貫通測量

第3章礦井的貫通測量

3.1貫通測量主要任務(wù)

（1）根據(jù)貫通巷道的種類和允許偏差，選擇合理的測量方案和測量方法。重要貫通工程，要進行貫通測量誤差預(yù)計。

（2）根據(jù)選定的測量方案和測量方法進行各項測量工作的施測和計算，以求得貫通導(dǎo)線最終點的坐標(biāo)和高程。各種測量和計算都必須有可靠的檢核

（3）對貫通導(dǎo)線施測成果及定向精度進行必要的分析，并與誤差估算時所采用的有關(guān)參數(shù)進行比較。若實測精度低于設(shè)計的要求，則應(yīng)重測。

（4）根據(jù)求得的有關(guān)數(shù)據(jù)，計算貫通巷道的標(biāo)定幾何要素，并實地標(biāo)定貫通巷道的中線和腰線

（5）根據(jù)掘進工作的需要，及時延長巷道的中線和腰線。定期進行檢查測量和填圖，并根據(jù)測量結(jié)果及時調(diào)整中線和腰線。

（6）巷道貫通后，應(yīng)立即測量貫通實際偏差值，并將兩邊的導(dǎo)線連接起來，計算各項閉合差。還應(yīng)對最后一段巷道的中腰線進行調(diào)整。

（7）重要貫通工程完成后，應(yīng)對測量工作進行精度分析，作出技術(shù)總結(jié)。

3.2測量方案的選定

中良莊煤礦的井巷貫通采用兩井之間的巷道貫通，由主井和風(fēng)井井口，通過地面聯(lián)測和聯(lián)系測量，再布設(shè)井下導(dǎo)線到待貫通巷道的兩端，指示巷道的正確貫通。中良莊礦需要在主副井和風(fēng)井之間貫通回風(fēng)上山，兩井間的地面聯(lián)測的平面控制測量采用GPS控制網(wǎng)，選用D級網(wǎng)。主副井采用兩井定向，風(fēng)井采用一井定向。貫通相遇點K在水平重要方向上的誤差來源包括地面平面控制測量誤差、聯(lián)系測量誤差和井下平面控制測量誤差。

3.2.1地面采用GPS布網(wǎng)時的貫通誤差預(yù)計

地面采用GPS布網(wǎng)時的貫通誤差預(yù)計：由于地面GPS測量誤差所引起的K點

在x"軸方向上的貫通誤差按下式計算Mx"=±MsABCOSα"AB

式中MsAB近井點和端點之間的邊長中誤差，按MsAB=±√a2+(bS)2計算

a固定誤差，對于D級GPS網(wǎng)，a≤10m；b比例系數(shù)誤差，D級GPS網(wǎng)，b≤10*10-6；

α"AB兩近井點連線與貫通重要方向x"軸之間的夾角。

3.2.2導(dǎo)入高程誤差

導(dǎo)入高程誤差：風(fēng)井與主副井之間的地面水準(zhǔn)測量按四等水準(zhǔn)要求施測，往

返獨立觀測。導(dǎo)入高程采用長鋼絲法。井下高程測量平巷中采用水準(zhǔn)測量往返測，斜巷中采用三角高程與導(dǎo)線同時施測。以上高程均獨立觀測兩次。規(guī)程中規(guī)定：兩次獨立導(dǎo)入高程的互差不得超過井筒深度h的1/8000，則一次導(dǎo)入高程的中誤差為MH=±h/8000*(1/2√2)

主井和風(fēng)井的導(dǎo)入高程中誤差應(yīng)分別計算。

2.1貫通測量誤差分析

（1）貫通相遇點K在水平重要方向上的誤差預(yù)計

導(dǎo)線測量的測角誤差引起的K點在x"方向上的誤差大小為Mx"β=±m(xù)β/ρ*（√∑R2yi）

井下采用光電測距儀測量距離，則由導(dǎo)線測邊誤差引起的K點在x"方向上的誤差為

Mxj=±√m2licosα"i

K點在x"方向上的預(yù)計中誤差為Mx"k=±√M2x"β+M2xj若導(dǎo)線獨立觀測n次，則n次算數(shù)平均值的中誤差為Mx"k平=Mx"k/√n

取兩倍的中誤差作為K點在x"方向上的預(yù)計誤差，則Mx"k預(yù)=2Mx"k平

（2）測量誤差引起貫通相遇點K在高程上的誤差預(yù)計當(dāng)認(rèn)為水準(zhǔn)測量每千米觀測高差中誤差都相同時，按下式進行估算水準(zhǔn)測量的中誤差MH水=±m(xù)公里√R

MH水水準(zhǔn)測量觀測高差中誤差

M公里每1千米水準(zhǔn)測量高差中誤差R水準(zhǔn)測量總長度，千米。導(dǎo)入高程引起的K點高程誤差MH0=±h/8000*(1/2√2)

MHK高=±√(M2H水+M2H0)/n則MHK預(yù)=2MHK高

擴展閱讀：貫通測量畢業(yè)設(shè)計

前言

我國煤炭行業(yè)對我國的經(jīng)濟發(fā)展起到越來越來重要的作用。煤炭是我國應(yīng)急和社會發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源。在礦山中最大的工程即是井巷貫通。在貫通中要保證各掘進面均沿著設(shè)計位置與方位掘進，使貫通后接合處的偏差不超限，避免對采礦生產(chǎn)造成嚴(yán)重的影響。如果貫通測量過程中發(fā)生錯誤未能貫通或接合處的偏差值超限都將影響井巷質(zhì)量，甚至造成井巷報廢人員傷亡等嚴(yán)重后果。在經(jīng)濟上和時間上給國家和企業(yè)造成很大的損失。為此測量人員有必要將貫通設(shè)計有關(guān)的理論掌握。

我國的能源資源中，煤炭資源最為豐富。據(jù)1997年完成的全國第三次煤炭資源預(yù)測與評價，201*m深度內(nèi)的煤炭總資源為5.57萬億t，1000m深度內(nèi)為2.86萬億t截止1996年末，全國累計保有儲量為10024.9億t，探明儲量為6044億t。201*年煤炭在一次資源結(jié)構(gòu)中所占比重達67％，在國民經(jīng)濟發(fā)展中占有十分重要的地位。在開采方式上，中國井工作業(yè)的煤礦占95％，井深平均在-400m以下，與世界各產(chǎn)煤國家相比，不但煤系、地層構(gòu)造復(fù)雜，而且礦井事故多發(fā)。煤礦生產(chǎn)安全歷來為我黨和國家所重視，新中國成立以來，經(jīng)過煤炭戰(zhàn)線各級領(lǐng)導(dǎo)、工程技術(shù)人員和廣大職工幾十年的艱苦努力，全國煤礦生產(chǎn)狀況與解放前相比發(fā)生了根本性的變化。黨的十一屆三中全會以來，我國煤礦迎來了科技的春天，特別是近十幾年來，全國煤礦堅決貫徹“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理，總體推進”的指導(dǎo)思想，向安全、高效、潔凈、環(huán)保、機械化、自動化方向迅速發(fā)展，煤炭工業(yè)在生產(chǎn)、建設(shè)、科研、教育等方面都積累了豐富的經(jīng)驗，一些領(lǐng)域的科技接近或達到國際先進水平。為了系統(tǒng)地總結(jié)我國煤炭科技近二十年來取得的研究成果，推動煤礦生產(chǎn)技術(shù)水平和管理水平的提高。

目錄

1礦井及貫通巷道概況.....................................................................................1

1.1交通位置.............................................................................................11.2地形、地勢情況...................................................................................21.3貫通巷道概況......................................................................................32礦區(qū)地面控制測量.........................................................................................3

2.1礦區(qū)地面平面控制測量........................................................................32.2礦區(qū)地面水準(zhǔn)測量...............................................................................43礦井聯(lián)系測量................................................................................................4

3.1定向測量.............................................................................................43.2導(dǎo)入高程測量....................................................................................104礦井井下控制測量......................................................................................11

4.1井下平面測量....................................................................................114.2井下水準(zhǔn)測量....................................................................................125貫通測量方案設(shè)計與精度分析.....................................................................13

5.1平面測量方案設(shè)計.............................................................................135.2高程測量設(shè)計....................................................................................226貫通測量方案選擇......................................................................................26

6.1近井網(wǎng)方案的選擇.............................................................................266.2定向方案的選擇.................................................................................276.3井下基本控制導(dǎo)線的選擇..................................................................276.4高程測量的方案選擇..........................................................................277巷道貫通測量誤差預(yù)計...............................................................................27

7.1貫通允許誤差參數(shù)確定......................................................................287.2貫通相遇點K在水平重要方向的誤差預(yù)計.........................................297.3貫通相遇點K在豎直方向的誤差預(yù)計................................................298貫通測量的技術(shù)路線中應(yīng)注意的問題..........................................................319結(jié)束語........................................................................................................32致謝................................................................................................................33參考文獻........................................................................................................34附錄................................................................................................................35

1礦井及貫通巷道概況

1.1交通位置

高莊煤礦位于滕南礦區(qū)的西南部，滕南礦區(qū)位于山東省西南部，京滬鐵路西側(cè)，地處棗莊市滕州市和濟寧市微縣境山內(nèi)。高莊礦原為付村井田西區(qū)，井口東至付村礦約2.6km。官（橋）柴（里）鐵路專用線橫貫礦區(qū)中部，已建成通車。京杭運河流經(jīng)本井田，南水北調(diào)工程竣工后，年運輸能力為201*萬t。礦區(qū)內(nèi)公路四通八達。因此，礦區(qū)內(nèi)水陸交通運輸方便。交通位置見圖1-1。

井田交通位置圖至濟寧至兗州北至山亭滕縣河級索金莊區(qū)泉上井田西崗柴里井田蔡園井田邵陽湖蔣莊井田田陳井田京官橋歡礦城代莊礦七五生建礦許樓區(qū)滬鐵路荊新高莊井薛嶧大屯井閘付村井河山下微山湖三河口井田大斷層引運河微山河薛城孔莊井微山湖金源礦井沛縣江蘇省圖1-1-1圖1-1交通位置圖

1.2地形、地勢情況

滕南礦區(qū)范圍內(nèi)地形平坦，地面標(biāo)高一般在+33~+64m，為一由東北向西南緩慢下降的濱湖沖積平原，地形自然坡度為千分之一。礦區(qū)西臨昭陽湖、微山湖，與其接壤地帶即本井田低洼地段，以平緩下坡伸向湖區(qū)。

高莊煤礦范圍內(nèi)地面標(biāo)高+32~+43m，與微山、昭陽兩湖接壤，地勢低洼，多為洼地和湖區(qū)。湖區(qū)范圍內(nèi)，除東股閘下引河與衛(wèi)河間夾一平方公里陸地外，標(biāo)高一般在+32.0m以下，全被湖水淹沒。將南四湖分為上、下兩級湖的二級壩從本

區(qū)的北部穿過。

1.3貫通巷道概況

為了解決高莊煤礦深部煤層的開采，改善通風(fēng)條件，將高莊煤礦新副井和東風(fēng)井合并為一對新立井提升，解決開鑿高莊煤礦-350m總回風(fēng)大巷。為加快該工程進度采取兩井同時以全斷面相向掘進的施工方法。

貫通測量路線井下符合長度為2542m，其中新副井和東風(fēng)井為開鑿的新井尚未掘進，根據(jù)兩井的掘進速度決定在東風(fēng)井距離k點1538m處相遇貫通。施工巷道所在巖層地質(zhì)情況比較簡單，圍巖穩(wěn)定，地壓不大，支護方式一律采用噴漿。巷道掘進施工為風(fēng)動式開鑿圍巖機打眼，鏟斗式裝巖機裝車運輸。

兩井深至-350m水平為600m，貫通巷道邊坡度為，巷道斷面一般寬為3.5m，拱高2.5m。

2礦區(qū)地面控制測量

2.1礦區(qū)地面平面控制測量

1）近井點是礦山測量的基準(zhǔn)點，在建立GPS網(wǎng)近井點時應(yīng)滿足下列要求：近井點應(yīng)埋設(shè)在視野開闊處，點周圍視場內(nèi)不應(yīng)有地面傾角大于15度的成片障礙物，以免阻擋來自衛(wèi)星的信號。同時應(yīng)避開高壓輸電線等設(shè)施，其最近不得小于200米。2）準(zhǔn)備工作

儀器設(shè)備：GPS接收機，三腳架，米尺人員組成：觀測三人3）外業(yè)觀測

為了確保該項工程的順利實施決定采用GPS網(wǎng)建立地面獨立平面控制網(wǎng)。采用靜態(tài)定位方法，靜態(tài)定位能夠通過大量的重復(fù)觀測來提高定位精度，GPS測量必須按《GPS測量規(guī)范》進行（見表2-1）。在《規(guī)范》中E級相當(dāng)于常規(guī)測量的國家四等測量。在已知點架設(shè)儀器分別測定兩個近井點，這樣在地面建立起了平面控制系統(tǒng)，可以最大限度的消除地面控制測量誤差對貫通相遇點K的影響。

表2-1GPS測量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

等級E

水平均邊/km10-5

儀器雙頻

圖形強度10

觀測時時段長段個數(shù)/min2

60

高度角15

精度指標(biāo)/mm1020

2.2礦區(qū)地面水準(zhǔn)測量

1）井口水準(zhǔn)點的建立

埋設(shè)水準(zhǔn)基點兩個通過兩水準(zhǔn)基點布設(shè)四等水準(zhǔn)符合路線2）準(zhǔn)備工作

儀器設(shè)備：s1級N3水準(zhǔn)儀一臺，銦鋼水準(zhǔn)尺一對，尺臺一對人員組成：觀測一人，記錄一人，前后視各一人3）外業(yè)觀測

兩風(fēng)井的高程控制測量按《國家水準(zhǔn)測量規(guī)范》有關(guān)地面四等水準(zhǔn)測量規(guī)定執(zhí)行。采用N3水準(zhǔn)儀測定井口高程基點的高程，四等水準(zhǔn)測量獨立進行兩次取平均值。

4）內(nèi)業(yè)計算：符合水準(zhǔn)路線閉合差：

fh20mmL（2-1）

3礦井聯(lián)系測量

3.1定向測量

1）準(zhǔn)備工作

儀器設(shè)備：GAK-1陀螺經(jīng)緯儀一臺，溫度計一支，花桿一個人員組成：觀測一人，記錄一人，后視一人

2）外業(yè)觀測

為了提高定向的精度采用懸掛鋼絲的方法井下傳遞平面坐標(biāo)。地面用J2經(jīng)緯儀測角.井下用J2經(jīng)緯儀測角。用陀螺定向方法傳遞方向，采用GAK-1陀螺經(jīng)緯儀字兩風(fēng)井分別進行陀螺定向，定向時采用逆轉(zhuǎn)點法觀測，作業(yè)方法和限差要求按規(guī)程》有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。每井同獨立進行三次取平均值。3）內(nèi)業(yè)計算

風(fēng)井：采用陀螺邊定向。陀螺經(jīng)緯儀定向的作業(yè)過程：①在地面已知邊上測定儀器常數(shù)

由于陀螺儀軸衰減微弱的擺動系數(shù)保持不變，故其擺動的平均位置可以認(rèn)為是假象的陀螺儀軸的穩(wěn)定位置。實際上，因為陀螺儀軸與望遠鏡光軸及目鏡分劃板零線所代表的光軸通常不在同一豎直面中，所以假象的陀螺儀軸的穩(wěn)定位置通常不與地理子午線重合。二者的夾角稱為儀器常數(shù)，一般用表示。陀螺定向各角度之間的關(guān)系如（圖3-1）所示。

圖3-1陀螺儀定向示意圖

儀器常數(shù)可以在已知方位角的精密導(dǎo)線邊或三角網(wǎng)邊上直接測出來，測定儀器常數(shù)實際上就是測定已知邊的陀螺方位角。在下井定向之前，在已知邊上測定儀器常數(shù)2～3次，各次之間互差對于GAK-1型陀螺經(jīng)緯儀應(yīng)小于40""。每次測量后，要停止陀螺運轉(zhuǎn)1015分鐘，經(jīng)緯儀度盤應(yīng)變換180°/(2～3)。②在井下定向邊上測定陀螺方位角

井下定向邊的長度應(yīng)大于50m，如（圖3-2）在C點儀器安裝點安置好儀器，

5

"

測出目標(biāo)邊C"D"邊的陀螺方位角，然后求出地理方位角。測定定向邊陀螺方位角應(yīng)獨立進行兩次，其互差對GAK-1型號的儀器應(yīng)小于40″。③儀器上井后重新測定儀器常數(shù)

儀器上井后，在已知邊上重新測定儀器常數(shù)2～3次。前后兩次測定的儀器常數(shù)，其中任意兩個儀器常數(shù)的互差對于GAK-1型儀器不大于40″。然后求出儀器常數(shù)的最或然值，并按白塞爾公式m為測定儀器常數(shù)的次數(shù)。④求算子午線收斂角

地面精密導(dǎo)線邊已知坐標(biāo)方位角α0，需要求算的井下定向邊，也是要求出其坐標(biāo)方位角α，而不是地理方位角A，因此還要求出子午線的收斂角0。如（圖2-2）所示，地理方位角與坐標(biāo)方位角的關(guān)系為：A000。子午線收斂角按下式計算：Ky（K為系數(shù)；y為點的橫坐標(biāo)）。子午線收斂角0的符號可由安置儀器點的位置來確定，即中央子午線以東為正，以西為負。⑤求算井下定向邊的坐標(biāo)方位角由（圖3-2）可以看出：

＝A0T00T（3-1）井下陀螺定向邊的坐標(biāo)方位角為：

[vv]來評定一次測定中誤差。式中nn1平－（3-2）AT由以上將式代入上式則：

）+（3-3）＝0－（T-T其中，0表示地面和井下安置陀螺儀地點的子午線收斂角的差數(shù)，可按

下式求得：

(y0y)（3-4）式中的單位為s；

32.23tan（當(dāng)?shù)孛婧途�下定向點的距離部超過5～10km，緯度小于60°時采用）；為當(dāng)?shù)氐木暥�；y0和y為地面和井下定向點的橫坐標(biāo)（km）。

圖3-2陀螺儀定向示意圖

⑥陀螺儀懸?guī)Я阄挥^測

懸?guī)Я阄皇侵竿勇蓠R達不轉(zhuǎn)時，陀螺靈敏部受懸掛帶和導(dǎo)流絲扭力作用而引起扭擺的平衡位置，就是扭力矩為零的位置。這個位置應(yīng)在目鏡分劃板的零刻線上。在陀螺儀觀測之前和結(jié)束后，要作懸?guī)Я阄挥^測，稱為測前零位和測后零位觀測。測定懸?guī)Я阄粫r，先將經(jīng)緯儀整平并固定照準(zhǔn)部，下放陀螺靈敏部從讀數(shù)目鏡中觀測靈敏部的擺動，在分劃板上連續(xù)讀出三個逆轉(zhuǎn)的讀數(shù)，估讀到0.1格，按下式計算零位：

L1a1a3(a2)（3-5）22式中，a1、a2、a3為逆轉(zhuǎn)點讀數(shù)，以格數(shù)計。

同時還需要用秒表測定自動擺動周期T1,零位觀測完畢，托起并鎖緊靈敏部，如測前與測后懸掛零位變化在±0.5格以內(nèi)，且自擺周期不變，則不必進行零位校正。當(dāng)超過±0.5格時，就要進行校正。如果陀螺定向時井上、下所測得的零位變化超過0.3格時，應(yīng)加入改正數(shù)。零位改正計算公式為：

＝a（3-6）式中，a零位變動，amh，其中m為目鏡分劃板分化值，h為零位格數(shù)；

T12T22零位改正系數(shù)，，其中T1、T2分別為跟蹤和不跟蹤擺動

T22周期。⑦粗略定向

在測定已知邊和定向邊的陀螺方位角之前，必須把經(jīng)緯儀望遠鏡視準(zhǔn)軸置于近似北方，也就是粗略定向。配有定向羅盤的陀螺儀，可以用羅盤進行；如在已知邊上測定儀器常數(shù)時，可利用已知邊的坐標(biāo)方位角及儀器站的子午線收斂角來直接尋找近似北方。當(dāng)在未知邊定向，且儀器無羅盤附件時，則可以利用儀器本身來尋找北方。該方案采用兩逆轉(zhuǎn)點法。儀器在測站安置好后，將經(jīng)緯儀視準(zhǔn)軸大致擺在北方向后，啟動陀螺馬達，到達額定轉(zhuǎn)速后，下放陀螺靈敏部，松開經(jīng)緯儀水平制動螺旋，用手轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部跟蹤靈敏部的擺動，使陀螺儀目鏡視場中移動著的光標(biāo)像與分劃板零刻劃線隨時重合。當(dāng)接近擺動逆轉(zhuǎn)點時，光標(biāo)像移動慢下來，此時制動照準(zhǔn)部，用水平微動螺旋繼續(xù)跟蹤，達到逆轉(zhuǎn)點時，讀取水平讀盤讀數(shù)u1；松開制動螺旋，按上述方法繼續(xù)向反方向跟蹤，到達另一逆轉(zhuǎn)點時，再讀取水平度盤數(shù)u2。鎖緊靈敏部，制動螺旋馬達，按下式計算近似北方在水平度盤上的讀數(shù)：

N"1(u1u2)（3-7）2轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部，把望遠鏡擺在N"讀數(shù)位置，再加上儀器常數(shù)和子午收斂角，這時視準(zhǔn)軸就指向了近似北方向。指北精度達3"。⑧精密定向

精密定向就是精確測定已知邊和定向邊的陀螺方位角。該設(shè)計方案采用逆轉(zhuǎn)點法精密定向，觀測時陀螺經(jīng)緯儀在一個測站的操作程序如下：

嚴(yán)格整置經(jīng)緯儀，架上陀螺儀，以一個測回測定待定或已知測線的方向

值，然后將儀器大致對正北方向；

鎖緊擺動系統(tǒng)，啟動陀螺馬達，待達到額定轉(zhuǎn)速后，下放陀螺靈敏部，

進行粗略定向，制動陀螺并托起鎖緊，將望遠鏡視準(zhǔn)軸轉(zhuǎn)到近似北方向位置，固定照準(zhǔn)部，把水平微動螺旋調(diào)到行程范圍的中間位置；打開陀螺照明，下放陀螺靈敏部，進行測前零位觀測，同時用秒表記下

自擺周期T3，零位觀測完畢，托起并鎖緊靈敏部；

啟動陀螺馬達，達到額定轉(zhuǎn)速后，緩慢地下放陀螺靈敏部到半脫離狀態(tài)，

稍停數(shù)秒鐘，再全部下放。如果光標(biāo)像移動過快，再使用半脫離阻尼限幅，是擺幅大約在1°～3°范圍為宜。用水平微動螺旋微動照準(zhǔn)部，讓

光標(biāo)像與分劃板零刻線隨時重合，即跟蹤。跟蹤要做到平穩(wěn)和連續(xù)，切忌跟蹤不及時，在擺動達到逆轉(zhuǎn)點時，連續(xù)讀取5個逆轉(zhuǎn)點讀書u1、u2u5如（圖3-3）所示。然后鎖緊靈敏部，制動陀螺馬達。跟蹤時還需用秒表連續(xù)測定連續(xù)兩次同一方向經(jīng)過逆轉(zhuǎn)點的時間，稱為跟蹤擺動周期T1。

擺動平衡位置在水平度盤上的平均讀數(shù)NT，稱為陀螺北方向值，用式（3-9）計算：

1NT(N1N2N3)（3-8）

3其中N1、N2、N3由（式2-11）求得

13N1(1u2)22124N2(（3-9）u3)

2215N3(3u4)22

陀螺儀相鄰擺動中值及間隔擺動中值的互差，對15""級儀器應(yīng)分別不超過20""和30""。

測后零位觀測，方法同測前零位觀測。

以一測回測定待定或已知測線的方向值，測前測后兩次觀測結(jié)果的互差

對J2和J6級經(jīng)緯儀分別不得超過10″和25″。取測前測后兩測回平均值為測線方向值。

圖3-3用逆轉(zhuǎn)點法觀測

精度評定：儀器常數(shù)測定誤差：

mn1vv（3-10）

井下定向邊兩次定向平均值中誤差：

m平2m（3-11）33.2導(dǎo)入高程測量

1）準(zhǔn)備工作

儀器設(shè)備：測距儀一臺，單棱鏡一對，平面反光鏡一個，腳架一個，s1級N3水準(zhǔn)儀一臺，銦鋼水準(zhǔn)尺一對

人員組成：觀測二人，記錄二人，前后視各二人2）外業(yè)觀測

在地面井口附近設(shè)一點即近井水準(zhǔn)基點A，其高程為HA，在井底車場設(shè)一點B，其高程待求。在地面與井下安置水準(zhǔn)儀，并在A、B兩點所立的水準(zhǔn)尺上讀取讀書a和b。設(shè)地面和井下兩水準(zhǔn)儀視線之間的距離l，則A、B兩點的高差h按下式求出：

hlab（3-12）

=l(ba)

計算出了h，就能算出B點在統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)中的高程為：

HBHAh（3-13）

3）內(nèi)業(yè)計算兩次測量互差應(yīng)小于

H平均值，每次三測回，獨立施測兩次。80004礦井井下控制測量

4.1井下平面測量

1）導(dǎo)線點的設(shè)置

全長為永久導(dǎo)線點。其編號以羅馬字母，英文字母，阿拉伯?dāng)?shù)字組成，選擇線點的位置時，應(yīng)當(dāng)全面綜合考慮以下幾個方面：

相鄰導(dǎo)線點之間通視良好，并盡可能使點間距大些；為了避免運輸干擾，應(yīng)盡量將點設(shè)在遠離運輸軌道的一側(cè)；

導(dǎo)線點應(yīng)當(dāng)選在巷道穩(wěn)定、安全、便于安置儀器進行觀測的地方，避開

淋水，片幫落石和其他不安全因素。

選點工作通常由三人完成，在保證相鄰點通視的條件下，同時選出后視、中間測站和前視三個點，并將后視點及中間點固定，而前視點需待三人繼續(xù)往前選點時再最后確定。2)準(zhǔn)備工作

儀器設(shè)備：J2經(jīng)緯儀一臺，測距儀一臺，腳架機座3套，單棱鏡2個人員組成：觀測一人，記錄一人，前后視各一人3）外業(yè)觀測

井下導(dǎo)線分別從兩風(fēng)井底起始邊開始按《規(guī)程》有關(guān)井下15"導(dǎo)線的規(guī)定施測。采用J2經(jīng)緯儀測回法測傾角和水平角，測距采用三架法。4）內(nèi)業(yè)計算

施測兩次，角度閉合差：

22f允2mnm和f允30"n1n2（4-1）

4.2井下水準(zhǔn)測量

1）井下水準(zhǔn)點建立

每間隔400m設(shè)置水準(zhǔn)點一組，每組二個間距30m2）準(zhǔn)備工作

儀器設(shè)備：s3水準(zhǔn)儀一臺，水準(zhǔn)尺一對，人員組成：觀測一人，記錄一人，前后視各一人3）外業(yè)觀測

井下平巷采用幾何水準(zhǔn)測量，斜巷三角高程測量，按《規(guī)程》有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。幾何水準(zhǔn)測量采用s3水準(zhǔn)儀兩次儀器高方法進行測量。為了減少通過斜巷傳遞高程誤差在斜巷中采用光電測距和經(jīng)緯儀高程法進行測量，以上均取兩次平均值。斜巷中三角高程測量與導(dǎo)線同時施測，施測方法如（圖4-1）所示。

圖4-1井下三角高程測量

安置經(jīng)緯儀于A點，對中整平。在B點懸掛垂球。用望遠鏡瞄準(zhǔn)垂球線上的標(biāo)志b點，測出傾角，用鋼尺丈量儀器中心到b點的距離l"，量取儀器高i及覘標(biāo)高v。

由圖可知，B對A點的高差的計算公式為：

hl"siniv（4-2）式中，l"實測斜長，基本控制導(dǎo)線應(yīng)是經(jīng)三項改正后的斜長；垂直角，仰角為正，俯角為負；i儀器高，由測點量至儀器中心的高度，測點在底板時為正值，頂板時為負值；v覘標(biāo)高，由測點量至照準(zhǔn)目標(biāo)點的高度，測點在在底板時為正值，頂板時為負值。

每條導(dǎo)線邊兩端往返測高差的互差不大于10mm+0.3mml(l為導(dǎo)線水平邊長，以m為單位)，每段三角高程導(dǎo)線的高差往返測互差不應(yīng)大于100mmL（L為導(dǎo)線長度，以km為單位）。當(dāng)高差的互差符合標(biāo)準(zhǔn)后，應(yīng)取往返測高差的平均值作為一次測量結(jié)果。以上高程測量均獨立進行兩次4）內(nèi)業(yè)計算

兩次施測高差閉合差小于15mmR取兩次平均值。

5貫通測量方案設(shè)計與精度分析

5.1平面測量方案設(shè)計

A礦近井點的布設(shè)方案

平面貫通測量允許誤差為0.5m，則其中誤差為0.25m。該項中主要來自近井點誤差、定向誤差、井下導(dǎo)線誤差。近井點應(yīng)埋設(shè)在便于觀測、保存，不受開采影響且便于向井口布設(shè)連接導(dǎo)線的地點。1）GPS網(wǎng)設(shè)計

為了保證GPS觀測效果的可靠性，有效的發(fā)現(xiàn)觀測成果中的粗差.必須使GPS網(wǎng)中的獨立邊構(gòu)成一定的幾何圖形。常規(guī)測量中對圖形設(shè)計事一項非常重要的工作。而在GPS網(wǎng)圖形設(shè)計時因GPS同步觀測不要求通視，所以其圖形設(shè)計具有較大的靈活性。GPS網(wǎng)圖形設(shè)計主要取于用戶的要求，經(jīng)費，時間，人力以及所

投入接受機的類型.數(shù)量和后勤保障條件等[1]。

為保證GPS網(wǎng)圖形精度，應(yīng)以兩個高級點為基礎(chǔ)，保證精度的前提下根據(jù)本礦區(qū)實際情況，以A.B兩高級點為基礎(chǔ)，采用邊連式的圖形。精度估算如下：

Mx"上Mscos10cos457mm（5-1）其中，Ms近井點之間邊長誤差。

Msa2bs102201*6166010mm（5-2）

2其中，a固定誤差；b比例誤差；S邊與貫通重要方向之間夾角。2）光電測距精密附和導(dǎo)線

光電測距儀是一種光機電結(jié)合于一體的測距裝置，是測繪儀器中發(fā)展比較迅速的一類新型儀器，它的出現(xiàn)使精密測距工作發(fā)生了變革隨著我國煤炭工業(yè)現(xiàn)代化的迅速發(fā)展，光電測距技術(shù)在煤礦測量工作中得到越來越重要的作用[3]。繪制比例尺為1：201*的誤差預(yù)計圖，在圖上根據(jù)商定的貫通相遇點K點，過K點作x"軸和y"軸（y"軸沿待貫通的水平大巷中心線方向，x"軸與y"軸垂直），并在圖上標(biāo)出設(shè)計導(dǎo)線點的位置。精度估算如下：測角誤差：mx"上上Ry2上上430649225mm（5-3）2y"其中，上地面導(dǎo)線測角中誤差；R投影平方和而得。量邊誤差：mx"l上K與各導(dǎo)線點連線在y軸上的

"m上2cos183.40714mm（5-4）lmlabD0.005510614267mm

其中，ml測距中誤差；a固定誤差；b比例誤差；D距離值。導(dǎo)線總誤差：

mx"上25214229mm

14

B定向測量方案1）一井幾何定向

兩風(fēng)井采用一井幾何定向，在兩井內(nèi)各下兩根鋼絲如，頂中盤法擺動投點在井底選一結(jié)點后視近井點。觀測兩鋼絲，地面以5"導(dǎo)線施測連接導(dǎo)線，井下布設(shè)7"導(dǎo)線連接。

風(fēng)井：采用一井定向，兩鋼絲間距3.0m。一井定向采用連接三角法，在井筒內(nèi)掛兩根垂球線，采用垂球線單重穩(wěn)定投點法。一井定向的連接方法為：連接三角形法的示意圖如（圖5-1）所示，由于不能在垂球線A、B點安設(shè)儀器，因此選定井上下的連接點12與Ⅱ1，從而在井上下形成了以AB為公用邊三角形AB12和ABⅡ1，一般把這樣的三角形稱為連接三角形。從井上下連接三角行的平面投影可看出，當(dāng)已知11點的坐標(biāo)及11-12邊的方位角和地面三角形各內(nèi)角及邊長時，便可按導(dǎo)線測量計算法，算出A、B在地面坐標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo)及連線的方位角。同樣，已知A、B的坐標(biāo)及其連線的方位角和井下三角形各要素時，再測定連接角，就能計算出導(dǎo)線邊起始邊Ⅱ1-Ⅱ2的方位角及Ⅱ1點的坐標(biāo)。風(fēng)井：采用一井定向，兩鋼絲間距3.0m。一井定向采用連接三角法，在井筒內(nèi)掛兩根垂球線，采用垂球線單重穩(wěn)定投點法。一井定向的連接方法為：連接三角形法的示意圖如（圖5-1）所示，由于不能在垂球線A、B點安設(shè)儀器，因此選定井上下的連接點12與Ⅱ1，從而在井上下形成了以AB為公用邊三角形AB12和ABⅡ1，一般把這樣的三角形稱為連接三角形。從井上下連接三角行的平面投影可看出，當(dāng)已知11點的坐標(biāo)及11-12邊的方位角和地面三角形各內(nèi)角及邊長時，便可按導(dǎo)線測量計算法，算出A、B在地面坐標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo)及連線的方位角。同樣，已知A、B的坐標(biāo)及其連線的方位角和井下三角形各要素時，再測定連接角，就能計算出導(dǎo)線邊起始邊Ⅱ1-Ⅱ2的方位角及Ⅱ1點的坐標(biāo)。

1112ABⅡ1Ⅱ2圖5-1三角示意圖

在選擇井上下連接點12與Ⅱ1時，應(yīng)滿足下列要求：

a點12與11及點Ⅱ1與Ⅱ2應(yīng)彼此通視，且12-11和Ⅱ1-Ⅱ2的長度應(yīng)該盡量大于20m.當(dāng)12-11邊小于20m時，在12點進行水平角觀測，其儀器必須對中三次，每次對中應(yīng)將照準(zhǔn)部（或者基座）位置變換120°；

b點12與Ⅱ1應(yīng)該盡可能地設(shè)在AB延長，使三角形銳角應(yīng)小于2°，這樣邊構(gòu)成最有利的延伸三角形；

c點12和Ⅱ1應(yīng)適當(dāng)?shù)乜拷�最近的垂球線，地面為B，井下為A，使a/c及b/′c之值盡量小些。

一井定向中投點誤差影響比較大所以應(yīng)采取一定的措施來減小投點誤差的影響，其措施有：

a盡量增加兩垂球間的距離，并選擇合理的垂球線位置，盡量使兩垂球線連線方向與氣流方向一致，這樣盡管沿氣流方向的垂球線偏差可能很大，但是最危險的方向即垂直與兩垂球線連線方向的偏斜卻不大，從而可以減小投向誤差；b盡量減小馬頭門處氣流對垂球線的影響，定向時最好停止風(fēng)機運轉(zhuǎn)或增設(shè)風(fēng)門，以減小風(fēng)速；

c采用小半徑、高強度的鋼絲，適當(dāng)加大垂球重量，并將垂球浸入穩(wěn)定液中；d減少滴水對垂球線及垂球的影響，在淋水大的井筒，必須采取擋水措施，并

在大水桶上加擋水蓋。

其中一井定向的工作組織包括：a準(zhǔn)備工作

選擇連接方案，作出技術(shù)設(shè)計；定向設(shè)備及用具的準(zhǔn)備；檢查定向設(shè)備及檢驗儀器；

預(yù)先安裝某些投點設(shè)備和將所需用具設(shè)備等送至定向井口和井下；確定井上下的負責(zé)人，統(tǒng)一負責(zé)指揮和聯(lián)絡(luò)工作。b制定地面的工作內(nèi)容及順序；c制定定向水平上的工作內(nèi)容及順序；d定向時的安全措施：

在定向過程中，應(yīng)勸阻一切非定向工作人員在井筒附近逗留；提升容器應(yīng)牢固停妥；井蓋必須結(jié)實可靠地蓋好；

對定向鋼絲必須事先仔細檢查，放提鋼絲時，應(yīng)事先通知井下，只有當(dāng)

井下人員撤出井筒后才能開始；

垂球未到井底或地面時，井下人員均不得進入井筒；

下放鋼絲時應(yīng)嚴(yán)格遵守均勻慢放等規(guī)定，切忌時快時慢和猛停，因為這

樣最易使鋼絲折斷；

應(yīng)向參加定向工作的全體人員反復(fù)進行安全教育，以提高警惕。在地面

工作的人員不得將任何東西掉入井內(nèi)，在井上工作的人員均應(yīng)配帶安全帶；

定向時，地面井口自始至終不能離人，應(yīng)有專人負責(zé)井上、下聯(lián)系。精度估算如下：根據(jù)《規(guī)程》規(guī)定及有關(guān)資料的分析

m6"；mi5"；m上5"；m下7"

a6.4m；b11.5m；c5.2m；d43m

a15.7m；b110.8m；c15.2m；d121.6m

mAm上n5"27"（5-5）其中，n測回數(shù)。

mi222m24"（5-6）

3d測角時儀器對中的線量誤差。其中，mi一個測回的測角方法誤差；

maam7"（5-7）c其中，m測角的誤差。ma1a1m7"（5-8）cmi22226"（5-9）m13d1mm下7"

24"（5-10）

c定向誤差：

m49164936494957630"Mx"新m3Ry"新m391276mm（5-11）

Mx"東mmRy"東25221mm（5-12）33Mx"定79mm

2）陀螺定向

兩風(fēng)井：采用陀螺邊定向，采用GAK-1型陀螺經(jīng)緯儀。陀螺儀定向聯(lián)系測量由三部分組成：

a經(jīng)立井由地面向定向水平投點；b井上、下與垂球線連接測量；

c井下基本控制導(dǎo)線起始邊的陀螺經(jīng)緯儀定向。

立井采用陀螺經(jīng)緯儀定向時的聯(lián)系測量平面圖如（圖5-2）所示。圖中C為近井點；DC為起始方向；E9為井下控制導(dǎo)線起始邊即陀螺定向邊；1、2是井下連接導(dǎo)線點。點2與9、E組成一組井下永久導(dǎo)線點，點1可采用臨時點。

DC風(fēng)井129EA圖5-2一立井用陀螺儀定向時的聯(lián)系測量平面圖

a投點

由于立井較深、井筒中淋水、塵霧較大，為了保證精度要求，所以采用鋼絲投點法。為盡量減少或不占用井筒的提升時間，垂球線布設(shè)在管子間。投點采用單重穩(wěn)定投點。b連接

地面連接：在C點安置儀器與垂球線A連接，測角、量邊的精度按《煤礦測量規(guī)程》中執(zhí)行。

井下連接：由陀螺定向邊E9起敷設(shè)或15″級導(dǎo)線至2、1點。在1點架儀器與垂球線A的穩(wěn)定位置連測，連接精度要求同15″導(dǎo)線。井上、下連接導(dǎo)線與垂球線A的連接都應(yīng)獨立進行兩次，其最大相對閉合差對地面二級導(dǎo)線不大于1/10000（光電測距導(dǎo)線）。c定向

在選定的起始邊E9上進行陀螺經(jīng)緯儀定向，求出該邊的坐標(biāo)方位角0。陀螺定向采用逆轉(zhuǎn)點法。定向可在投點連接前完成，也可在連接后再進行。根據(jù)艾友礦-350m總回風(fēng)大巷貫通工程的掘進速度工作條件等實際情況可將貫通相遇點k選在待掘進巷道的中點附近。由于井下導(dǎo)線全長2542m，01-k點的全長為1538m，k-13點的全長為1004m，01-02邊和13-14邊加測陀螺定向邊：則定向方差與測角方差比值：

2m152q229（5-13）

m5查表0時n01k1538100411n13k7140140L1140111540m1500m

L21407980m

因此應(yīng)在11-12邊和20-19邊加測陀螺定向邊，由于距離不是很長只要注意施測的方法和精度不出現(xiàn)粗差可以保證k點的貫通允許誤差。所以在11-12邊和20-19邊決定不加測陀螺定向邊。mx"陀kk22RR"yy"72mm（5-14）20214mC井下基本控制導(dǎo)線

1)7"經(jīng)緯儀測距儀導(dǎo)線

在加測陀螺定向邊的前提下采用7"經(jīng)緯儀測距儀導(dǎo)線，一般邊長140m為要求施測按《規(guī)程》有關(guān)規(guī)定。精度估算如下：測角誤差：mx"下下22"Ry下下241mm（5-15）

量邊誤差：mx"下12m下Lcos2"10mm（5-16）

mlabD0.0055106D5mm

井下導(dǎo)線總誤差：

mx"下42210242mm2）15"經(jīng)緯儀測距儀導(dǎo)線測角誤差：mx"下

下2R2y"下下288mm（4-17）

量邊誤差：mx"下12m下Lcos2"10mm（5-18）

井下導(dǎo)線總誤差：

mx"下88210289mm3）設(shè)起算點無誤差只有起算方向有誤差：

m為井下起算方向誤差

Ry1（5-19）

mmyRx1mx其中，Ry1Rx1各結(jié)點與終點K連線在x"y"軸上的投影長度。

222Mmmn（5-20）

mMx180mmMx231mm

My140mmMy2116mm2MxK611M20K36"2"MyK38M12K46M20K36"MK25mm"M12K46此數(shù)據(jù)不能作為井下導(dǎo)線的精度分析，在此只是驗證一井幾何定向的方位角誤差對井下導(dǎo)線的精度影響。4）井下導(dǎo)線角度平差

為了提高井下經(jīng)緯儀導(dǎo)線的精度，除了用陀螺經(jīng)緯儀定向測定井下導(dǎo)線起始邊的方位角外還可每隔一定距離用陀螺經(jīng)緯儀加測一些導(dǎo)線邊的方位角。由于巷道不是很長兩端加測陀螺邊可保證精度[10]。等精度測角，角度閉合差允許值為：

22nm74"（5-21）f容22m1212.........19n180f56"（5-22）小于允許值可進行角度平差。

陀螺定向邊作為堅強方向的判別式：m22110.7（5-23）

3mn30陀螺定向邊不可作為堅強邊，陀螺定向邊也參加角度平差。

i均為等精度觀測值估條件方程式為：

v1v2v1v2..........v19f0（5-24）定向坐標(biāo)方位角權(quán)為：

P1P2權(quán)倒數(shù)為：q1q2組成法方程為：

2mm20.2（243）

150.2NKf0（5-25）Nnq1q2191029（5-26）KfN2"（5-27）

計算改正數(shù)：v1v2.......v19K2"v1v22"

5.2高程測量設(shè)計

A井口水準(zhǔn)基點的建立方案

按《規(guī)程》第18條規(guī)定在新風(fēng)井和東風(fēng)井各建立井口水準(zhǔn)基點兩個，其點選在便于觀測.保存和不受開采影響的地區(qū)。按《規(guī)程》要求埋石，按四等水準(zhǔn)測量規(guī)格在礦區(qū)進行水準(zhǔn)測量。精度估算如下：

水準(zhǔn)路線R=9.98km其往返閉合差

fh20R63mm（5-28）

高差中誤差：

6332mm2B立井導(dǎo)入標(biāo)高測量方案

mh1）長鋼絲法方案

兩立井深60m，長鋼絲法投入標(biāo)高較為方便可行。施測時將1mm的鋼絲纏在小絞車上，懸掛5kg經(jīng)井筒緩慢下放至-350m處，確定自由懸掛后換上重砣。井上下各安置水準(zhǔn)儀分別在鋼絲上做標(biāo)記（見圖5-3）同時井上下水準(zhǔn)基點上立尺讀數(shù)獨立進行兩次。精度估算如下：兩次導(dǎo)入允許互差：HH75mm（5-29）8000一次導(dǎo)入中誤差：mH導(dǎo)H26mm（5-30）222）光電測深法

測深可用大功率光管的光電測距儀傳遞高程，在井下-350m處安置測距儀井蓋上設(shè)置反

圖5-3長鋼絲導(dǎo)入高程

射鏡，使其和井下反射鏡在同一鉛垂線上同時井上下各一臺水準(zhǔn)儀分別在水準(zhǔn)點

上和反射鏡上立尺讀數(shù)。精度估算如下：

6m0.0055106008mm（5-31）H光

水準(zhǔn)誤差：

mH水0.002l10n0.00221mmv30（5-32）

其中,l每段距離平均值；v水準(zhǔn)儀望遠鏡倍數(shù)；n測站立尺讀數(shù)個數(shù)。

mH導(dǎo)82128mm

相對誤差：

11T75000

C井下水準(zhǔn)測量方案

1）按《規(guī)程》第64條規(guī)定井下平巷中采用級水準(zhǔn)測量，施測規(guī)格執(zhí)行各項規(guī)定。

井下水準(zhǔn)路線長1824m以每百米級水準(zhǔn)高差中誤差為依據(jù)：

m1100L1001002mmv30（5-33）

1001mm（5-34）

m20.120高差中誤差

m222123mm（5-35）mh水下mL31.8244mm（5-36）斜巷：經(jīng)緯儀高程法

井下斜巷三段總長為418m，用J2經(jīng)緯儀測角.斜邊長140m可按導(dǎo)線施測進行具體要求執(zhí)行《規(guī)程》有關(guān)規(guī)定。誤差參數(shù)如下：

量儀器高的誤差：mimu3mm

經(jīng)緯儀瞄準(zhǔn)誤差：mv602"v經(jīng)緯儀水準(zhǔn)氣泡符合誤差：0.15"3"

mhl"al"cos5104112cos405mmmhl"al""cos510480cos404mm（5-37）

mal"""cos5104526cos201*mmhl""量邊總誤差：

mhl13mm

測傾角誤差:

mmhLn其中，測傾角誤差一測回時:

m2um2m2m2n3mmn=6mmhLn=5mm量儀器高的誤差:

mhimi2610mm三角高程總誤差：

mh三1325210217mm水準(zhǔn)測量總誤差:

m2h下172418mm2）斜巷光電測距和經(jīng)緯儀高程法量邊誤差:

mhl"mcosn3cos402mmmcosn3cos352mmhl"mm6mmhl"mcosn3cos204

（538）5-39）

5-40）

5-40）5-41）

25（

（（（

測傾角誤差:mhmLn=5mm（5-42）

量儀器高的誤差:

mhimi2610mm（5-43）三角高程總誤差：

mh三725210213mm水準(zhǔn)測量總誤差

mh下1324214mm

6貫通測量方案選擇

方案的選擇須考慮到經(jīng)濟技術(shù)儀器時間用戶的要求等諸多方面，選擇一個又滿足精度要求使用經(jīng)費最低的方案。使其兩個綜合考慮選擇一個最優(yōu)化的方案是我們所追求的目標(biāo)。

6.1近井網(wǎng)方案的選擇

GPS控制往的點與點間不需要通視.能提供連續(xù)的實時的位置.速度和時間信息。而且定位精度高，成本低經(jīng)濟效益高等特點。

導(dǎo)線網(wǎng)作為建立平面控制網(wǎng)的一種形式得到了廣泛的應(yīng)用。有布設(shè)靈活，推進迅速，容易克服地物障礙等優(yōu)點。

GPS網(wǎng)在x"上的誤差為7mm，兩點誤差橢圓計算得點位誤差為

5mm.21mm相對誤差橢圓18mm。導(dǎo)線網(wǎng)x"上的誤差為29mm，點位誤差

為0.42mm，邊長相對誤差為

1。通過以上分析比較綜合考慮采用GPS網(wǎng)。

3000006.2定向方案的選擇

由于兩井從為做過定向測量因此只能采用陀螺定向，因為《規(guī)程》有關(guān)規(guī)定一井幾何定向不能作為井下基本控制導(dǎo)線的控制方向。

6.3井下基本控制導(dǎo)線的選擇

井下基本控制導(dǎo)線共設(shè)計兩個方案均可滿足本次貫通的精度要求，由于光電測距在礦區(qū)的廣泛使用，因此兩條導(dǎo)線均布設(shè)為光電測距導(dǎo)線。7"導(dǎo)線在x"上的誤差為42mm，15"導(dǎo)線為89mm考慮到技術(shù)與經(jīng)費餓問題選擇15"光電測距導(dǎo)線為佳。

6.4高程測量的方案選擇

地面高程控制測量仍采用四等水準(zhǔn)測量進行。因為地面的外界條件與外界環(huán)境都優(yōu)與三角測量的條件并費用最少。、

導(dǎo)入高程與定向中的投點方案相同，15"光電測深比長鋼絲方便且精度高于長鋼絲導(dǎo)入高程。

井下平巷中采用水準(zhǔn)測量，斜巷隨經(jīng)緯儀測距儀導(dǎo)線同時進行三角程測量。這樣在時間方面節(jié)省了許多，避免重復(fù)觀測。

7巷道貫通測量誤差預(yù)計

7.1貫通允許誤差參數(shù)確定

本礦區(qū)各項測量的誤差參數(shù)均根據(jù)《煤炭測量規(guī)程》中的限差規(guī)定求得。⑴地面導(dǎo)線的測角誤差：根據(jù)規(guī)程得測角中誤差

m上=±2.5"

⑵地面量邊誤差：按NTS-202全站儀的測距標(biāo)稱精度

mD=±（5+5ppm）mm

⑶井下導(dǎo)線測角誤差：根據(jù)規(guī)程得7"級井下基本控制導(dǎo)線測角中誤差

m下=±7"。

根據(jù)規(guī)程得15"級井下基本控制導(dǎo)線測角中誤差

m下=±15"

⑷井下導(dǎo)線量邊誤差：根據(jù)Redmini2型測距儀的標(biāo)稱精度

mD=±（5+5ppm）mm

⑸地面水準(zhǔn)測量誤差：按照規(guī)程限差求算四等水準(zhǔn)測量每千米的高差中誤差

mhL上=±20=±7mm。22⑹導(dǎo)入高程誤差：按照規(guī)程限差求得一次導(dǎo)入高程的中誤差

8mmmH光5mm1ppmDm222123mm

⑻井下三角高程測量誤差：根據(jù)規(guī)程反算求得每千米的高差中誤差為mhL=±50mm。

⑺井下水準(zhǔn)測量誤差：根據(jù)規(guī)程求得每百米的高差中誤差

7.2貫通相遇點K在水平重要方向的誤差預(yù)計

⑴近井點的誤差影響

地面采用GPS控制網(wǎng)因此只有邊長誤差影響

Mx"上Mscos10cos457mm（7-1）其中，Ms近井點之間邊長誤差。

M2s＝a2bs102201*6166010mm（7-2）

其中，a固定誤差；b比例誤差；S邊與貫通重要方向之間夾角。⑵定向誤差影響

mmkkx"陀2R22"02yR"14y72mm（7-3）⑶井下基本控制導(dǎo)線誤差影響測角誤差:

mx"下下2R2y"下88mm（7-4）

下2量邊誤差：

m2x"下12mLcos"10mm（7-5）

下井下導(dǎo)線總誤差：

mx"下88210289mm⑷貫通相遇點K在水平重要方向的總誤差

Mx"kmx"下mx"上mx"89272272115mm（7-6）

Mx"k預(yù)2Mx"k230mm

7.3貫通相遇點K在豎直方向的誤差預(yù)計

⑴地面水準(zhǔn)測量誤差影響

29

水準(zhǔn)路線R=9.98km其往返閉合差：

fh20R63mm（7-7）

水準(zhǔn)測量誤差：

mh水上mhlR109.9832mm（7-8）⑵導(dǎo)入高程誤差影響

mH光0.00551066008mm（7-9）水準(zhǔn)誤差：

mH水0.002lvn0.002210301mmmH導(dǎo)82128mm兩次導(dǎo)入高程平均值：

Mh導(dǎo)827mm⑶三角高程誤差影響量邊誤差:

mhl"mcosn3cos402mmm3cos352mmhl"mcosnmcosn3cos2046mmhl"m測傾角誤差

mmhLn=5mm量儀器高的誤差:

mhimi2610mm三角高程總誤差：

mh三725210213mm⑷井下水準(zhǔn)測量誤差影響高差中誤差:

m222123mm

（7-10）（7-11）7-12）

6-13）

7-14）（7-15）30

（（（

mh水下mL31.8244mm（7-16）⑸通相遇點K在豎直方向的總誤差

MHK322721324235mm

MHK預(yù)35270mm

以上計算說明該貫通巷道雜水平和豎直方向上的誤差預(yù)計Mx"K預(yù)230mm，

MHK預(yù)70mm，均小于允許偏差的要求，則本設(shè)計所采用的方案在精度上可行能滿足貫通工程規(guī)定的要求。

8貫通測量的技術(shù)路線中應(yīng)注意的問題

1）注意原始資料的可靠性，起算數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確無誤。使用地面控制網(wǎng)的資料時，必須對原網(wǎng)的精度.控制網(wǎng)點位是否受到采動影響等了解清楚，必要時應(yīng)實地進行檢查測量。

對于地面控制點和井下測量起始點，務(wù)必查明確無破壞和位移后方能使用。對于工程設(shè)計的資料，特別是巷道的方位，坐標(biāo)，距離，高程，坡度等，要進行認(rèn)真的檢核。

2）各項測量工作都要有可靠的獨立檢核。要進行復(fù)測復(fù)算，防止產(chǎn)生粗差。對于重要的貫通工程，在進行復(fù)測時，應(yīng)盡可能換人觀測和計算，條件允許時，最好換用測量儀器和工具，復(fù)測合格后方可施工。

3）精度要求很高的貫通工程。要采取提高精度的相應(yīng)措施。例如，設(shè)法提高定向測量的精度，有可能時，可加測陀螺定向邊，并進行平差；在施測高精密導(dǎo)線時，要盡可能增大導(dǎo)線邊長，并用光電測距儀量邊。對井下邊長較短的測站，要設(shè)法提高儀器的對中精度，如采取防風(fēng)措施，采用光學(xué)對中，加大垂球的重量，增加重新對中的次數(shù)，或者采用三架法測量，省點法測量。斜巷中測角要注意儀器整平的精度，并考慮經(jīng)緯儀的豎軸的傾斜改正。陀螺定向時要盡量消除外界不良環(huán)境條件對精度的影響，例如在地面測定儀器常數(shù)時，可將測站點因入室內(nèi)進行觀測，避免在室外高壓線附近，或風(fēng)大、氣溫低的測站上觀測；井下亦可選在

硐室內(nèi)觀測，再引測到貫通導(dǎo)線邊上，這樣就減少了巷道中運輸、風(fēng)流等對陀螺定向觀測的影響。

4）對施測結(jié)果要及時進行精度分析，并與原誤差預(yù)計的精度要求進行比較，各個環(huán)節(jié)都不能低于原精度要求，必要時要進行返工重測。

5）利用測量成果計算標(biāo)定要素時，注意不要抄錯或用錯已知數(shù)據(jù)資料。實地標(biāo)定時，注意不要用錯測點。井下測點的標(biāo)志編號要醒目、清晰。

6）貫通巷道掘進過程中，要及時進行測量和填圖，并根據(jù)測量成果及時調(diào)整巷道掘進的方向和坡度等。如采用全斷面一次成巷施工，則在貫通前的一段巷道內(nèi)可采用臨時支護。鋪設(shè)臨時簡易軌道，以減少巷道貫通后的整修工作量。

9結(jié)束語

本次設(shè)計為期時間雖短，卻很好地達到了理想的效果，在很大程度上實現(xiàn)了理論聯(lián)系實際，使老師課堂所傳授的知識與實際得到了很好的結(jié)合，對礦山測量學(xué)有了更加深入的了解，特別是對貫通測量預(yù)計這方面的知識了解得更加透徹，掌握得更加牢固，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1）首先，體現(xiàn)在礦山測量的重要性方面。礦山測量被譽為礦山的“眼睛”是不無道理的。礦山測量是開發(fā)礦業(yè)過程中不可缺少的一項重要的基礎(chǔ)技術(shù)工作。在勘探、設(shè)計、建設(shè)、生產(chǎn)各個階段直到礦井報廢為止，都要進行礦山測量工作。在貫徹執(zhí)行安全、經(jīng)濟、合理地最大限度采出有用礦物的基本方針的過程中，礦山測量發(fā)揮了重要作用：在均衡生產(chǎn)方面起保證作用；在充分開采地下資源和采掘工程質(zhì)量方面起監(jiān)督作用；在安全生產(chǎn)方面起指導(dǎo)作用。

2）其次，貫通測量作為礦山測量的一部分，其重要性也是不可忽視的。貫通測量是一項非常重要的測量工作，礦山測量人員的任務(wù)就是保證各掘進工作面均沿著設(shè)計位置與方向掘進，使貫通后接合處的偏差不超過規(guī)定限差，這就要求礦山測量人員必須一絲不茍，嚴(yán)肅認(rèn)真地對待貫通測量工作。因為貫通測量過程中發(fā)生錯誤未能貫通，或貫通后接合處的偏差值超限，都將影響井巷質(zhì)量，甚至造

成井巷報廢、人員傷亡等嚴(yán)重后果，在經(jīng)濟和時間上給國家造成很大損失，也使測量人員的信譽一落千丈。

3）最后，對貫通測量設(shè)計書的編制有了深入了解。編制貫通測量設(shè)計書的主要任務(wù)是選擇合理的測量方案和測量方法，并進行貫通測量的誤差預(yù)計。特別地，通過本次課程設(shè)計，我掌握了一井內(nèi)巷道貫通測量的誤差預(yù)計、一井幾何定向巷道貫通測量的誤差預(yù)計、井下導(dǎo)線加測堅強陀螺定向邊后巷道貫通測量的誤差預(yù)計等方法。

總之，通過本次設(shè)計，我不但加強鞏固了理論知識、加強了動手能力而且更重要的是培養(yǎng)了認(rèn)真、一絲不茍、不怕繁瑣的工作精神，等等這些都為今后的學(xué)習(xí)、工作奠定了堅實的基礎(chǔ)，使我對知識的認(rèn)識與掌握程度有了更進一步的提高。

致謝

本設(shè)計在導(dǎo)師馬振力教授的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成，從課題選擇、方案論證到具體設(shè)計和調(diào)試，無不凝聚著馬振力導(dǎo)師的心血和汗水，在四年的本科學(xué)習(xí)和生活期間，也始終感受著導(dǎo)師的精心指導(dǎo)和無私的關(guān)懷，我受益匪淺。在此向?qū)�師表示深深的感謝和崇高的敬意。

本設(shè)計的完成也凝聚了系里許多老師的辛勤汗水，是他無私的幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成，在此向幫助過我的老師表示由衷的謝意。在論文的完成過程當(dāng)中，同時得到了李文超、劉德松的熱情幫助，一并表示深深地感謝!

參考文獻

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附錄

1誤差橢圓：

控制點的平面位置是用一對平面直角坐標(biāo)來確定。坐標(biāo)是由觀測值的平差的值計算所得的，因為不可避免地帶有誤差，所以我們要對待定點的精度進行評定。1.1計算1.1.1點

2.470.220.110.280.340.090.270.70N=0.110.280.110.280.270.700.270.700.00020.00010.00100.00570.00090.00330.00230.0047=XX0.00110.00010.00490.00160.00250.00330.00610.0055Q點

KQx1x1Qyy4Qxy0.0031（1-1）

11111K0.0032QEE2Qx1x1Qyy11（1-2）

1QFF2Qx1x1QyyK0.000411

EFQEE0.1414dm0.05dmQFF

（1-3）

tgEQEEQxx1130（1-4）Qx1y1E8805"

1.1.2點

KQx2x2Qy0.00322y24Qx2y2QEE12QxQK0.34652x2yy22Q1FF2QxQK2x2yy0.728122EQEE0.2062dmFQFF0.15dmtgQEEQx2x2EQ1.1875x2y24953"E

1.1.3點點

QQQ2Q0.0071xxX1X1X2X2X1X2QyyQyy1Qy22y2Qy0.004211y2Qxy0.00010.00570.00010.00160.0041E0.0050.1768F0.09350.0086tg0.0086E0.00412.097624430"E

（1-5）

（1-6）

（1-7）1-8）

1-8）1-10）

1-11）

36

（（（（

2導(dǎo)線點的點位誤差：

m222i21n1i1（1-12）222nnmn12m222myasinAibsisini2i212n1i1i1i1nm222mxacosAibsicosi2i1i1nn122其中，ii各導(dǎo)線點以其重心為坐標(biāo)原點的重心坐標(biāo)。

1ixixn1n111iyin1yn11設(shè)起始點坐標(biāo)誤差為零：

m2x10.25m2y10.13m2x20.15m2y20.13m2m2x21mx2xm20.1mmxx1m22m2ym2y21my2m2y20.08mm1my2點位誤差：

m0.10.080.42mm

mc:mA33m4".33mD:mA44m5"

C邊誤差：

mm222cm0m5mm其中，m比例誤差；m0固定誤差；1T0.00515001300000D邊誤差：

（1-13）

（1-14）（1-15）（1-25）（1-26）

m對中誤差。

37

22mDmm0m25mm（1-27）

10.0051T1500300000

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