畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-某礦大巷大型貫通方案確定及其精度分析.doc

本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文 某礦大巷大型貫通方案確定及其精度分析 DETERMINATION OF LARGE ROADWAY HOLING THROUGH PROJECT AND ACCURACY ANALYSIS 學(xué)院 部 專業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 2012 年 6 月 2 日 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) I 礦山大巷大型巷道貫通方案確定及精度分析 摘要 井下貫通測(cè)量一直是礦山測(cè)量工作的一項(xiàng)非常重要的技術(shù)工作 井下巷道貫通如 何提高其精度 確保其準(zhǔn)確 安全順利貫通 對(duì)于測(cè)量工程技術(shù)提出了較高的要求 同時(shí)也關(guān)系到礦井的生產(chǎn)建設(shè) 經(jīng)濟(jì)效益和安全 在此做了忻州窯礦中央回風(fēng)上山貫通工程的兩井貫通測(cè)量 在此論文中 首先概述 了礦井概況 貫通概況以便于資料的查找利用 其次講述在煤礦巷道貫通中可以運(yùn)用 的貫通方案 根據(jù)本次貫通的特點(diǎn)從中選出最佳的貫通方案 測(cè)量方法 以及測(cè)量工 具 然后根據(jù)方案 方法 工具對(duì)貫通方案進(jìn)行誤差預(yù)計(jì) 通過對(duì)其進(jìn)行誤差預(yù)計(jì)的 計(jì)算 計(jì)算出的預(yù)計(jì)誤差 這里只是預(yù)計(jì)誤差 并不是真實(shí)的測(cè)量誤差 計(jì)算出來的 預(yù)計(jì)誤差再跟巷道貫通允許誤差進(jìn)行比較 看看是否超限 最后對(duì)實(shí)測(cè)資料進(jìn)行精度 分析 以評(píng)定實(shí)測(cè)資料的精度 在這里還要通過 VB 編程實(shí)現(xiàn)貫通方案精度的評(píng)定 因 為貫通是在礦山測(cè)量中經(jīng)常遇到的任務(wù) 這樣就可以加快計(jì)算速度 礦井的順利貫通 加快了了礦井的建設(shè)速度 縮短了建井的周期 保證了正常的生產(chǎn)交替并且提高了礦 井的年產(chǎn) 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 貫通測(cè)量 誤差預(yù)計(jì) 精度分析貫通測(cè)量 誤差預(yù)計(jì) 精度分析 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) II DETERMINATION OF LARGE ROADWAY HOLING THROUGH PROJECT AND ACCURACY ANALYSIS ABSTRACT Tunnel break survey underground mine has been always a very important technical work in the coal mine survey For the survey project the problem that how to enhancement of its accuracy ensure accurate safe and smooth through made for the measurement of higher engineering requirements but also related to Mine production and construction economic and security In this XinZhou kiln ore central air return the breakthrough of the two Wells up the mountain project breakthrough measurement In this paper firstly summarizes the general situation link up the mine in order to find the material utilization Second tells in coal mine roadway expedite can be used in the breakthrough scheme According to the characteristics of the breakthrough to select the best breakthrough scheme measurement methods and measuring tool And then based on the scheme methods tools to scheme is expected to be the error Through the calculation of the error determinate calculating the expected error Here is only expected to error and not real measurement errors Calculated error is expected to again with the roadway expedite allow error comparison see if overrun or not The last of the data accuracy analysis and to assess the accuracy of measured data Here also through the VB programming realize the accuracy of the breakthrough scheme evaluation because be in the mine is often met in the measurement of the task so that can accelerate the speed Mine breakthrough to speed up the smooth construction of the mine it speed shorten the cycle of well construction ensure the normal production and improve the alternate the annual production of mine KEYWORDS breakthrough measurement error analysis precision analysis 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) i 目錄目錄 摘要 中文 I 摘要 外文 II 1 緒論 1 2 貫通測(cè)量概述 2 2 1 礦山測(cè)量在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展 2 2 2 貫通測(cè)量允許誤差的確定 3 2 3 貫通時(shí)井下導(dǎo)線邊長(zhǎng)規(guī)劃到投影水準(zhǔn)面和高斯投影面的改正 4 2 4 貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì) 6 2 4 1 誤差預(yù)計(jì) 6 2 4 2 兩井間巷道貫通誤差預(yù)計(jì)參數(shù) 6 3 礦區(qū)概況 8 3 1 地理位置與交通狀況 8 3 2 地形地貌 8 3 3 河流氣象 8 3 4 本次貫通工程目的任務(wù) 8 4 貫通測(cè)量方案 9 4 1 地面控制測(cè)量 9 4 2 地面高程控制 12 4 2 1 水準(zhǔn)測(cè)量 12 4 2 2 三角高程測(cè)量 14 4 2 3 地面水準(zhǔn)測(cè)量誤差 15 4 3 聯(lián)系測(cè)量 15 4 3 1 礦井定向 15 4 3 2 導(dǎo)入高程 16 4 4 井下平面控制測(cè)量 17 4 5 井下高程測(cè)量 19 4 5 1 水準(zhǔn)測(cè)量 19 4 5 2 三角高程測(cè)量 20 5 貫通方案的選擇與誤差預(yù)計(jì) 22 5 1 貫通方案概述 22 5 1 1 地面控制網(wǎng) 22 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) ii 5 1 2 聯(lián)系測(cè)量 22 5 1 3 井下導(dǎo)線和高程測(cè)量 23 5 2 誤差預(yù)計(jì)所需基本誤差參數(shù) 23 5 3 貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì) 24 6 貫通實(shí)測(cè)資料的精度分析 27 7 利用 VB 編程實(shí)現(xiàn)貫通方案的精度分析 30 8 附表數(shù)據(jù) 34 論文總結(jié) 37 參考文獻(xiàn) 38 致謝 39 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1 緒論 采用兩個(gè)或多個(gè)相向或同向的掘進(jìn)工作面分段掘進(jìn)巷道 使其按設(shè)計(jì)要求在預(yù)定 地點(diǎn)彼此結(jié)合 叫做巷道貫通 在煤礦開采過程中 貫通測(cè)量是礦井建設(shè)發(fā)展的重要一 環(huán) 由于貫通測(cè)量工作涉及地面和井下 不但要為礦山生產(chǎn)建設(shè)服務(wù) 也要為安全生產(chǎn) 提供信息 以供管理者做出安全生產(chǎn)決策 貫通測(cè)量的任何疏忽都會(huì)影響生產(chǎn) 甚至可 能導(dǎo)致事故的發(fā)生 因此 貫通測(cè)量是一項(xiàng)非常重要的測(cè)量工作 測(cè)量人員所肩負(fù)的 責(zé)任是十分重大的 如果因?yàn)樨炌y(cè)量過程中發(fā)生錯(cuò)誤而導(dǎo)致巷道未能正確貫通 或 貫通后結(jié)合處的偏差值超限 都將影響巷道質(zhì)量 甚至造成巷道報(bào)廢 人員傷亡等嚴(yán) 重后果 在經(jīng)濟(jì)和時(shí)間上給國(guó)家造成重大的損失 因此 要求測(cè)量人員一絲不茍 嚴(yán) 肅認(rèn)真對(duì)待貫通測(cè)量工作 貫通測(cè)量工作中一般應(yīng)當(dāng)遵循下列原則 1 要在確定測(cè)量方案和測(cè)量方法時(shí) 保證貫通所必須的精度 既不能因精度過低 而使巷道不能正確貫通 也不能因盲目追求過高精度而增加測(cè)量工作量和成本 2 對(duì)所完成的每一步測(cè)量工作都應(yīng)當(dāng)有客觀獨(dú)立的檢查校核 尤其要杜絕粗差 貫通測(cè)量工作的主要任務(wù)包括 根據(jù)貫通巷道的種類和允許偏差 選擇合理的測(cè)量方案和測(cè)量方法 重要貫通 工程 要進(jìn)行貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì) 根據(jù)選定的測(cè)量方案和測(cè)量方法進(jìn)行各項(xiàng)測(cè)量工作的施測(cè)和計(jì)算 以求得貫通 導(dǎo)線最終點(diǎn)的坐標(biāo)和高程 各種測(cè)量和計(jì)算都必須有可靠的檢核 對(duì)貫通導(dǎo)線施測(cè)成果及定向精度進(jìn)行必要的分析 并與誤差估算時(shí)所采用的有 關(guān)參數(shù)進(jìn)行比較 若實(shí)測(cè)精度低于設(shè)計(jì)的要求 則應(yīng)重測(cè) 根據(jù)求得的有關(guān)數(shù)據(jù) 計(jì)算貫通巷道的標(biāo)定幾何要素 并實(shí)地標(biāo)定貫通巷道的 中線和腰線 根據(jù)掘進(jìn)工作的需要 及時(shí)延長(zhǎng)巷道的中線和腰線 定期進(jìn)行檢查測(cè)量和填圖 并根據(jù)測(cè)量結(jié)果及時(shí)調(diào)整中線和腰線 巷道貫通后 應(yīng)立即測(cè)量貫通實(shí)際偏差值 并將兩邊的導(dǎo)線連接起來 計(jì)算各 項(xiàng)閉合差 還應(yīng)對(duì)最后一段巷道的中腰線進(jìn)行調(diào)整 重要貫通工程完成后 應(yīng)對(duì)測(cè)量工作進(jìn)行精度分析 作出技術(shù)總結(jié) 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 2 貫通測(cè)量概述 2 1 礦山測(cè)量在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展 礦山測(cè)量是一門應(yīng)用科學(xué) 它是開發(fā)礦業(yè)過程中不可缺少的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)技術(shù) 工作 它是從采礦實(shí)踐中產(chǎn)生和發(fā)展起來的 礦山測(cè)量在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展在最近幾年的 時(shí)間里發(fā)展迅速 在國(guó)外 測(cè)量技術(shù)出現(xiàn)較早 公元前 13 世紀(jì) 埃及就有了按照一定比例縮小繪制 的巷道圖 在公元前 1 世紀(jì) 希臘學(xué)者 T 亞歷山德斯基已對(duì)地下測(cè)量和定向進(jìn)行簡(jiǎn)單 的敘述 德國(guó)學(xué)者 G 阿格里科拉在 1556 年出版的 論礦業(yè)與冶金 一書中 論述了用 羅盤儀進(jìn)行井下巷道測(cè)量的方法和礦山開采中的某些問題 1742 年 俄國(guó) M B 羅蒙諾 索夫在 冶金和采礦基礎(chǔ) 一書中專門介紹礦山測(cè)量 不僅介紹各種測(cè)量?jī)x器 而且 還研究了諸如立井和平巷貫通等具體測(cè)量問題 19 世紀(jì)中葉到 20 世紀(jì)初 礦山測(cè)量發(fā) 展較快 出現(xiàn)了許多對(duì)礦山測(cè)量發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn)的優(yōu)秀學(xué)者 在些其間 許多國(guó) 家還建立了礦山測(cè)量協(xié)會(huì)和機(jī)構(gòu) 各種國(guó)際性質(zhì)的礦山測(cè)量學(xué)術(shù)會(huì)議多次舉行 所有 這些舉措推動(dòng)了礦山測(cè)量學(xué)的快速發(fā)展 近 50 年來 隨著電子技術(shù) 計(jì)算機(jī)技術(shù) 光機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展 測(cè)繪儀器 制造也得到了長(zhǎng)足進(jìn)展 其高科技產(chǎn)品代表之一就是電子全站儀 全站儀是當(dāng)前比較 流行 也比較實(shí)用的測(cè)繪儀器 應(yīng)用全站儀與傳統(tǒng)的科技手段和地質(zhì)勘探技術(shù)理論相 結(jié)合 在礦山勘探 設(shè)計(jì) 開發(fā)和生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的各個(gè)階段 對(duì)礦區(qū)地面和地下的空間 資源和環(huán)境信息進(jìn)行采集 存儲(chǔ) 處理 顯示 利用 將極大地提高資源勘探的效率 降低成本 減少人力物力 使礦區(qū)開采更加有效地進(jìn)行 國(guó)際上礦山測(cè)量?jī)x器正向著 多功能 小型化 數(shù)字化和全自動(dòng)化方向發(fā)展 我國(guó)的礦山測(cè)量是在新中國(guó)成立后逐步發(fā)展起來的 1953 年 為了適應(yīng)采礦業(yè)的 發(fā)展需求 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)首先設(shè)置了礦山測(cè)量專業(yè) 1954 年 燃料工業(yè)部全國(guó)煤礦管 理總局成立測(cè)量處 同年召開了第一次全國(guó)煤炭系統(tǒng)礦山測(cè)量會(huì)議 1981 年 中國(guó)煤 炭學(xué)會(huì)礦山測(cè)量專業(yè)委員會(huì)成立 同年召開了第一屆礦山測(cè)量學(xué)術(shù)會(huì)議 20 世紀(jì) 50 年 代以后 電子 激光等新技術(shù)的迅速發(fā)展 推動(dòng)了礦山測(cè)量?jī)x器的研制工作 同時(shí)也 促進(jìn)了礦山測(cè)量的革新 經(jīng)過近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展 我國(guó)礦山測(cè)量技術(shù)已在礦業(yè)部門 如煤炭系統(tǒng) 冶金系 統(tǒng)形成和采礦 礦建 地質(zhì) 環(huán)境等學(xué)科即相互獨(dú)立 又彼此滲透 交融的態(tài)勢(shì) 礦 山測(cè)量工作由原來的單純的利用測(cè)量 計(jì)算和繪圖來確定空間 3 維坐標(biāo)的學(xué)科 逐步 發(fā)展到將測(cè)量與光電子技術(shù) 計(jì)算機(jī)技術(shù) 衛(wèi)星空間定位技術(shù) GPS 地理信息技術(shù) GIS 和遙感技術(shù) RS 等新技術(shù) 新學(xué)科的有機(jī)結(jié)合 來確定凡是與空間 3 維坐標(biāo)有關(guān) 的一切幾何 地理 資源以及物理 化學(xué)屬性等方面的信息科學(xué) 最近幾年來 由于 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 精密水準(zhǔn)儀 電子經(jīng)緯儀 全站型儀器 GPS 接收機(jī)和地面或巖層移動(dòng)變形監(jiān)測(cè)儀器等 儀器被應(yīng)用于礦區(qū)露天采礦和井下數(shù)據(jù)采集及開采沉陷等方面 這些儀器的使用提高 了數(shù)據(jù)采集的精度 改善了工作強(qiáng)度 提高了工作效率 為我國(guó)礦山測(cè)量的發(fā)展做出 了很大的貢獻(xiàn) 2 2 貫通測(cè)量允許誤差的確定 井巷貫通一般分為一井內(nèi)巷道貫通 兩井之間的巷道貫通和立井貫通 3 種類型 凡是由一條導(dǎo)線起算邊開始 能夠敷設(shè)井下導(dǎo)線到達(dá)貫通巷道兩端的 均屬于一井內(nèi) 的巷道貫通 兩井間的巷道貫通 是指在巷道貫通前不能由一條起算邊向貫通巷道的 兩端敷設(shè)井下導(dǎo)線 而只能由兩個(gè)井口 通過地面聯(lián)測(cè) 聯(lián)系測(cè)量 再布設(shè)井下導(dǎo)線 到待貫通巷道兩端的貫通 立井貫通主要包括從地面及井下開鑿的立井貫通和延深立 井時(shí)的貫通 貫通巷道接合處的偏差值 可能發(fā)生在 3 個(gè)方向上 1 水平面內(nèi)沿巷道中線方向上的長(zhǎng)度偏差 2 水平面內(nèi)垂直于巷道中線的左 右偏差 x 3 豎直面內(nèi)垂直于巷道腰線的上 下偏差 h 以上三種偏差中 第一種偏差只對(duì)貫通在距離上有影響 對(duì)巷道質(zhì)量沒有影響 后兩種偏差和對(duì)于巷道質(zhì)量有直接影響 所以又稱為貫通重要方向的偏差 x h 井巷貫通的允許偏差值 主要根據(jù)工程的需要 按井巷的種類 用途 施工方法 及測(cè)量工作所能達(dá)到的精度確定 在一般情況下可以采用如下數(shù)值 表 2 1 巷道貫通允許誤差 在貫通面上的容許偏差 m 貫通類型貫通巷道名稱及特點(diǎn) 兩中線之間兩腰線之間 第一類同一礦井內(nèi)貫通巷道0 30 2 第二類兩井之間貫通巷道0 50 2 先用小斷面開鑿 通之后再刷大至 設(shè)計(jì)全斷面 0 5 用全斷面開鑿并同時(shí)砌筑永久井壁0 1 第三類 立 井 貫 通 全斷面掘砌 并在破保護(hù)巖柱之前 預(yù)先安裝罐梁罐道 0 02 0 03 軌道運(yùn)輸平巷貫通時(shí) 中線和腰線的容許偏差值 x 和 h 可用下式計(jì)算 s lv x 2 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 2 1 極限 lih2 式中 由完全鋪好永久軌道的巷道到貫通相遇點(diǎn)的距離 即鋪設(shè)臨時(shí)軌道的l 距離 一般 20 30m l 軌距與車輪間距之間的容許差值 一般 20mm vv 電機(jī)車頭的軸間距 s 貫通巷道的實(shí)際坡度與設(shè)計(jì)坡度之間的容許差值 一般i 0 002 0 003 極限 i 表格中的貫通容許偏差值與用計(jì)算方法所求出的容許偏差值基本一致的 其出發(fā) 點(diǎn)都是為了保證在貫通知后的偏差不對(duì)運(yùn)輸安全造成影響 或不得不對(duì)貫通相遇點(diǎn)處 的巷道進(jìn)行嚴(yán)重?cái)U(kuò)幫 墊底兒帶來很大的工作量 2 3 貫通時(shí)井下導(dǎo)線邊長(zhǎng)規(guī)劃到投影水準(zhǔn)面和高斯投影面的改正 對(duì)于某些兩井間的大型巷道貫通工程和大型立井貫通工程 應(yīng)根據(jù)礦區(qū)在投影帶 內(nèi)所處的位置 近井控制網(wǎng)的情況 礦井地面與井下高差大小等情況 考慮加入井下 導(dǎo)線邊長(zhǎng)化歸到投影水準(zhǔn)面的改正 LM 和投影到高斯 克呂格投影面的改正 LG 這 是由于地面近井控制網(wǎng)的邊長(zhǎng)通常都已歸化到投影水準(zhǔn)面和高斯投影面上 投影后的 邊長(zhǎng)已產(chǎn)生變形 如果井下導(dǎo)線邊長(zhǎng)不作相應(yīng)的歸化改正 就會(huì)使井上與井下的長(zhǎng)度 關(guān)系不一致 就有可能使兩井之間的大型貫通產(chǎn)生較大的偏差 一 兩項(xiàng)改正數(shù)的綜合改正計(jì)算方法 邊長(zhǎng)歸化到投影水準(zhǔn)面的改正數(shù)為 2 2 l R H L m M 邊長(zhǎng)投影到高斯投影面的改正為 2 3 l R y L m G 2 2 2 上述兩項(xiàng)改正數(shù)的綜合影響為 KllKKl R H R y LLL mm MGGM 2 21 2 2 式中 邊長(zhǎng)化至高斯投影面的改正系數(shù) 對(duì)于同一個(gè)礦井可視為一個(gè)常數(shù) 1 K 邊長(zhǎng)化至投影水準(zhǔn)面的改正系數(shù) 對(duì)井下某一水平可視為一個(gè)常數(shù) 2 K 兩項(xiàng)改正的綜合影響系數(shù) K 21 KKK 二 兩項(xiàng)改正對(duì)貫通的影響及其改正計(jì)算方法 邊長(zhǎng)歸化到投影水準(zhǔn)面和高斯投影面的兩項(xiàng)改正對(duì)貫通的綜合影響視其具體情況 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 而異 有時(shí) 其影響相當(dāng)大 是完全不可忽視的 估算方法如下 當(dāng)兩井之間貫通平巷時(shí) 兩項(xiàng)改正對(duì)貫通相遇點(diǎn) K 在水平重要方向 與巷道中線相 重直的 x 軸方向 的影響 與貫通圖形有關(guān) 若井下導(dǎo)線全部在一個(gè)水平上施測(cè)時(shí) 則邊長(zhǎng)的兩項(xiàng)改正數(shù)的綜合影響系數(shù) K 是 常數(shù) 因而井下貫通導(dǎo)線的綜合改正數(shù)為 x x KlL 式中 井下兩條貫通導(dǎo)線的起始點(diǎn) A 和 B 連線在 x 軸上的投影長(zhǎng)度 其值 x l 可直接在圖上量取 當(dāng)立井貫通時(shí) 兩項(xiàng)改正的綜合改正數(shù)為 2 4 KlL 式中 井下貫通導(dǎo)線起始點(diǎn)與貫通井筒中心連線的長(zhǎng)度 其值可從圖上直接量l 取 一般說來 若估算所得的 或 L 值大于貫通容許誤差的 1 3 1 5 時(shí) 井 x L 下導(dǎo)線邊長(zhǎng)必須進(jìn)行上述兩項(xiàng)改正 在貫通測(cè)量計(jì)算中 為了簡(jiǎn)化起見 可不必對(duì)井下導(dǎo)線逐邊加入兩項(xiàng)改正 而在 井下貫通導(dǎo)線終點(diǎn) 距貫通相遇點(diǎn)要有一定距離 x 以免對(duì)貫通測(cè)量標(biāo)定的幾何要素?cái)?shù) 據(jù)產(chǎn)生過大影響 的坐標(biāo)中直接加入改正數(shù) 加入改正后的 C 和 D 點(diǎn)坐標(biāo)為 C A iiACACAc xKxKxxx 21 D B iiBDBDBD xKxKxxx 21 C A iiACACAc yKyKyyy 21 D B iiBDBDBD yKyKyyy 21 式中 分別為井下井線起始點(diǎn) A 和 B 的坐標(biāo)值 A x A y B x B y A 點(diǎn)至 C 點(diǎn)的坐標(biāo)增量 AC x AC y B 點(diǎn)至 D 點(diǎn)的坐標(biāo)增量 BD x BD y 邊長(zhǎng)化至高斯投影平面的改正系數(shù) 1 K 某一水平的邊長(zhǎng)化至投影水準(zhǔn)面的改正系數(shù) i K2 某一水平上的導(dǎo)線邊 i 的坐標(biāo)增量值 i x i y 若井下貫通導(dǎo)線均在同一水平上施測(cè) 或雖不在同一水平上 但可根據(jù)具體情況 取一平均高程時(shí) 則上式可簡(jiǎn)化為 m H 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 ACACAC xKxxx BDBDBD xKxxx 2 5 ACACAC yKyxy BDBDBD yKyxy 式中 兩項(xiàng)改正的綜合影響系數(shù) 可從表中查取 K 2 4 貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì) 2 4 1 誤差預(yù)計(jì) 貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì) 就是按照所選擇的測(cè)量方案與測(cè)量方法 應(yīng)用最小二乘準(zhǔn)則 及誤差傳播律 對(duì)貫通精度的一種估算 它是預(yù)計(jì)貫通實(shí)際偏差最大可能出現(xiàn)的限度 而不是預(yù)計(jì)貫通實(shí)際偏差的大小 因此 誤差預(yù)計(jì)只有概率上的意義 其目的是優(yōu)化 測(cè)量方案與選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量方法 做到對(duì)貫通心中有數(shù) 在滿足采礦生產(chǎn)要求的前提下 既不由于精度太低而造成工程的損失 影響正常 安全生產(chǎn) 也不因盲目追求高精度而增加測(cè)量工作量 井巷貫通工程的質(zhì)量對(duì)礦井建設(shè)和生產(chǎn)有重大影響 因此必須按 規(guī)程 規(guī)定 認(rèn)真進(jìn)行設(shè)計(jì)和精心組織工程施工 對(duì)于大型貫通工程最好采用以下方法 1 采用光電測(cè)距導(dǎo)線建立地面獨(dú)立控制 2 采用陀螺全站儀進(jìn)行礦井定向 3 井下貫通導(dǎo)線應(yīng)合理地加測(cè)陀螺定向邊 并進(jìn)行平差 2 4 2 兩井間巷道貫通誤差預(yù)計(jì)參數(shù) 根據(jù)所選擇的測(cè)量?jī)x器和方法 確定各種誤差參數(shù) 盡量使用本礦積累和分析得 到的實(shí)際數(shù)據(jù) 單當(dāng)缺乏足夠的實(shí)測(cè)資料時(shí) 可采用有關(guān)的測(cè)量規(guī)程中提供的數(shù)據(jù)或 比照同類條件的其他測(cè)量單位的資料 當(dāng)然也可以采用理論公式來估算各項(xiàng)誤差參數(shù) 以上方法可以結(jié)合使用 互相對(duì)比 從而確定最佳參數(shù) 下表為我國(guó)二十多個(gè)礦務(wù)局 提供的大量實(shí)測(cè)資料經(jīng)綜合分析后得到的 可供作誤差預(yù)計(jì)時(shí)參數(shù) 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 表 2 2 測(cè)量誤差參數(shù)參考表 測(cè)量種類誤差參數(shù)名稱測(cè)量方法參數(shù)值備注 聯(lián)系測(cè)量 一 次測(cè)量中誤差 一井定向 兩井定向 陀螺定向 導(dǎo)入高城 三角形連接法 鋼尺法 鋼絲法 35 18 15 h 22000h 井筒深度 儀器 J2 一測(cè)回 兩測(cè)回 測(cè)回法 測(cè)繪法 7 6 一次對(duì)中井下測(cè)角 測(cè) 角中誤差 儀器 J6 一復(fù)測(cè) 兩復(fù)測(cè) 測(cè)繪法 測(cè)繪法 20 15 一次對(duì)中 鋼尺量邊 量邊偶然誤差系數(shù) a 量邊偶然誤差系數(shù) b 基本控制導(dǎo)線量邊 方法 0 0003 0 0005 0 00003 0 00005 在的巷 0 15 道 a b 系數(shù)取 平巷二倍 井下光電測(cè)距每條邊的量邊中誤差往返測(cè)取平均值5mm 井下水準(zhǔn)測(cè)量每千米長(zhǎng)度高差中誤差兩次儀器高15mm 貫通方案測(cè)量誤差的計(jì)算方法 誤差預(yù)計(jì)主要預(yù)計(jì)貫通點(diǎn) K 點(diǎn)在重要方向上偏差 包括水平方向和豎直方向 據(jù) 分析可知兩井貫通誤差是由地面測(cè)量誤差 聯(lián)系測(cè)量誤差 井下測(cè)量誤差綜合影響引 起的 貫通點(diǎn) K 在水平重要方向上的誤差來源包括 地面平面控制測(cè)量誤差 上 x M 定向測(cè)量誤差 和井下平面控制測(cè)量誤差 則有誤差傳 上xl M 1x M 2x M 下 x M 下xl M 播定律可知 K 點(diǎn)在水平方向總的中誤差為 2 6 222 2 2 1 22 xl下下上上xlxxxxxk MMMMMMM 兩井間巷道貫通相遇點(diǎn) K 在高程上的誤差包括 地面水準(zhǔn)測(cè)量誤差 導(dǎo)入高 上h M 程誤差 井下水準(zhǔn)測(cè)量和三角高程測(cè)量誤差 則 K 點(diǎn)在豎直方向總 1h M 2h M h M h M 的中誤差為 2 7 222 2 2 1 2 hhhhhhk MMMMMM 上 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 3 礦區(qū)概況 3 1 地理位置與交通狀況 同煤集團(tuán)忻州窯礦是一個(gè)具有百年歷史的老礦井 井田位于大同煤田東北端 其 地理坐標(biāo)為東經(jīng) 113 63 56 113 08 16 北緯 40 02 08 40 04 58 井田東西 長(zhǎng) 5 7km 南北寬 6 08km 總面積為 18 038 2 忻州窯礦北為云崗礦 晉華宮礦 東為 大同市地方煤礦 西南為煤峪口礦 忻州窯礦井田內(nèi)有同蒲鐵路運(yùn)煤專線該礦 口泉站 距口泉站 5 3km 至同蒲鐵路 大同站運(yùn)距 25 3km 北部有東西向的京包線 往東有大秦鐵路京包線 井田中部有大 同至左云 五 九 公路由南往北貫穿全區(qū)與同云公路相接 東南角與同泉公路相接 交通條件四通八達(dá) 甚為方便 井田內(nèi)有石巖莊村 栗莊和興旺莊 3 2 地形地貌 井田內(nèi)為低山丘陵黃土地貌景觀 地形比較復(fù)雜 黃土梁及 V 字溝谷發(fā)育 地勢(shì)大致為北西高 東南低 地表最高點(diǎn)位于井田西北擴(kuò)區(qū)內(nèi)榮華皂三角點(diǎn) 高程 1336 93m 最低點(diǎn)位于井田東南忻州窯溝內(nèi) 高程 1132 8m 相對(duì)高差 204 13m 大溝 內(nèi)有忻州窯溝 大北溝 黑龍王堂溝 白土寺溝等 呈樹枝狀分布其間 3 3 河流氣象 本區(qū)屬海河流域 桑干河水系 井田內(nèi)無(wú)大的地表水體 較大的溝谷為明燈寺與 忻州窯溝 且常年無(wú)水 只是在雨季有短時(shí)洪水流經(jīng) 并與甘河相接 向東匯入桑干 河 忻州窯溝為本區(qū)主要河溝 由西北白東南斜穿本井田 全長(zhǎng) 8700m 匯水面積 28km2 平時(shí)僅有礦井排水 洪水季節(jié)水位突然猛漲 一般使用明燈寺水廠供水 目前 忻州窯礦居民生活用水由同煤集團(tuán)時(shí)莊水源定時(shí)供給 水量為 1800m3 d 1952 年洪峰 高度 5 5m 流量 850m3 s 1967 年 7 月 1 日洪水位高 2 99m 洪峰流量 512m3 s 本區(qū)屬于黃土高原干旱大陸性氣候 冬季嚴(yán)寒 夏季炎熱 氣候干燥 風(fēng)沙嚴(yán)重 3 4 本次貫通工程目的任務(wù) 同煤集團(tuán)忻州窯礦 設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為 200 萬(wàn)噸 采用一對(duì)主立井 主井和副井 提升 礦井通風(fēng)方法為抽出式通風(fēng) 采煤方式為長(zhǎng)壁式打錨釘綜合機(jī)械化采煤 目前 礦井已開拓 425m 水平 為了加快施工進(jìn)度 改善通風(fēng)狀況與勞動(dòng)條件 有利于該水 平的早日投產(chǎn) 現(xiàn)要貫通中央回風(fēng)上山 采用相向掘進(jìn) 由 425m 水平井底車場(chǎng)按一定 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 的傾角向上掘進(jìn) 同時(shí)由 125m 水平的 2000 石門處向下掘進(jìn) 4 貫通測(cè)量方案 兩井之間的巷道貫通兩井間的巷道貫通 是指在巷道貫通前不能由井下的一條起 算邊向貫通巷道的兩端敷設(shè)井下導(dǎo)線的貫通 為保證兩井之間巷道正確貫通 兩井的 測(cè)量數(shù)據(jù)必須統(tǒng)一 及采用統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng) 這類貫通的特點(diǎn)是兩井都要進(jìn)行聯(lián)系測(cè)量 并在兩井之間進(jìn)行地面測(cè)量和井下測(cè) 量 因而積累的誤差一般較大 必須采用更精確的測(cè)量方法和更嚴(yán)格的檢查措施 4 1 地面控制測(cè)量 地面控制網(wǎng)是地下工程特別是礦井貫通工程正確性的基礎(chǔ) 地面控制測(cè)量的基本任 務(wù)是根據(jù)地下工程特點(diǎn)和需要 在地面布設(shè)一定形狀的控制網(wǎng) 并精密測(cè)定其地面位 置 地面控制測(cè)量的目的是為了控制全局 限制測(cè)量誤差的傳遞和積累 保障測(cè)量工 作的相對(duì)精度 兩井間地面聯(lián)測(cè)的平面控制測(cè)量的可能方案有 GPS 導(dǎo)線測(cè)量 三角測(cè)量 三邊 測(cè)量 邊角網(wǎng)等方法 1 地面采用三角網(wǎng) 在地面上選定一系列點(diǎn)位 1 2 使互相觀測(cè)的兩點(diǎn)通視 把它們按三角形的形 式連接起來即構(gòu)成三角網(wǎng) 三角網(wǎng)的布設(shè)應(yīng)符合表的規(guī)定 表 4 1 三角網(wǎng)的布設(shè)與精度要求 等級(jí)一般邊長(zhǎng) Km 測(cè)角中誤差 起算邊長(zhǎng)相對(duì)中誤差 最弱邊邊長(zhǎng)相 對(duì)中誤差 三等網(wǎng) 四等網(wǎng) 一級(jí)小三角網(wǎng) 二級(jí)小三角網(wǎng) 5 9 2 5 1 0 5 1 8 2 5 5 0 0 1 200000 首級(jí) 1 150000 加密 1 150000 首級(jí) 1 40000 1 20000 1 80000 1 40000 1 20000 1 10000 三角網(wǎng) 鎖 在進(jìn)行嚴(yán)密平差時(shí) 應(yīng)同時(shí)按照求平差值的函數(shù)的中誤差的方法 求 出兩近井點(diǎn) 1 n 之間在 x 方向上的相對(duì)點(diǎn)誤差 Mx 以及 1 2 邊的坐標(biāo)方位角 與 n n 1 邊的坐標(biāo)方位角之間的方位角相對(duì)中誤差 然后參照下式計(jì) 21 a 1 nn a a M 算出地面三角測(cè)量誤差對(duì)于貫通的影響 如果采用近似的估算方法 則將三角網(wǎng) 鎖 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 的邊看做是導(dǎo)線邊 選擇一條較短線路 把它看做是一條導(dǎo)線 4 1 22 22 2 2 2 ByAy AB 上X RR M AB M M 其測(cè)角中誤差可按相應(yīng)等級(jí)的三角網(wǎng)的測(cè)角中誤差來確定 也可在施測(cè)后按各三 角形角閉合差用菲萊羅公式求得 其量邊誤差可根據(jù)估算的三角網(wǎng)最弱邊相對(duì)中誤差 乘以各相應(yīng)邊長(zhǎng)來求得 然后再加上三角點(diǎn) 1 和三角點(diǎn) 7 到兩個(gè)井口的近井連接導(dǎo)線 一起看做是一條總體導(dǎo)線 按照前面的導(dǎo)線方案中所用的計(jì)算公式來估算它們對(duì) k 點(diǎn) 在 x 方向上的誤差的影響 2 地面采用導(dǎo)線網(wǎng)方案時(shí) 導(dǎo)線網(wǎng)是目前工程控制網(wǎng)較常用的一種布設(shè)形式 它包括單一導(dǎo)線和具有一個(gè)或多 個(gè)結(jié)點(diǎn)的導(dǎo)線網(wǎng) 網(wǎng)中的觀測(cè)值是角度 或方向 和邊長(zhǎng) 獨(dú)立導(dǎo)線網(wǎng)的起算數(shù)據(jù)是 一個(gè)起算點(diǎn)的 x y 坐標(biāo)和一個(gè)方向的方位角 光電測(cè)距導(dǎo)線的布設(shè)應(yīng)符合表規(guī)定 表 4 2 光電測(cè)距導(dǎo)線的布設(shè)與精度要求 等級(jí) 符 閉 合導(dǎo) 線長(zhǎng)度 km 一般長(zhǎng)度 測(cè)距相對(duì)中 誤差 測(cè)角中誤差 導(dǎo)線全長(zhǎng)相 對(duì)閉合差 三等導(dǎo)線 四等導(dǎo)線 一級(jí)導(dǎo)線 二級(jí)導(dǎo)線 15 10 5 3 2 5 1 2 0 5 0 25 1 100000 1 100000 1 30000 1 20000 1 8 2 5 5 0 1 60000 1 40000 1 20000 1 10000 鋼尺量距導(dǎo)線的布設(shè)應(yīng)符合表規(guī)定 表表 4 34 3 鋼尺量距導(dǎo)線的布設(shè)與精度要求鋼尺量距導(dǎo)線的布設(shè)與精度要求 等級(jí) 附 閉 合導(dǎo)線 長(zhǎng)度 km 平均邊長(zhǎng) m 往返丈量互差的 相對(duì)誤差 測(cè)角中誤 差 導(dǎo)線全長(zhǎng)相 對(duì)閉合差 一級(jí)導(dǎo)線 二級(jí)導(dǎo)線 2 5 1 8 250 180 1 20000 1 15000 5 10 1 10000 1 7000 當(dāng)在地面兩井口近井點(diǎn)之間布設(shè)閉合導(dǎo)線 或者是附合導(dǎo)線中的一部分 時(shí) 在 進(jìn)行地面導(dǎo)線的嚴(yán)密平差時(shí) 應(yīng)當(dāng)同時(shí)評(píng)定出近井點(diǎn) 1 與近井點(diǎn) j 兩點(diǎn)之間在 x 方 向上的相對(duì)點(diǎn)位誤差以及 1 n 邊的坐標(biāo)方位角與 j j 1 邊的坐標(biāo)方位角 1j x M 1 a 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 之間的相對(duì)中誤差 j a j aaa MM 1 4 2 2 22 1 2 2 2 1 jyy xx RR M MM j 上 式中 兩個(gè)近井點(diǎn) 1 與 j 在 x 方向上的相對(duì)點(diǎn)位誤差 1 j x M 兩條近井點(diǎn)后視邊坐標(biāo)方位角之間的相對(duì)中誤差 a M 分別為導(dǎo)線點(diǎn) 1 和 j 與 k 點(diǎn)連線在 y 軸上的投影長(zhǎng) 1 y R j y R 3 地面采用邊角網(wǎng)方案 邊角網(wǎng)是指測(cè)角又測(cè)邊的以三角形為基本圖形的網(wǎng) 如果只測(cè)邊而不測(cè)角即為三 邊網(wǎng) 實(shí)際上導(dǎo)線網(wǎng)也可以看作是邊角網(wǎng)的特殊情況 測(cè)邊網(wǎng)的布設(shè)原則應(yīng)符合表規(guī) 定 表 4 4 邊角網(wǎng)的布設(shè)與精度要求 等級(jí)一般邊長(zhǎng) Km 測(cè)距相對(duì)中誤差 三等網(wǎng) 四等網(wǎng) 一級(jí)小測(cè)邊網(wǎng) 相當(dāng)于一級(jí)小 三角網(wǎng) 二級(jí)小測(cè)邊網(wǎng) 相當(dāng)于二級(jí)小 三角網(wǎng) 5 9 2 5 1 0 5 1 150000 1 100000 1 50000 1 25000 由于傳統(tǒng)的地面測(cè)量方法各有優(yōu)缺點(diǎn) 在選定一種測(cè)量方法時(shí) 測(cè)量人員應(yīng)根據(jù) 所需測(cè)定的地區(qū)條件和精度要求及測(cè)量?jī)x器的不同選擇不同的測(cè)量方法 3 地面采用 GPS 全球定位系統(tǒng) 在將 GPS 用于兩井間巷道貫通測(cè)量時(shí) 可按照下表規(guī)定選用 E 級(jí)或者 D 級(jí)精度來 測(cè)量?jī)删诟浇倪M(jìn)井點(diǎn) 而且兩進(jìn)井點(diǎn)盡量通視 這時(shí)由于地面 GPS 測(cè)量誤差所 引起的貫通點(diǎn) k 點(diǎn)在 x 軸方向上的貫通誤差按下式估算 4 3 cos aMsM x 上 式中 近井點(diǎn) 與 之間邊長(zhǎng) S 的誤差 Ms 22 bSaMs 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 固定誤差 D 級(jí)及 E 級(jí) GPS 網(wǎng)的 a 10 mm a b 比例誤差系數(shù) D 級(jí) GPS 網(wǎng)的 E 級(jí) GPS 網(wǎng)的 6 1010 b 6 1020 b 邊與貫通重要方向 x 之間的夾角 a s 表 4 5 GPS 測(cè)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 精度指標(biāo) mm 等級(jí) 平均邊長(zhǎng) 千米 儀器 要求 ab 圖形強(qiáng)度 PDOP 觀測(cè)時(shí) 段 個(gè)數(shù) 時(shí)段長(zhǎng) min 衛(wèi)星高 度角 度 D10 5101010 2 60 15 E5 2 單頻或 雙頻 102010 2 6 15 在進(jìn)行兩井之間的巷道貫通測(cè)量時(shí) 地面平面控制測(cè)量采用 GPS 建立近井點(diǎn)是值 得提倡的一種方案 實(shí)測(cè)簡(jiǎn)便 精度又高 以上三種情況 除上述誤差外 還應(yīng)再將從近井點(diǎn)到井口所敷設(shè)的連接導(dǎo)線的測(cè) 量誤差所引起的 k 點(diǎn)在 x 方向上的誤差考慮進(jìn)去 就可以預(yù)計(jì)出整個(gè)地面平面測(cè)量誤 差所引起的 k 點(diǎn)在 x 方向上的誤差 4 2 地面高程控制 高程測(cè)量按使用的儀器和方法分為水準(zhǔn)測(cè)量 三角高程測(cè)量和 GPS 高程測(cè)量 礦 區(qū)地面高程控制測(cè)量主要采用水準(zhǔn)測(cè)量和三角高程測(cè)量 4 2 1 水準(zhǔn)測(cè)量 水準(zhǔn)測(cè)量所使用的儀器為水準(zhǔn)儀 與其配套的工具為水準(zhǔn)尺和尺墊 水準(zhǔn)網(wǎng)的主 要技術(shù)要求 應(yīng)符合下表的規(guī)定 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 表 4 6 水準(zhǔn)網(wǎng)的主要技術(shù)要求 觀 測(cè) 次 數(shù) 往還互差 環(huán)線或符 合路線 等 級(jí) 每公里高 差中數(shù)中 誤差 環(huán)線或附 合路線長(zhǎng) 度 km 儀器 級(jí)別 水準(zhǔn)標(biāo) 尺 與已知點(diǎn) 聯(lián)測(cè) 附合或 環(huán)線 平地 mm 山地 mm DS1 因瓦 往返各一 次 往一次 三 等 650 DS3 木質(zhì)雙 面 往返各一 次 往返各 一次 12 L 4 n 四 等 1015DS3 木質(zhì)雙 面 往返各一 次 往一次 20 L 6 n 等 外 205DS10 木質(zhì)雙 面或單 面 往返各一 次 往一次 40 L 12 n 注 計(jì)算兩水準(zhǔn)點(diǎn)往返測(cè)互差時(shí) L 為水準(zhǔn)點(diǎn)間路線長(zhǎng)度 km 計(jì)算環(huán)線或符合路線 閉合差時(shí) L 為環(huán)線或符合路線總長(zhǎng)度 km n 為測(cè)站數(shù) 水準(zhǔn)支線長(zhǎng)度不應(yīng)大于相應(yīng)等級(jí)符合路線長(zhǎng)度的 1 4 水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè)的技術(shù)要求應(yīng)符合表的規(guī)定 表 4 7 水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè)的技術(shù)要求 等 級(jí) 儀器 級(jí)別 視線 長(zhǎng)度 m 前后視距 差 m 前后視距 累差 m 視線離地面 最低高度 m 基本分劃 輔 助分劃黑紅面 讀數(shù) mm 基本分劃 軸助 分劃黑紅面高差 之差 mm 三 等 DS1 DS3 100 75 360 3 1 0 2 0 1 5 3 0 四 等 DS31005100 23 05 0 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 等 外 DS1010010500 14 06 0 注 用單面水準(zhǔn)標(biāo)尺進(jìn)行等外水準(zhǔn)測(cè)量時(shí) 應(yīng)變動(dòng)儀器高觀測(cè) 所觀測(cè)高差之差與黑 紅面所測(cè)高差之差的限值相同 水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算取值應(yīng)符合表規(guī)定 表 4 8 水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算取值 等級(jí) 往 返 測(cè)距 離總和 Km 往返測(cè)距離中 數(shù) Km 各測(cè)站高 差 mm 往 返 測(cè) 高差總和 mm 往返測(cè)高 差中數(shù) mm 高 程 三四等0 010 11 01 01 01 0 四等 以下 0 010 11 01 010 010 4 2 2 三角高程測(cè)量 三角高程測(cè)量分為光電測(cè)距三角高程測(cè)量和經(jīng)緯儀三角高程測(cè)量 三角高程測(cè)量 主要用于山區(qū)和丘陵地帶的高程控制和平面控制網(wǎng)點(diǎn)的高程測(cè)定 三角高程測(cè)量的技 術(shù)要求應(yīng)符合表規(guī)定 表 4 9 三角高程測(cè)量的技術(shù)要求 測(cè)回?cái)?shù) 經(jīng)由路線 儀器 級(jí)別 中絲法三絲法 傾斜角互 差 指標(biāo)差互 差 對(duì)向觀測(cè) 高差較差 mm 符合或環(huán)線 閉合差 mm 二 三 四等點(diǎn) DJ1 DJ2 421015 DJ2 211515 一 二級(jí) 小三角 一 二級(jí) 測(cè)邊和一 二級(jí)導(dǎo)線 DJ6422525 100S 50 2 S 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 點(diǎn) 注 計(jì)算對(duì)向觀測(cè)高差互差時(shí) 應(yīng)考慮地球曲率和折光差的影響 S 為邊長(zhǎng) 以 Km 為單位 儀器高和覘標(biāo)高應(yīng)用鋼尺丈量?jī)纱?當(dāng)互差不大于 5mm 時(shí) 取其平均值作為最終結(jié)果 4 2 3 地面水準(zhǔn)測(cè)量誤差 地面水準(zhǔn)測(cè)量引起的高程誤差的估算公式為 上H M LmM hLH上 或 4 4 nmM H上0 公式中 地面水準(zhǔn)測(cè)量每千米長(zhǎng)度的高差中誤差 可從表格水準(zhǔn)網(wǎng)技術(shù)要求中 hL m 查出 水準(zhǔn)尺讀數(shù)誤差 0 m 測(cè)站數(shù)n 地面水準(zhǔn)路線的長(zhǎng)度 單位為千米L 在采用上公式計(jì)算時(shí) 如果缺乏由實(shí)測(cè)資料分析所得到的值 則可根據(jù) 煤礦測(cè)量 hL m 規(guī)程 中規(guī)定的限差反算求的 例如 地面四等水準(zhǔn)測(cè)量 側(cè)段往返測(cè)互差的限差為 mm 則可取為mm L20 hL m7 22 20 4 3 聯(lián)系測(cè)量 聯(lián)系測(cè)量是指將礦區(qū)地面平面坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)傳遞到井下的測(cè)量 將地面平 面坐標(biāo)系統(tǒng)傳遞到井下的測(cè)量稱為平面聯(lián)系測(cè)量 簡(jiǎn)稱定向 將地面高程系統(tǒng)傳遞到 井下的測(cè)量稱為高程聯(lián)系測(cè)量 簡(jiǎn)稱導(dǎo)入高程 礦井聯(lián)系測(cè)量的目的是使地面和井下 測(cè)量控制網(wǎng)采用同一坐標(biāo)系統(tǒng) 聯(lián)系測(cè)量的任務(wù)在于 1 確定井下經(jīng)緯儀導(dǎo)線起算邊的坐標(biāo)方位角 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 2 確定井下經(jīng)緯儀導(dǎo)線起算點(diǎn)的平面坐標(biāo) x 和 y 3 確定井下水準(zhǔn)基點(diǎn)的高程 H 4 3 1 礦井定向 礦井定向概括來說可分為兩大類 一類是從幾何原理出發(fā)的幾何定向 一類 則是以物理特性為基礎(chǔ)的物理定向 幾何定向分為 1 通過平硐或斜井的幾何定向 2 通過一個(gè)立井的幾何定向 一井定向 3 通過兩個(gè)立井的幾何定向 兩井定向 物理定向可分為 1 用精密磁性儀器定向 2 用投向儀定向 3 用陀螺經(jīng)緯儀定向 不論采用幾何定向還是陀螺定向 定向測(cè)量的誤差都集中在反應(yīng)在井下導(dǎo)線起始 邊的坐標(biāo)方位角的誤差上 所以定向測(cè)量誤差引起的貫通點(diǎn) k 在 X 方向的誤差為 4 5 0 0 y a x R m M 公式中 定向測(cè)量誤差 即由定向引起的井下導(dǎo)線起始邊坐標(biāo)方位角的誤 0 a m 差 井下導(dǎo)線起始點(diǎn)與 K 點(diǎn)連線在上的投影長(zhǎng) 0 y R y 兩個(gè)立井的定向測(cè)量誤差所引起的 K 點(diǎn)在 X 方向上的誤差與應(yīng)分別求 01 x M 02 x M 出 定向過程中所積累的井下導(dǎo)線起始點(diǎn)的坐標(biāo)誤差 因其值很小 一般忽略不計(jì) 4 3 2 導(dǎo)入高程 將地面高程系統(tǒng)經(jīng)斜井 平硐或立井傳遞到井下的測(cè)量工作 又稱導(dǎo)入高程 任 務(wù)是確定井下高程基點(diǎn)的高程 使井上下采用同一高程系統(tǒng) 導(dǎo)入高程的方法隨開拓的方法不同而分為 1 通過平硐導(dǎo)入高程 2 通過斜井導(dǎo)入高程 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 3 通過立井導(dǎo)入高程 采用斜井或平硐開拓時(shí) 導(dǎo)入高程測(cè)量可由地面井口高程基點(diǎn)沿斜井或平硐用三 角高程測(cè)量或水準(zhǔn)測(cè)量進(jìn)行 立井導(dǎo)入高程有長(zhǎng)鋼尺導(dǎo)入高程法 長(zhǎng)鋼絲導(dǎo)入高程法 及光電測(cè)距儀導(dǎo)入高程法 當(dāng)缺乏根據(jù)大量實(shí)測(cè)資料所求得的導(dǎo)入高程中誤差時(shí) 可以按 煤礦測(cè)量規(guī)程 中規(guī)定的兩次獨(dú)立導(dǎo)入高程的容許互差來反算求得一次導(dǎo)入高程的中誤差 規(guī)程中要 求兩次獨(dú)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 4 6 22600800022 1 0 hh MH 兩個(gè)立井的導(dǎo)入高程中誤差和應(yīng)分別計(jì)算 01H M 02H M 當(dāng)?shù)V井用平硐或斜井開拓時(shí) 導(dǎo)入高程中誤差可不必單獨(dú)計(jì)算 而將平硐中的水 準(zhǔn)測(cè)量或斜井中的三角高程測(cè)量與井下水準(zhǔn)測(cè)量或三角高程測(cè)量看做一個(gè)整體來進(jìn)行 誤差預(yù)計(jì) 4 4 井下平面控制測(cè)量 井下平面控制測(cè)量的目的是建立井下平面測(cè)量的控制 作為測(cè)繪和標(biāo)定井下巷道 硐室 回采工作面等的平面位置的基礎(chǔ) 也能滿足一般貫通測(cè)量的要求 由于受井下 巷道特殊環(huán)境的限制 井下平面控制只以能以導(dǎo)線的形式布設(shè) 井下平面控制分為基 本控制和采區(qū)控制兩類 這兩類又都應(yīng)敷設(shè)成閉 附 合導(dǎo)線或復(fù)測(cè)支導(dǎo)線 基本控 制導(dǎo)線與采區(qū)控制導(dǎo)線的主要技術(shù)指標(biāo)如表所示 表 4 10 基本控制導(dǎo)線的主要技術(shù)指標(biāo) 導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差 井田一翼長(zhǎng)度 Km 測(cè)角中誤差 一般邊長(zhǎng) m 閉 附 合導(dǎo)線復(fù)測(cè)支導(dǎo)線 5 5 7 15 60 200 40 140 1 8000 1 6000 1 6000 1 4000 表 4 11 采區(qū)控制導(dǎo)線的主要技術(shù)指標(biāo) 導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差 采區(qū)一翼長(zhǎng)度 Km 測(cè)角中誤差 一般長(zhǎng)度 m 閉 附 合導(dǎo)線復(fù)測(cè)支導(dǎo)線 1 1530 901 40001 3000 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 1 30 1 30001 2000 注 30 導(dǎo)線可作為小礦井的基本控制導(dǎo)線 基本控制導(dǎo)線按照測(cè)角精度分為 7 和 15 兩級(jí) 一般從井底車場(chǎng)的起始邊開 始 沿礦井主要巷道 井底車場(chǎng) 水平大巷 集中上 下山等 敷設(shè) 通常每隔 1 5 2 0km 應(yīng)加測(cè)陀螺定向邊 以提供檢核和方位平差條件 采區(qū)控制導(dǎo)線也按測(cè)角 精度分為 15 和 30 兩級(jí) 沿采區(qū)上 下山 中間巷道或片盤運(yùn)輸巷道以及其他 次要巷道敷設(shè) 井下各級(jí)經(jīng)緯儀導(dǎo)線水平角觀測(cè)所采用的儀器和作業(yè)要求 見表 表 4 12 井下各級(jí)經(jīng)緯儀導(dǎo)線水平角觀測(cè)所采用的儀器及作業(yè)要求 按導(dǎo)線邊長(zhǎng) 水平邊長(zhǎng) 15m 以下15 30m30m 以上 導(dǎo)線類 別 使用 儀器 觀測(cè)方法 對(duì)中次數(shù)測(cè)回?cái)?shù)對(duì)中次數(shù)測(cè)回?cái)?shù)對(duì)中次數(shù)測(cè)回?cái)?shù) 7 導(dǎo)線DJ2測(cè)回?cái)?shù)332212 15 導(dǎo) 線 DJ6 測(cè)回法或 復(fù)測(cè)法 221212 30 導(dǎo) 線 DJ6 測(cè)回法或 復(fù)測(cè)法 111111 注 如不用表中所列的儀器 可根據(jù)儀器級(jí)別和測(cè)角精度要求 求適當(dāng)增減測(cè)回?cái)?shù) 由一個(gè)測(cè)回轉(zhuǎn)到下一個(gè)測(cè)回觀測(cè)前 應(yīng)將度盤位置變換 180 n n 為測(cè)回?cái)?shù) 多次對(duì)中時(shí) 每次對(duì)中測(cè)一個(gè)測(cè)回 若用固定在基座上的光學(xué)對(duì)中器進(jìn)行點(diǎn)上對(duì) 中 每次對(duì)中應(yīng)將基座旋轉(zhuǎn) 360 n 井下導(dǎo)線測(cè)角誤差引起的 K 點(diǎn)在重要方向上的方向上的誤差為 X 4 7 2 yx R m M 由導(dǎo)線量邊誤差引起的在 K 點(diǎn)在 X 方向上的誤差為 1 鋼尺量邊 下 下 2 coslaM l x 2 光電測(cè)距 下 下 22 cos lx maM l 公式中 井下導(dǎo)線測(cè)角中誤差 m K 點(diǎn)與個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)連線在軸上的投影 可有設(shè)計(jì)圖上量取 y R y 導(dǎo)線各邊與與軸之間的夾角 X 鋼尺量邊的偶然誤差影響系數(shù)a 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 光電測(cè)距的量邊誤差 l m BlAml 則井下導(dǎo)線測(cè)量在 X 方向的預(yù)計(jì)中誤差為 4 8 22 下l K x xx MMM 4 5 井下高程測(cè)量 井下高程測(cè)量的目的是為了建立一個(gè)與地面統(tǒng)一的高程系統(tǒng) 確定各種采掘巷道 硐室在豎直方向上的位置及相互關(guān)系 以解決各種采掘工程在豎直方向上的幾何問題 井下高程測(cè)量的任務(wù)有 1 在井下主要巷道內(nèi)精確測(cè)定高程點(diǎn)和永久導(dǎo)線點(diǎn)的高程 建立井下高程控制 2 給定巷道在豎直面內(nèi)的方向 3 確定巷道底板的高程 4 檢查主要巷道及其運(yùn)輸線路的坡度和測(cè)繪主要運(yùn)輸巷道縱剖面圖 井下高程測(cè)量可采用水準(zhǔn)測(cè)量方法和三角高程測(cè)量方法 在主要運(yùn)輸大巷中 一 般應(yīng)采用精度不低于 S3 級(jí)的水準(zhǔn)儀和普通水準(zhǔn)尺進(jìn)行測(cè)量 在其他巷道中 可根據(jù)坡 度的大小 采礦工程的要求等具體情況 采用水準(zhǔn)測(cè)量或三角高程測(cè)量測(cè)定 井下水 準(zhǔn)點(diǎn)可設(shè)在巷道的頂板 底板或兩幫上 也可設(shè)在井下固定設(shè)備的基礎(chǔ)上 設(shè)置時(shí)應(yīng) 考慮使用方便并選在巷道不宜變形的地方 4 5 1 水準(zhǔn)測(cè)量 在用水準(zhǔn)儀進(jìn)行井下高程測(cè)量時(shí) 由于井下黑暗 觀測(cè)時(shí)要用礦燈照明水準(zhǔn)尺 讀 取前 后視讀數(shù) 視線長(zhǎng)度一般以 15 40m 為宜 要求每站用兩次儀器高觀測(cè) 兩次 儀器高之差應(yīng)大于 10cm 高差的互差不應(yīng)大于 5mm 當(dāng)水準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)在巷道頂板上時(shí) 要 倒立水準(zhǔn)尺 以尺底零端頂住測(cè)點(diǎn) 記錄者要在記錄簿上注明測(cè)點(diǎn)位于頂板上 井下 水準(zhǔn)路線可為支線 附合路線或閉合路線 井下每組水準(zhǔn)點(diǎn)間高差應(yīng)采用往返測(cè)量的 方法確定 往返測(cè)量高差的較差不應(yīng)大于 50mm R 為水準(zhǔn)點(diǎn)間的路線長(zhǎng)度 以 kmR 為單位 如果條件允許 可布設(shè)成水準(zhǔn)環(huán)線 閉 附合水準(zhǔn)路線可用兩次儀器高進(jìn)行 單程測(cè)量 其閉合差不應(yīng)大于 50mm 為閉 附合路線長(zhǎng) 以 km 為單位 LL 井下水準(zhǔn)測(cè)量誤差可按下公式估算 水H M 按每千米水準(zhǔn)路線的高差中誤差估算 4 9 RmM hlH 水 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 公式中 每千米長(zhǎng)水準(zhǔn)路線的高差中誤差 系按實(shí)測(cè)資料求得的數(shù)值 可按 hl m 煤礦測(cè)量規(guī)程 規(guī)定取為 mm km hl m 22 50mm 7 17 R 上下巷道中水準(zhǔn)路線總長(zhǎng)度 以千米為單位 也可按理論公式計(jì)算 nmM H0 水 公式中 水準(zhǔn)尺讀數(shù)誤差 0 m n 上下巷道水準(zhǔn)測(cè)量總站數(shù) 4 5 2 三角高程測(cè)量 井下三角高程測(cè)量一般是與經(jīng)緯儀導(dǎo)線測(cè)量同時(shí)進(jìn)行的 三角高程測(cè)量的計(jì)算公 式為 vilh sin 式中 實(shí)測(cè)斜長(zhǎng) 基本控制導(dǎo)線應(yīng)是經(jīng)三項(xiàng)改正后的斜長(zhǎng) l 垂直角 仰角為正 俯角為負(fù) 儀器高 由測(cè)點(diǎn)至儀器中心的高度 測(cè)點(diǎn)在底板時(shí)為正值 頂板時(shí)為負(fù)i 值 覘標(biāo)高 由測(cè)點(diǎn)量至照準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)的高度 測(cè)點(diǎn)在底板時(shí)為正值 頂板v 時(shí)為負(fù)值 垂直角觀測(cè)精度要求要按 煤礦測(cè)量規(guī)程 來 如表 表 4 13 垂直角觀測(cè)精度要求 DJ2 經(jīng)緯儀DJ6 經(jīng)緯儀 測(cè)回?cái)?shù)垂直角互差指標(biāo)差互差測(cè)回?cái)?shù)垂直角互差指標(biāo)差互差 對(duì)向觀測(cè) 中絲法 單向觀測(cè) 中絲法 1 2 15 15 2 3 25 25 25 25 儀器高和覘標(biāo)高應(yīng)在觀測(cè)開始前和結(jié)束后用鋼尺各量一次 兩次丈量的互差不得 大于 4mm 取其平均值作為丈量結(jié)果 三角高程要往返進(jìn)行 相鄰兩點(diǎn)往返測(cè)高差互差 不應(yīng)大于 10mm 0 3mm L L 導(dǎo)線水平邊長(zhǎng) 以 m 為單位 三角高程導(dǎo)線的高程閉合 差不應(yīng)大于 100mm 為導(dǎo)線長(zhǎng)度 單位為 km 當(dāng)高差的互差符合要求后 應(yīng)LL 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 取往返測(cè)高差的平均值作為一次測(cè)量結(jié)果 閉合和附合高程路線的閉合差 可按邊長(zhǎng) 成正比分配 復(fù)測(cè)支線終點(diǎn)的高程 應(yīng)取兩次測(cè)量的平均值 高差經(jīng)改正后 可根據(jù) 起始點(diǎn)的高程推算各導(dǎo)線點(diǎn)的高程 三角高程測(cè)量的誤差按單位長(zhǎng)度三角高程路線的高差中誤差估算 經(jīng)H M 4 10 Lmhl 經(jīng)H M 公式中 每千米長(zhǎng)度三角高程路線的中誤差 可按 煤礦測(cè)量規(guī)程 的規(guī) hl m 定取為 mm km hl m50 2 100 mm L 兩下山中三角高程測(cè)量路線總長(zhǎng)