论文部分内容阅读
摘要：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，经常采用多井口掘进或多头掘进，这样就会出现两井间或井田内的长距离巷道贯通测量。本文首先说明了煤矿井下巷道贯通测量前的准备工作，然后对煤矿井下巷道贯通测量精度进行了分析，最后详细阐述了提高煤矿井下巷道贯通测量精度的技术方法。
关键词：煤矿井下巷道；贯通测量；精度；误差；控制网
中图分类号：P25文献标识码：A
煤矿井下巷道贯通测量前的准备
首先，要对图纸资料等进行认真细致的审查。一张大型井巷设计图纸有上千个数字成果。虽然有各级设计部门层层校核，但最后在图纸上仍会出现或大或小的数字错误，测量人员如按这些错误的数据计算标定要素与放线要素，那必将严重影响工程质量，甚至造成工程报废的重大损失，所以把好审图这一关是测量人员在实施测量贯通工程中首先应抓好的大事。
其次，要采取可靠的检核贯通测量控制的措施。不论对同一矿井内的还是两矿井之间的贯通都应自成独立的控制体系，即尽量是自行闭合的，这样就能形成可靠的检核条件，闭合环的路线应尽量短，以减少测量误差的累计。每步测量结果都有可靠的检核措施。如果需要利用原有的测量成果，则应充分收集原有控制网的测量资料，检查其精度是否可靠。如对其可靠性有怀疑时，即应重新布设独立的控制系统。
再次，在贯通测量中，对所有的测量工作都应独立进行两次（尽可能采用不同的方法或不同的测量人员分别施测），并取其平均值作为该项测量结果。这样既可提高测量精度，又可检查测量中出现的错误。测量中应严格防止错误（粗差），如因疏忽大意而出现差错，又没有及时检查出来，那就只有待到贯通巷道出现很大偏差既成事实时才能发现。所以搞贯通测量的工作人员，一定要有高度的责任感，有一丝不苟，严肃认真的科学态度。
煤矿井下巷道贯通测量精度分析
本文以某煤矿水平大巷贯通工程测量为例，对煤矿井下巷道贯通测量精度进行分析。
（一）贯通工程概况
为保证正常的生产接替并提高矿井生产能力，该煤矿在井下纵向一翼开拓了二水平运输大巷，分中部和北部2段进行开拓，中部为副立井至北二斜井之间，贯距6284m；北部为北二斜井至北三斜井之间，贯距为3086m，整个贯通工程以高质量高精度全部顺利贯通，贯通总进尺9370m，整个贯通测量共设地面小三角网1个(共11个控制点)，地面四等水准2500m，井下7"导线10020m (98个控制点)，井下一级水准7320m，井下陀螺边4条，该项贯通对该矿来说，是一项特大贯通工程。
（二）贯通精度分析
1、副立井至北二斜井的贯通精度分析
在副立井至北二斜井的误差预计过程中，通过几种测量方案的比较，并结合井巷施工的实际情况，制定了立井用钢丝定向投点并传递高程，在井下加测陀螺边，斜井及平巷用测距导线及钢尺量边导线进行控制的测量方案；另外，在井下导线边长的设置时考虑到实际情况的需要，每隔500m 左右的长边设置80～100m的短边，陀螺边也设置在距贯通点1/3处。通过这样的技术处理，副立井至北二斜井的预计误差在水平方向为388mm，在高程上为160mm。贯通后实际水平方向误差为115mm，高程误差为113mm。
2、北二斜井至北三斜井间的贯通精度分析
在北二斜井至北三斜井间的误差预计过程中，由于该段贯通为2斜井间贯通，故选取了通过2斜井的红外测距导线控制的测量方案，由测距三角高程导入标高，平巷测设一等水准，该方案的水平方向预计误差为296mm，高程预计误差为188mm。贯通后实际水平方向的误差为14mm，高程误差为12mm。
3、贯通后对各项误差的分析
该矿水平大巷贯通工程中部的副立井至北二斜井间的贯通是一个比较典型的贯通工程，包括了地面连接测量，立井定向，导入标高测量，斜井的导入测量；井下导线包括了测距导线，钢尺量边导线，同时还加测了陀螺定向边；该段巷道贯通后，对贯通测量中的地面连接误差、定向误差、井下导线测量误差进行了分析，依据该段贯通误差预计时各项预计误差所占总预计误差的比例，并参考他矿的资料，上述3项误差对贯通总误差的影响比例定为1：3：4，即地面连接测量误差占贯通总误差的1/8，定向测量误差占贯通总误差的3/8，井下导线测量误差占贯通总误差的4/8。
由于该段贯通实测中线误差为115 mm，故地面导线测量误差对贯通误差的影响为14mm，定向误差对贯通误差的影响为43 mm，井下导线测量误差对贯通误差的影响为58mm; 井下导线测量误差分为测角误差和量边误差，由于该段井下导线大部分为直伸形导线，而且测距边的精度很高，故可近似地认为井下导线的误差均来自测角误差的影响,即井下测角误差对贯通误差的影响为58mm，而测角误差又分为测角方法误差和对中误差，测角方法为T2经纬仪测回法两测回观测，其读数误差近似地取0.75"。
由贯通后实际中线的误差对各项误差的分析，得出的井下导线测量中各项误差的实际数值与实际观测值是相符的。
提高贯通精度的技术措施
（一）认真作好误差预计工作
大型贯通测量工作是一项极其艰巨而又细致的工作，必须认真对待，在贯通工程施测之前必须进行誤差预计，对贯通测量可能达到的精度进行必要的估算。遵循“技术上可行，精度上允许，经济上合理”的原则，选择合理的测量方案和测量方法，对贯通测量中可能出现较大误差的薄弱环节，要认真对待，强化措施，优化方案。应尽可能采用先进技术和仪器设备，以保证贯通精度。误差预计的方法有如下几种:
首先了解贯通工程的概况，检核设计的图纸资料，搜集与工程有关的井上、井下控制网资料，为贯通测量设计作好准备。
绘制巷道贯通设计平面图，绘出与贯通工程有关的巷道及控制点，以便进行测量设计(设计图的比例尺应不小于l∶2000)。
根据贯通允许偏差值制定测量方案，选择测量仪器和工具，确定测量方法和限差要。
根据井巷贯通测量精度和施工工程要求，进行井巷贯通相遇点的误差预计。
取两倍中误差作为贯通的预计误差值，再与贯通允许偏差值相比较。若预计误差值小于允许偏差值，则测量方案可行的。否则，应调整测量方案，再进行估算，直到符合设计要求为止。
（二）建立专用地面控制网
建立地面专用控制网，是保证贯通精度的坚实基。随着地下采煤范围的不断扩大，原有的地面控制点不同程度地受到了采动影响,这就产生了地面控制点可靠性不足的问题，所以，首先应对原有的地面控制点进行检测,检测其精度是否符合要求。若精度较低，应重新建立专用控制网，建立地面专用控制网，应根据实际情况和仪器设备可布设三角网或精密导线。
（三）认真做好立井定向工作
立井联系测量是贯通工程测量的重要环节，是使井上下取得统一坐标和高程的唯一途径。联系测量的一项重要工作就是方位角的传递，所以联系测量也叫定向测量，因此在联系测量之前要选择和制定好定向施测方案。其方法，一是用钢丝由地面通过立井向定向水平投点，用以传递坐标和方向，并加测陀螺定向边。二是为了提高投点精度，采用激光垂直仪进行投点。国外资料表明，如果在定向水平上激光光斑大小在10-20mm 左右，且边界清晰稳定，确定光斑中心的精度可达1-2mm，我国目前井深为500m以内，确定光斑中心的精度误差约为±5mm。
（四）井下导线测量
巷道贯通测量的主要工作就是井下导线测量,由于井下巷道长、环境差、工作量大,是影响贯通精度的最大误差来源，所以在施测之前要选择好测量仪器、测量方法及导线的测量精度是关键之所在。据现有条件，对于大型贯通测量，采用wildT2光学经纬仪，利用三架法施测7s级经纬仪导线，或配合光电测距仪进行井下长边导线测量以提高测角和量边精度。
参考文献
[1]孙金礼.对晋华宫矿870大巷贯通工程的技术分析[J].辽宁工程技术大学学报，2006.25.
[2]王瑞峰.全站仪及贯通误差预计在矿山测量中的应用[J].测绘通报，2008.10.
[3]郑永海，马超，常青，王志武.浅析煤村煤矿贯通测量误差预计[J].中州煤炭，2007.6.
[4]张立志.贯通测量方案的选择与误差预计[J].煤炭技术，2008.7.
关键词：煤矿井下巷道；贯通测量；精度；误差；控制网
中图分类号：P25文献标识码：A
煤矿井下巷道贯通测量前的准备
首先，要对图纸资料等进行认真细致的审查。一张大型井巷设计图纸有上千个数字成果。虽然有各级设计部门层层校核，但最后在图纸上仍会出现或大或小的数字错误，测量人员如按这些错误的数据计算标定要素与放线要素，那必将严重影响工程质量，甚至造成工程报废的重大损失，所以把好审图这一关是测量人员在实施测量贯通工程中首先应抓好的大事。
其次，要采取可靠的检核贯通测量控制的措施。不论对同一矿井内的还是两矿井之间的贯通都应自成独立的控制体系，即尽量是自行闭合的，这样就能形成可靠的检核条件，闭合环的路线应尽量短，以减少测量误差的累计。每步测量结果都有可靠的检核措施。如果需要利用原有的测量成果，则应充分收集原有控制网的测量资料，检查其精度是否可靠。如对其可靠性有怀疑时，即应重新布设独立的控制系统。
再次，在贯通测量中，对所有的测量工作都应独立进行两次（尽可能采用不同的方法或不同的测量人员分别施测），并取其平均值作为该项测量结果。这样既可提高测量精度，又可检查测量中出现的错误。测量中应严格防止错误（粗差），如因疏忽大意而出现差错，又没有及时检查出来，那就只有待到贯通巷道出现很大偏差既成事实时才能发现。所以搞贯通测量的工作人员，一定要有高度的责任感，有一丝不苟，严肃认真的科学态度。
煤矿井下巷道贯通测量精度分析
本文以某煤矿水平大巷贯通工程测量为例，对煤矿井下巷道贯通测量精度进行分析。
（一）贯通工程概况
为保证正常的生产接替并提高矿井生产能力，该煤矿在井下纵向一翼开拓了二水平运输大巷，分中部和北部2段进行开拓，中部为副立井至北二斜井之间，贯距6284m；北部为北二斜井至北三斜井之间，贯距为3086m，整个贯通工程以高质量高精度全部顺利贯通，贯通总进尺9370m，整个贯通测量共设地面小三角网1个(共11个控制点)，地面四等水准2500m，井下7"导线10020m (98个控制点)，井下一级水准7320m，井下陀螺边4条，该项贯通对该矿来说，是一项特大贯通工程。
（二）贯通精度分析
1、副立井至北二斜井的贯通精度分析
在副立井至北二斜井的误差预计过程中，通过几种测量方案的比较，并结合井巷施工的实际情况，制定了立井用钢丝定向投点并传递高程，在井下加测陀螺边，斜井及平巷用测距导线及钢尺量边导线进行控制的测量方案；另外，在井下导线边长的设置时考虑到实际情况的需要，每隔500m 左右的长边设置80～100m的短边，陀螺边也设置在距贯通点1/3处。通过这样的技术处理，副立井至北二斜井的预计误差在水平方向为388mm，在高程上为160mm。贯通后实际水平方向误差为115mm，高程误差为113mm。
2、北二斜井至北三斜井间的贯通精度分析
在北二斜井至北三斜井间的误差预计过程中，由于该段贯通为2斜井间贯通，故选取了通过2斜井的红外测距导线控制的测量方案，由测距三角高程导入标高，平巷测设一等水准，该方案的水平方向预计误差为296mm，高程预计误差为188mm。贯通后实际水平方向的误差为14mm，高程误差为12mm。
3、贯通后对各项误差的分析
该矿水平大巷贯通工程中部的副立井至北二斜井间的贯通是一个比较典型的贯通工程，包括了地面连接测量，立井定向，导入标高测量，斜井的导入测量；井下导线包括了测距导线，钢尺量边导线，同时还加测了陀螺定向边；该段巷道贯通后，对贯通测量中的地面连接误差、定向误差、井下导线测量误差进行了分析，依据该段贯通误差预计时各项预计误差所占总预计误差的比例，并参考他矿的资料，上述3项误差对贯通总误差的影响比例定为1：3：4，即地面连接测量误差占贯通总误差的1/8，定向测量误差占贯通总误差的3/8，井下导线测量误差占贯通总误差的4/8。
由于该段贯通实测中线误差为115 mm，故地面导线测量误差对贯通误差的影响为14mm，定向误差对贯通误差的影响为43 mm，井下导线测量误差对贯通误差的影响为58mm; 井下导线测量误差分为测角误差和量边误差，由于该段井下导线大部分为直伸形导线，而且测距边的精度很高，故可近似地认为井下导线的误差均来自测角误差的影响,即井下测角误差对贯通误差的影响为58mm，而测角误差又分为测角方法误差和对中误差，测角方法为T2经纬仪测回法两测回观测，其读数误差近似地取0.75"。
由贯通后实际中线的误差对各项误差的分析，得出的井下导线测量中各项误差的实际数值与实际观测值是相符的。
提高贯通精度的技术措施
（一）认真作好误差预计工作
大型贯通测量工作是一项极其艰巨而又细致的工作，必须认真对待，在贯通工程施测之前必须进行誤差预计，对贯通测量可能达到的精度进行必要的估算。遵循“技术上可行，精度上允许，经济上合理”的原则，选择合理的测量方案和测量方法，对贯通测量中可能出现较大误差的薄弱环节，要认真对待，强化措施，优化方案。应尽可能采用先进技术和仪器设备，以保证贯通精度。误差预计的方法有如下几种:
首先了解贯通工程的概况，检核设计的图纸资料，搜集与工程有关的井上、井下控制网资料，为贯通测量设计作好准备。
绘制巷道贯通设计平面图，绘出与贯通工程有关的巷道及控制点，以便进行测量设计(设计图的比例尺应不小于l∶2000)。
根据贯通允许偏差值制定测量方案，选择测量仪器和工具，确定测量方法和限差要。
根据井巷贯通测量精度和施工工程要求，进行井巷贯通相遇点的误差预计。
取两倍中误差作为贯通的预计误差值，再与贯通允许偏差值相比较。若预计误差值小于允许偏差值，则测量方案可行的。否则，应调整测量方案，再进行估算，直到符合设计要求为止。
（二）建立专用地面控制网
建立地面专用控制网，是保证贯通精度的坚实基。随着地下采煤范围的不断扩大，原有的地面控制点不同程度地受到了采动影响,这就产生了地面控制点可靠性不足的问题，所以，首先应对原有的地面控制点进行检测,检测其精度是否符合要求。若精度较低，应重新建立专用控制网，建立地面专用控制网，应根据实际情况和仪器设备可布设三角网或精密导线。
（三）认真做好立井定向工作
立井联系测量是贯通工程测量的重要环节，是使井上下取得统一坐标和高程的唯一途径。联系测量的一项重要工作就是方位角的传递，所以联系测量也叫定向测量，因此在联系测量之前要选择和制定好定向施测方案。其方法，一是用钢丝由地面通过立井向定向水平投点，用以传递坐标和方向，并加测陀螺定向边。二是为了提高投点精度，采用激光垂直仪进行投点。国外资料表明，如果在定向水平上激光光斑大小在10-20mm 左右，且边界清晰稳定，确定光斑中心的精度可达1-2mm，我国目前井深为500m以内，确定光斑中心的精度误差约为±5mm。
（四）井下导线测量
巷道贯通测量的主要工作就是井下导线测量,由于井下巷道长、环境差、工作量大,是影响贯通精度的最大误差来源，所以在施测之前要选择好测量仪器、测量方法及导线的测量精度是关键之所在。据现有条件，对于大型贯通测量，采用wildT2光学经纬仪，利用三架法施测7s级经纬仪导线，或配合光电测距仪进行井下长边导线测量以提高测角和量边精度。
参考文献
[1]孙金礼.对晋华宫矿870大巷贯通工程的技术分析[J].辽宁工程技术大学学报，2006.25.
[2]王瑞峰.全站仪及贯通误差预计在矿山测量中的应用[J].测绘通报，2008.10.
[3]郑永海，马超，常青，王志武.浅析煤村煤矿贯通测量误差预计[J].中州煤炭，2007.6.
[4]张立志.贯通测量方案的选择与误差预计[J].煤炭技术，2008.7.