1。贯通巷道接合处的偏差值，可能发生在3个方向上：1 水平面内沿巷道中线方向上的长度偏差。2水平面内垂直于巷道中线的左、右偏差。3 竖直面内垂

49、直于巷道腰线的上、下偏差以上三种偏差中，第一种偏差只对贯通在距离上有影响，对巷道质量没有影响；后两种偏差和对于巷道质量有直接影响，所以又称为贯通重要方向的偏差。井巷贯通的允许偏差值，主要根据工程的需要，按井巷的种类、用途、施工方法及测量工作所能达到的精度确定。在一般情况下可以采用如下数值：平巷或斜巷贯通时，平巷或斜巷贯通式，中线间的允许偏差可采用0.3-0.5m，腰线间的允许偏差值可采用0.2m。立井贯通时，全断面开凿井同时砌永久井壁，井筒中心间的允许偏差可采用0.1m，小断面开凿时，可采用0.5m。立井贯通全断面掘砌，并在破保护岩柱之前预安罐梁罐道时，井筒中心间允许偏差可采用0.015-0.

50、03m。第二节 贯通测量误差预计井巷贯通工程的质量对矿井建设和生产有重大影响，因此必须按规程规定，认真进行设计和精心组织工程施工对于大型贯通工程最好采用以下方法：(1) 采用光电测距导线建立地面独立控制。(2) 采用陀螺全站仪进行矿井定向(3) 井下贯通导线应合理地加测陀螺定向边，并进行平差。第三节 两井间巷道贯通误差预计参数（1） 测量误差引起贯通相遇点K在水平重要方向上的误差预计公式 地面控制采用莱卡精密导线测量方案时的误差预计公式 测角误差的影响Mxß上= 量边误差的影响 或 式中地面导线测角中误差； 各导线点与K点连线在y轴上的投影长度 导线量边误差； L导线边长； 两定向连

51、接点的连线在x轴上的投影长度； 地面导线量边偶然误差系数； 地面导线量边系统误差系数； 各导线x轴之间的夹角。定向误差引起K点在x轴上的误差预计公式 式中ma0定向误差，即井下导线起算边的坐标方位角中误差； Ry0井下导线起算点与K点连线在y轴上的投影长度。井下导线测量误差引起K点在x轴上的误差预计公式 测角误差的影响： 式中 mß下井下导线测角中误差； Ry下井下导线各点与K点连线在y轴上的投影长度。若导线独立测量n次，则n次测量平均值的影响为：Mxß下= 量边误差的影响：M´xl下= 式中 为井下光电测距的两边误差 为导线各边与x轴的夹角各项误差引起K点在x轴上的总中误差预计公式MxK= 如果以上观测都独立进行两次的话那么MxK= （2）测量误差引起贯通相遇点K在高程上的误差预计公式地面水准测量误差引起K点在高程上的误差预计公式规程规定，井口水准点的高程测量，应按地面四等水准测量