《矿山测量》 课件 单元十 贯通测量

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知识目标：

1、贯通测量的分类、工作步骤；

2、了解贯通测量工作的注意事项；

3、掌握一井内巷道的贯通测量；

4、了解两井间巷道的贯通测量；

5、了解立井的贯通测量。

技能目标：

1、能够初步进行贯通测量方案设计；

2、能够独立进行贯通测量的几何要素的计算；

3、绘制掘进进度大样图；

4、能够独立进行贯通误差预计。

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一个巷道按设计要求掘进到指定的地点与另一个巷道相通，叫做巷道贯通，简称贯通。采用两个或多个相向或同向掘进的工作面掘进同一井巷时，为了使其按设计要求在预定地点正确接通而进行的测量工作，称为贯通测量。

采用贯通方式多头掘进同一井巷，可加快施工进度，改善通风状况与劳动条件，有利于矿井开采与掘进的平衡接续，它是加快矿井建设的重要技术措施。

一、井巷贯通和贯通测量3（一）．在贯通测量工作中应当遵循下列原则：1、在确定测量方案和测量方法时，必须保证贯通所必须的精度，既不能因为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大量的工作量和工作成本；2、应对所完成工作的每一步、每一个工作环节要做到规范化、科学化、标准化、坚决杜绝粗差的发生。

贯通测量的方法主要是测出贯通巷道两端导线点的平面位置和高程，通过坐标的反算求得巷道中线坐标方位角和距离，通过高程计算巷道腰线的坡度，计算的结果要与设计值进行比较，其差值必须在规范的容许范围之内，同时在贯通前计算出巷道的指向角，利用上述数据在巷道的两端或一端标定出巷道中线和腰线，用来指示巷道按照设计的同一方向和同一坡度分头掘进，直到在贯通相遇点处顺利贯通。并且应该在整个测量工作中都要进行现场放样数据与设计数据进行比较，保证成巷的质量和贯通的精度。（二）．贯通测量的方法4

井巷贯通时，矿山测量人员的任务就是要保证各掘进工作面均沿着设计的位置与方向掘进，使贯通后接合处的偏差不超过规定的限度，对采矿生产不造成严重影响。

贯通测量非常重要的测量工作，测量人员所负的责任是十分重大的。若发生错误而未能贯通，或者贯通后接合处的偏差值超限，都将影响井巷质量，甚至造成井巷报废、人员伤亡等严重后果。

要求矿山测量人员必须一丝不苟，严肃认真地对待贯通测量工作。工作中应当遵循下列原则：一是要在确定测量方案和方法时保证贯通所必须的精度，过高的或过低的精度要求都是不对的；二是对所完成的测量和计算工作应有客观的检查校核，尤其杜绝粗差。5

二、贯通的种类、容许偏差

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主井贯通三种。

贯通巷道接合处的偏差值，可能发生在三个方向上，即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；水平面内垂直于巷道中线的左、右偏差Δx′；竖直面内垂直于巷道腰线的上、下偏差Δh

；后两种偏差Δx′和Δh对于巷道质量有直接影响，又称为贯通重要方向的偏差。67

对于立井贯通来说，影响贯通质量的是平面位置偏差，即在水平面内上、下两段待贯通的井筒中心线之间的偏差。井巷贯通的容许偏差值，由矿(井)技术负责人和测量负责人根据井巷的用途、类型及运输方式等不同条件研究决定。以上三种类型井巷贯通的容许偏差见表10-1。8贯通种类贯通巷道名称及特点在贯通面上的容许偏差/m在中线之间在腰线之间第一类同一矿井内贯通巷道0.30.2第二类两井之间贯通巷道0.50.2第三类立井贯通用小断面开凿立井井筒0.5--全断面0.1--全断面且预装罐梁灌道0.02-0.03--表10-1贯通测量的容许偏差9成本精度测量采矿cm10巷道贯通的容许偏差值，也可以用计算方法来确定。(1)轨道运输平巷贯通时，中线和腰线的容许偏差值Δx′和Δh可用下式计

算：

Δx′=2lvsΔh=2li极限

式中l——由完全铺设好永久轨道的巷道到贯通相遇点的距离，铺设临时轨道的距离，一般l=20~30m；v——轨距与车轮间距之间的容许差值，一般v=20mm；s——电机车头的轴间距；i极限——贯通巷道的实际坡度与设计坡度之间的容许差值，一般i极限=0.002~0.00311三、贯通测量的工作步骤及贯通测量设计书的编制(一)贯通测量的工作步骤

(a)调查了解待贯通井巷的实际情况，根据贯通的容许偏差，选择合理的测量方案与测量方法。对重要的贯通工程，要编制贯通测量设计书，进行贯通测量误差预计，以验证所选择的测量方案、测量仪器和方法的合理性。12

(b)依据选定的测量方案和方法，进行施测和计算，每一施测和计算环节，均须有独立可靠的检核，并要将施测的实际测量精度与原设计书中要求的精度进行比较。若发现实测精度低于设计中所要求的精度时，应当分析其原因，采取提高实测精度的相应措施，返工重测。

(c)根据有关数据计算贯通巷道的标定几何要素，并实地标定巷道的中线和腰线。13

(d)根据掘进巷道的需要，及时延长巷道的中线和腰线，定期进行检查测量和填图，并按照测量结果及时调整中线和腰线。

(e)巷道贯通之后，应立即测量出实际的贯通偏差值，并将两端的导线连接起来，计算各项闭合差。此外，还应对最后一段巷道的中腰线进行调整。

(f)

重大贯通工程完成后，应对测量工作进行精度分析与评定，写出总结。14(二)贯通测量设计书的编制

重要的贯通工程开始之前，应编制测量设计书，其主要任务是选择合理的测量方案和测量方法。

1.井巷贯通工程概况

2.贯通测量方案的选定

3.贯通测量方法包括所采用的仪器、测量方法及其限差规定。

4.贯通测量误差预计

5.贯通测量中应注意的问题和应采取的相应措施15

凡是由井下一条起算边开始，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道。

不论何种贯通，均需事先求算出贯通巷道中心线的坐标方位角、腰线的倾角(坡度)和贯通距离等，这些统称之为贯道测量几何要素，即标定巷道中腰线所需的数据，其求解方法随巷通特点、用途及其对贯通的精度要求而异。

16一、主要工作内容

（1）搜集巷道贯通的资料和精度要求；

（2）根据现有巷道和测量导线等级、形式，选取最优测量路线；

（3）根据误差预计，确定测量方案，包括导线的等级、测量方法

等。

（4）根据设计完成贯通测量解算台帐，保证巷道按设计进行掘进；

（5）进行井下导线测量、高程测量；

（6）计算贯通测量的标定要素。

17二、贯通测量标定要素的计算

巷道贯通时，必须根据巷道设计完成各项测量工作，在现场放线时，必须按照设计把巷道的中、腰线标定好，中线控制巷道的平面位置，腰线控制巷道的坡度及高程位置。

如图10-1所示，在一水平大巷、二水平大巷间开掘运输斜井，对于此类贯通，首先根据选用的导线等级，连测导线，在图中可以通过轨道斜井，把一、二水平导线连接起来，保证导线系统的统一，根据设计点B（XB、YB、HB）、E（XE、YE、HE）的设计坐标和高程，在计算时应选用实测值，保证与现有巷道情况吻合。18图10-2巷道贯通示意图191、

贯通巷道中心线AB的坐标方位角αAB为：

αAB=arctg((yB-yA)/(xB-xA))

2、计算AB边的水平长度lAB为：

lAB=(yB-yA)/sinαAB=(xB-xA)/cosαAB=((xB-xA)2+(yB-yA)2)1/23、计算指向角βA和βB。由于经纬仪水平度量的刻度均沿顺时针方向增加，所以在计算A点和B点的指向角时，也要按顺时针方向计算。

A点：βA=∠CAB=αAB-αACB点：βB=∠DBA=αBA-αBD

（一）相关计算公式204、

计算贯通巷道的坡度i：

i=tgδAB=(HB-HA)lAB

式中：HA、HB—分别为A点和B点处巷道底板或轨面的高程。

5、计算贯通巷道的斜长(实际贯通长度)LAB：

LAB=lAB/cosδAB=(HB-HA)/sinδAB=((HB-HA)2+l2AB)1/2

2122（二）标定贯通巷道的中、腰线

根据上面相关公式及导线点的坐标，在内业时计算出各标定要素，并专门绘制一张现场放样图，图上绘制各导线点、转角、坡度等数据，在现场放样时使用。如图10-2所示，在B、E点安置经纬仪分别后视A、D点，按指向角βB、βE分别标定出贯通巷道的中线，为了保证中线的正常使用，在现场工作中，一组中线点为4个，其相邻点间距离一般不小于3m，每组腰线点应为4个，也可每30~40m设置一个腰线点，但须在帮上画出腰线，腰线距巷道底板（轨面）的高度在同一矿井中宜为定值，可以通过实测及设计巷道底板的高度，可以计算出线下数（腰线至巷道底板的铅垂距离），腰线的标定可以采用经纬仪、坡面仪、水准仪（坡度小于8°）等仪器直接标定。23

中、腰线点至掘进工作面的距离，一般应不超过30~40m。在延设中、腰线点过程中，对所使用的和新设的中、腰线点均需进行检查。最后一次标定贯通方向时，两个相向工作面间的距离不得小于50m。

用激光指向仪指示巷道掘进方向，激光指向仪的设置位置和光束方向，应根据经纬仪和水准仪标定的中、腰线点确定，所用的中、腰线点一般应不少于三个，点间距离以大于30m为宜；仪器设置必须安全牢靠，仪器至掘进工作面的距离应不小于70m。在使用过程中要加强管理，每次使用前应检查激光光束，使其正确指示巷道掘进方向；巷道每掘进100m，应至少对中、腰线点进行一次检查，并根据检查测量结果调整中、腰线。24

根据煤矿规程规定“贯通工程两工作面间的距离在岩巷中剩下15～20m、煤巷中剩下20～30m（快速掘进应于贯通前两天）时，测量负责人应以书面报告矿（井）技术负责人，并通知安全检查和施工区、队等有关部门”。贯通通知单主要内容应以图的形式，标出导线点至工作面迎头的距离、导线点至贯通点的距离。（三）提交贯通通知单25

当巷道贯通后，应及时测量贯通相遇点的偏差，主要是通过贯通点两侧导线联测，得到水平重要方向和高程方向的偏差值。并与贯通误差预计值进行比较，并编写贯通工作总结。（四）编写贯通总结26

两井间的巷道贯通，是指在巷道贯通前不能由井下的一条起算边向贯通巷道的两端敷设井下导线的贯通。为保证两井之间巷道的正确贯通，两井的测量数据必须统一，即采用同一坐标系统。所以，这类贯通的特点是两井都要进行联系测量，并在两井之间进行地面测量和井下测量，因而积累的误差一般较大，必须采用更精确的测量方法和更严格的检查措施。下面，通过一个典型例子来说明如何进行这类贯通测量工作。一、两井间巷道贯通测量方案选择2728

两井之间贯通中央回风上山：如图为某矿中央回风上山贯通立体示意图，该矿用立井开据，主副井在-425m水平开掘井底车场和水平大巷。风井在-70m水平开掘总回风巷。中央回风上山位于矿井的中部，采用相向掘进，由-425m水平井底车场12号石旋岔绕道起，按一定的倾角向上掘进，并同时由-125水平的2000石门处向下掘进。从井巷布置条件来看，可能有两条贯通测量路线(两个方案)供选择。

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第一条路线(第一方案)：由主副井向-425m水平进行联系测量。测得井下Ⅲ01-Ⅲ02边的坐标方位角及Ⅲ01点坐标和高程，由比敷设导线及高程测量到中央回风上山的下端。由风井向-70水平进行一井定向和导入高程测量，并向-70m水平车场的井下起始边Ⅰ0-Ⅰ1向2000石门敷设导线及高程测量到中央回风上山的上端。在地面上，主副井与风井之间进行连测。

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第二条路线(第二方案)：由主副井向-425m水平进行联系测量，并由井下起始边Ⅲ01-Ⅲ02向中央回风上山的下端进行导线测量和高程测量，这一部分与第一方案相同。所不同的是不由风井向-70水平进行联系测量，而由副井向-125m水平进行一井定向和导入高程测量，并沿-125m水平大巷进行导线测量和高程测量到2000石门处的中央回风石门上端。这一方案因副井进行一井定向及-125m水平大巷中进行导线测量和高程测量的条件极差而未被采用。最终选用第一方案。下面，对第一方案进行介绍。31

两井间的地面连测可以采用导线、独立三角锁或在原有矿区三角网中插点等方式，也可以采用GPS(全球定位系统)。该矿由于地面比较平坦，采用了导线连测。先在主副井附近建立近井点12号点，在风井附近建立近井点05号点，再在12号点与05号点之间测设导线，并附合到附近的三角点上，作为检核。在两井之间还要进行四等水准测量，求出近井点的高程。

二、两井间巷道贯通测量方案实施(一)主副井与风井之间的地面连测32

主副井采用陀螺定向或两井定向方法，求出井下起始边Ⅲ01-Ⅲ02的坐标方位角和井下定向基点Ⅲ01的坐标。风井采用陀螺定向或一井定向法，求出井下起始边Ⅰ0-Ⅰ1的坐标方位角和井下定向基点Ⅰ1的坐标。同时，通过风井和副井进行导入高程测量，求出井下水准基点的高程。矿井联系测量工作均须独立进行两次，以资检核。若在建井时期已经进行过精度能满足贯通要求的联系测量，而且井下基点牢固未动，可再进行一次，将两次成果进行对比，互差合乎要求，即可取加权平均值使用。(二)主副井与风井分别进行矿井联系测量33

从-425m水平井底车场的井下起始边Ⅲ01—Ⅲ02敷设导线到中央回风下山的下口；再从风井井底的井下起始边Ⅰ0-Ⅰ1敷设导线到中央回风上山的上口。敷设导线要选择路线短、条件好的巷道。如果条件允许，导线应尽可能布设成闭合环形作为检核，支导线则必须独立施测两次。高程测量在平巷中采用水准测量。斜巷中采用三角高程测量，分别测出中央回风上山的上口及下口处腰线点的高程。(三)井下导线和高程测量34

根据中央回风上山的上口及下口处的导线点(导线点位于巷道的中线上)坐标及腰线点高程，反算出上山的方向和坡度，并与原设计值对比，当差值在容许范围之内时，则进行实地中线及腰线的标定。在中央回风上山的掘进过程中，应经常检查和调整掘进的方向和坡度，直至正确贯通。

两井之间的巷道贯通，由于涉及联系测量、地面和井下测量，积累的误差较大，尤其是两井间距离较大时更为明显。为保证贯通误差不超过容许值，对于大型重要贯通，要根据实际情况选择施测方案和测量方法，并进行贯通误差予计，这一问题将在后面加以论述。三、求算贯通巷道的方向和坡度，进行实地标定35

立井贯通最常见的有两种情况，一种是从地面及井下相向开凿的立井贯通；另一种是延深立井时的贯通。下面分别加以介绍。

一、从地面和井下相向开凿的立井贯通

如图所示，在距离主副井较远处的井田边界附近要新开凿3号立井，并决定采用相向开凿方式贯通。一方面从地面向下开凿，另一方面同时由原运输大巷继续向三号井方向掘进，开凿完3号立井的井底车场后，在井底车场巷道中标出3号井筒的中心位置，由此向上以小断面开凿反井，待与上部贯通后，再按设计的全断面刷大成井，当然也可以全断面相向贯通，但这会对贯通精度要求更高，增大测量工作量和难度。3637这时的测量工作内容简述如下：

(1)进行地面连测，建立主、副井和3号井的近井点。地面连测方案可视两井间的距离和地形情况以及矿上现有仪器设备条件而定。

(2)以3号井近井点为依据，实际标出井筒中心(井中)坐标，指示井筒由地面向下开凿。(3)通过主、副井进行联系测量，确定井下导线起始边的坐标方位角及起始点的坐标。

(4)在井下沿运输大巷测设导线，直到3号井井底车场出口P点。

(5)根据3号井的井底车场设计的巷道布置图，编制井底车场设计导线(见第十一章立井施工测量)。由导线点P开始，按井底车场设计导线来标定出中、腰线，指示巷道掘进，并准确地标出3号井井筒中心O的位置，牢固地埋设好井中标桩及井筒十字中线基本标桩，此后便可开始向上以小断面再凿反井。38二延深立井时的贯通

在立井贯通中，高程测量的误差对贯通的影响甚小，一般可以采用原有高程测量的成果并进行必要的补测。最后可根据井底的高程推算接井的深度，当上、下两端井筒掘进工作面接近到10～15m时，要提前通知建井施工单位，停止一端的掘进工作，采取相应的安全技术措施。在这类立井贯通时，尤其是全断面开凿一次成井的相向贯通，立井中心线的贯通容许偏差较小，通常应事先进行贯通测量精度予计，做到心中有数，以免造成重大损失。3940

如图所示，1号井原来已掘进到一水平，现在要延深到二水平。由于一水平已通过大下山到达二水平，故决定采用贯通方式延深，即上端由一水平掘进辅助下山，到达一号井井底下方，留设井底岩柱(通常高6～8m)，标定出井筒中心O2，指示井筒由上向下开凿；同时，在二水平开掘1号井井底车场，标定出1号井井筒中心O3，指示井筒由下向上开凿。当立井井筒上下两端贯通后，再去掉岩柱。从而使1号井由一水平延深到二水平。其主要测量工作为：(1)在一水平测出1号井井筒底部在