浅谈煤矿巷道贯通测量的注意问题

浅谈煤矿巷道贯通测量的注意问题浅谈煤矿巷道贯通测量的注意问题摘要：本文主要阐述了煤矿巷道在贯通过程中能选择的测量方法，测量过程中的误差来源，如何提高贯通精度等常见问题。关键词：测量方法误差来源贯通精度1巷道贯通的测量方法贯通测量的基本方法是测出待贯通巷道两端导线点的平面坐标和高程，通过计算求求得巷道中线的坐标方位角和巷道腰线的坡度（此坐标方位角和坡度应与原设计相符，差值在允许范围内）同时计算出巷道两端点的处的指向角。利用上述数据在巷道两端分别标定出巷道中线和腰线，指示巷道按照设计的同一方向和同一坡度分头掘进，直到贯通相遇点处相互正确接通【1】。(1)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【2】。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。施测主要使用的是导线网。(2)地下控制测量方案：由于是在井下巷道中测量，不能像地面那样布置成三角或三边网、边角网，导线网作为井下平面测量控制。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】。(3)矿井联系测量方案: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【4】。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。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：井下高程控制分为Ⅰ级和Ⅱ级控制。Ⅰ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，Ⅱ级水准测量的精度较低，作为Ⅰ级水准点的加密控制。(5)另外还有井下导线高程测量和导入高程方案2煤矿巷道贯通的误差来源与误差预计井下巷道贯通一般分为一井内的巷道贯通，两井内的巷道贯通和立井贯通三种类型。巷道贯通接合处的偏差值，可能发生在三个方向上【5】:(1)水平面内沿巷道中线方向上的长度偏差，这种偏差只对贯通在距离上有影响，而对巷道质量没有影响。(2)水平内垂直于巷道中线的左、右偏差△x(3)竖直面内垂直于巷道腰线的上、下偏差△h后两种误差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。对于立井贯通而言，影响平面质量的是平面位置偏差。2.1巷道贯通的误差种类在巷道贯通的整个过程中，主要有由地面控制测量误差、井下导线测量误差、竖井投点及定向误差。2.2贯通误差的预计根据所选择的测量仪器和方法,确定各种误差参数。这些参数原则上应尽量采用该矿积累和分析得到的实际数据。如果矿山缺乏足够的实测资料时,可采用有关测量规程中提供的数据或比照同类条件的其他测量单位的资料。当然,也可采用理论公式来估算各项误差参数【6】。以上3种方法可以结合使用,互相对比,从而确定出最理想的误差参数。依据初步选定的贯通测量方案和各项误差参数,就可估算出各项测量误差引起的贯通相遇点在贯通重要方向上的误差。通过误差预计,不但能求出贯通的总预计误差的大小,而且还可以知道哪些测量环节是主要误差来源,以便在修改测量方案与测量方法时有所侧重,并在将来实测过程中给予充分注意。由于导线测角误差而引起的横向贯通误差可表示为:【7】 为导线测角中误差,以秒计；为测角的各导线点至贯通面的垂直距平方和。由于导线测边误差所引起的横向贯通误差可表示为:其中，为导线边长相对中误差；为各导线边在贯通面上投影长度平方和；可以认为导线测角和量边误差对横向贯通误差的影响是独立的,则得3巷道贯通精度提高的方法和原则3.1选择科学、合理、有效的测量方案选择科学、合理、有效的测量方案是提高大型贯通精度的前提。在工程施工施测前应根据具体情况和要求，制定贯通测量方案和测量方法，并进行井巷贯通点的误差预计，选用“技术上可行，精度上允许，经济上合理”的测量方案和施测方法，要想提高大型贯通工程的贯通精度，就要求掌握各个测量环节对贯通精度的影响程度，选择合理的测量方案【8】。第一，测量方案和各个环节的测量方法应保证巷道贯通所要求的精度；第二，所有测量工序和计算工作应有相应的检核条件。3.2提高地面近井控制测量成果的可靠性提高地面近井控制测量成果的可靠性是提高大型贯通工程贯通精度的基础。凡埋石符合要求的二等至四等三角点或同等级导线点，均可作为近井点，也可在矿区三等、四等各类控制网的基础上采用插网、插点或敷设经纬仪导线方法测设；井口高程基点的高程测量应按四等水准测量的精度要求测设【9】。为了保证测量成果的可靠性，要对起算资料的可靠性按规程进行检测。一是要充分考虑矿区大面积采空区对起算点的影响，事先要查阅起算点(包括后视点)所在井田的井上下对照图，了解采空时间与建网时间的关系。外业观测时要按照规范要求，进行固定角测量。二是导线应布设成闭合或附合导线，使之有必要的检核条件。3.3严格把握井上下联系测量和井下控制测量的各个环节严格把握井上下联系测量和井下控制测量的各个环节是提高大型贯通工程贯通精度的关键。联系测量的目的是为了测定井下导线起始点的平面坐标、起始边的方位角和井下高程基点的高程。井下导线起始边(亦称定向边)方位角误差对贯通偏差的影响与井下导线的长度成正比【10】。因此，提高井下定向边的定向精度是提高贯通精度的主要环节之一。为了提高定向精度，减少定向边方位角误差引起的贯通重要方向的偏差，在通视条件良好的情况下尽可能从井口至井底只测一站连测至井下，这样可以减少测角误差对定向方位角的影响；应充分利用陀螺经纬仪对井下定向边进行定向，这样既可以检核几何测角是否有粗差，又可减小方位角误差，从而提高定向边的精度；对于立井，可采用双钢丝投点传递坐标、陀螺经纬仪定向的方法。投点时应在井上下同时丈量两钢丝间的距离，这样可以得到几何定向的成果，也能对陀螺定向成果进行对照检核【11】，防止连接测量出现粗差【12】。为了减少测角误差对贯通重要方向偏差的影响，应尽量采减少测站数。5结论和建议贯通测量的好坏，固然决定于贯通质量的好坏,固然决定于所选择的贯通方案和测量方法是否正确,但更重要的是实际施测工作的质量。一方面在重要贯通工程开始施测前,要充分做好人员准备,另一方面要切实抓好质量保证体系的贯彻落实。除此之外,还要注意采取如下措施:(1)提高控制测量的精度。(2)测量过程中,提高仪器对中精度(3)在斜巷中测角时,注意对中精度和仪器整平的精度,每测回重新对中整平【13】。(4)矿山井巷易受地质条件限制形成短边巷道,建议使用陀螺全站仪加测短边陀螺方位角,提高贯通精度。(5)小断面掘进,当贯通距离剩余20m以上时,采取小断面掘进,提高贯通段巷道质量。通过对很多煤矿的案例分析，总结出以下一些建议：(1)大中型贯通施测前，应进行贯通测量方案设计和贯通测量误差预计。(2)从贯通测量的外爷观测到内业计算，都应坚持用多余的数据进行检校的原则，以提高测量成果的可靠度【14】。矿山测量中地面控制网和硐内控制网的布设是贯通工程测量的重要工作，要优化选择测量方案，采用先进技术和仪器，严密组织，科学管理，杜绝粗差，减少误差的影响，编制贯通测量方案，进行误差预计，做到对贯通工程心中有数，从而正确指导贯通测量工作的实施【15】。参考文献[1]冯大幅测绘新技术条件下的贯通测量误差预计综述[J]矿山测量，2012(7):3-5[2]李兴国大型矿井巷道贯通测量方法与误差分析[J]煤炭科学技术，2012(6):3-4[3]陈军龙井下不同贯通测量方案的精度比较及其适用性分析[J]矿业论坛，2011（21）：2-4[4]吕吉春矿井贯通测量方法探讨[J]中西部科技半月刊，2005(3):3-4[5]刘小君矿井巷道高精度贯通测量方法探析[J]矿业论坛，2010(29):3-5[6]史宏军吴天全矿山贯通测量的工作方法[J]科技创新导报,2007(35):6-8[7]孙金礼,陈
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