巷道貫通測(cè)量畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、山 東 科 技 大 學(xué)畢 業(yè) 論 文（工程測(cè)量技術(shù)專(zhuān)業(yè)）學(xué)生：？山東科技大學(xué)泰安科技學(xué)院二0一二年五月目錄1 高莊礦區(qū)概況········································

2、;·············21.1 交通位置···································&#

3、183;····················21.2 地形、地勢(shì)情況···························&#

4、183;······················32 貫通測(cè)量概述··························

5、;···························32.1 井巷貫通和貫通測(cè)量····················

6、83;·························32.2 在工作中測(cè)量人員應(yīng)該遵循下列原則：·····················

7、;··········42.3 貫通測(cè)量的基本方法·····································

8、83;········42.4 貫通測(cè)量的種類(lèi)：·······································&#

9、183;·········43 井巷貫通測(cè)量的容許誤差······································

10、·····43.1 貫通巷道接合處的偏差值可能發(fā)生在三個(gè)方向上：·····················43.2 井巷貫通的容許偏差值·················

11、···························54 第一貫通方案·····················

12、83;······························64.1 貫通測(cè)量方法·················

13、3;··································64.2 貫通誤差預(yù)計(jì)··············

14、;······································94.3 減小誤差措施··········

15、·········································115 第二貫通方案·······&#

16、183;···········································125.1 貫通測(cè)量方法····&#

17、183;··············································125.1.1平面控制測(cè)量方案：

18、3;············································125.1.2地下控制測(cè)量方案···&

19、#183;··········································145.1.3礦井聯(lián)系測(cè)量方案····

20、3;·········································145.1.4地面及井下高程控制測(cè)量方案·····&#

21、183;······························155.1.5 導(dǎo)入高程方案·················

22、··································155.2 貫通誤差預(yù)計(jì)··············

23、·····································16地面采用GPS布網(wǎng)時(shí)的貫通誤差··········&

24、#183;·······················166 最優(yōu)方案的選擇························&#

25、183;·························196.1 在平面控制方面······················&

26、#183;··························196.2 在井下控制方面·····················

27、····························207 結(jié)論和建議····················

28、83;·································201 高莊礦區(qū)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(jì)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（

29、橋）柴（里）鐵路專(zhuān)用線橫貫礦區(qū)中部，已建成通車(chē)。京杭運(yùn)河流經(jīng)本井田，南水北調(diào)工程竣工后，年運(yùn)輸能力為2000萬(wàn)t。礦區(qū)內(nèi)公路四通八達(dá)。因此，礦區(qū)內(nèi)水陸交通運(yùn)輸方便。交通位置見(jiàn)圖1-1-1。1.2 地形、地勢(shì)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(yáng)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(yáng)兩湖接壤，地勢(shì)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(méi)。將南四湖分為上

30、、下兩級(jí)湖的二級(jí)壩從本區(qū)的北部穿過(guò)。2 貫通測(cè)量概述2.1井巷貫通和貫通測(cè)量  采用兩個(gè)或多個(gè)相向或同向掘進(jìn)同一井巷時(shí)，為了使其按照設(shè)計(jì)要求在預(yù)定地點(diǎn)正確接通而進(jìn)行的測(cè)量工作，稱(chēng)為貫通測(cè)量。采用貫通方式多頭掘進(jìn)，可以加快施工進(jìn)度，改善通風(fēng)狀況與勞動(dòng)條件，有利于礦井開(kāi)采與掘進(jìn)的平衡接續(xù)。它是加快礦井建設(shè)的重要技術(shù)措施，所以在礦井建設(shè)與采礦生產(chǎn)過(guò)程中、鐵路、公路、水利、國(guó)防等建設(shè)中得到普遍應(yīng)用。而且在鐵路、公路、水利、國(guó)防等建設(shè)工程中，也常被采用。井巷貫通可能出現(xiàn)下述三種情況（圖1-1）：（1）兩個(gè)工作面相向掘進(jìn)，叫做相向貫通，見(jiàn)圖1-1(a)；（2）兩個(gè)工作面同向掘進(jìn)，叫做同向貫通或追

31、隨貫通，見(jiàn)圖1-1(b)；（3）從巷道的一端向另一端的指定地點(diǎn)掘進(jìn)，叫做單向貫通，見(jiàn)圖1-1(c)。    井巷貫通時(shí)，礦山測(cè)量人員的任務(wù)就是要保證各掘進(jìn)工作面均沿著設(shè)計(jì)位置與方向掘進(jìn)，使貫通后接合處的偏差不超過(guò)規(guī)定限度，對(duì)采礦生產(chǎn)不造成嚴(yán)重影響。顯然，貫通測(cè)量是一項(xiàng)非常重要的測(cè)量工作，測(cè)量人員所負(fù)的責(zé)任是十分重大的。如果因?yàn)樨炌y(cè)量過(guò)程中發(fā)生錯(cuò)誤而未能貫通，或貫通后接合處的偏差超限，都將影響工程質(zhì)量，甚至造成井巷報(bào)廢、人員傷亡等嚴(yán)重后果，在經(jīng)濟(jì)上和時(shí)間上給國(guó)家造成很大損失，也使測(cè)量人員的信譽(yù)一落千丈。因此，要求測(cè)量人員必須一絲不茍，嚴(yán)肅認(rèn)真地對(duì)待貫通測(cè)量工作。2.2在工作

32、中測(cè)量人員應(yīng)該遵循下列原則：  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，既不因精度過(guò)低而使井巷不能正確貫通，也不盲目追求過(guò)高精度而增加測(cè)量工作量和成本。  2.對(duì)完成的每一步每一項(xiàng)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。2.3貫通測(cè)量的基本方法基本方法為測(cè)出待貫通巷道兩端導(dǎo)線點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程，通過(guò)計(jì)算求得巷道中線的坐標(biāo)方位角和巷道腰線的坡度，此坐標(biāo)方位角和坡度與原設(shè)計(jì)相符，差值在容許范圍內(nèi)，同時(shí)計(jì)算出巷道兩端點(diǎn)處的指向角，利用上述數(shù)據(jù)在巷道兩端分別標(biāo)定出巷道中線和腰線，指示巷道按照設(shè)計(jì)的同一坡度分頭掘進(jìn)，直到貫通相遇點(diǎn)處相互正確接通。2.4貫通

33、測(cè)量的種類(lèi)：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三種類(lèi)型。3井巷貫通測(cè)量的容許誤差3.1 貫通巷道接合處的偏差值可能發(fā)生在三個(gè)方向上：1.面內(nèi)沿巷道中線方向上的長(zhǎng)度偏差，這種偏差只對(duì)貫通在距離上有影響，而對(duì)巷道質(zhì)量沒(méi)有影響。2.平面內(nèi)垂直于巷道中線的左、右偏差x（見(jiàn)圖31）。3.內(nèi)垂直于巷道腰線的傷、下偏差h（見(jiàn)圖32）。后兩種偏差對(duì)于巷道質(zhì)量有直接影響，所以又稱(chēng)為貫通重要方向的偏差。對(duì)于立井貫通來(lái)說(shuō)影響貫通質(zhì)量的是平面位置偏差，即在水平面內(nèi)上、下兩段待貫通的井筒中心線之間的偏差（見(jiàn)圖3-4）。3.2 井巷貫通的容許偏差值由礦（井）技術(shù)負(fù)責(zé)人和測(cè)量負(fù)責(zé)人根據(jù)井巷的用途、

34、類(lèi)型及運(yùn)輸方式等不同條件研究決定。同一礦井內(nèi)貫通巷道、兩井之間貫通巷道和立井貫通三種類(lèi)型井巷貫通的容許偏差見(jiàn)表一 。表一貫通類(lèi)型貫通巷道名稱(chēng)及特點(diǎn)在貫通面上的容許偏差/m兩中線之間兩腰線之間第一類(lèi)同一礦井內(nèi)貫通巷道0.30.2第二類(lèi)兩井之間貫通巷道0.50.2第三類(lèi)立井貫通先用小斷面開(kāi)鑿，通之后再刷大至設(shè)計(jì)全斷面0.5用全斷面開(kāi)鑿并同時(shí)砌筑永久井壁0.1全斷面掘砌，并在破保護(hù)巖柱之前預(yù)先安裝罐梁罐道0.020.03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（見(jiàn)圖33）：x=2lv/sh=2li極限式中 l 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)軌道的距離，一般

35、l=2030m;V軌距與車(chē)輪間距之間的容許差值，一般v=20mm;S電機(jī)車(chē)頭的軸間距；i極限貫通巷道的實(shí)際坡度與設(shè)計(jì)坡度之間的容許差值，一般i極限=0.0020.003。4 第一貫通方案4.1 貫通測(cè)量方法在地面兩個(gè)近井點(diǎn)選用GTS-102N全站儀進(jìn)行測(cè)量，依據(jù)煤礦測(cè)量規(guī)程、三角高程測(cè)量規(guī)范，確定貫通容許誤差為：垂直方向±0.20m,水平方向±0.5m（1）平面控制測(cè)量方案：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

36、和積累，保障測(cè)量工作的相對(duì)精度8。 施測(cè)方法：我們使用的是導(dǎo)線網(wǎng)，把導(dǎo)線布設(shè)成網(wǎng)形或閉合環(huán)形。5復(fù)測(cè)導(dǎo)線,施測(cè)等級(jí)四等,使用儀器為智能型全站儀，作業(yè)限差按照7經(jīng)緯儀導(dǎo)線的限差來(lái)進(jìn)行7。（2）地下控制測(cè)量方案：由于是在井下巷道中測(cè)量，所以不能像地面那樣布置成三角或三邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)，智能設(shè)立導(dǎo)線或?qū)Ь€網(wǎng)作為井下平面測(cè)量控制。所以，井下平面控制測(cè)量實(shí)際上就是導(dǎo)線測(cè)量，我們采用和井上控制測(cè)量相同的方法來(lái)進(jìn)行井下平面控制測(cè)量。（3）礦井聯(lián)系測(cè)量方案：為了將地面坐標(biāo)導(dǎo)入井下，我們?cè)谥鞲本g采用兩井定向，具體做法如下：地面設(shè)立連接點(diǎn)、近井點(diǎn)K, 通過(guò)聯(lián)系測(cè)量將地面的平面坐標(biāo)、方位角及高程傳遞到井下永久點(diǎn)上,

37、作為井下控制測(cè)量起始數(shù)據(jù)。井口水準(zhǔn)基點(diǎn)的高程測(cè)量,按四等水準(zhǔn)測(cè)量的精度要求測(cè)設(shè)。作業(yè)限差如表3所示。表4-1水平方向觀測(cè)要求及限差表 等級(jí) 儀器類(lèi)型觀測(cè)方法 測(cè)回?cái)?shù)光學(xué)測(cè)微兩次重合讀數(shù)之差 半測(cè)回歸零差 一測(cè)回內(nèi)2C互差同一方向值各測(cè)回互差四等 J2 方向 93 8 13 9聯(lián)系測(cè)量的具體做法如下圖所示：圖4-2兩井定向示意圖在兩個(gè)立井個(gè)懸掛一根垂球線A和B，由地面控制點(diǎn)布設(shè)導(dǎo)線測(cè)定兩垂球線A、B的坐標(biāo)，內(nèi)業(yè)計(jì)算時(shí)，首先由地面測(cè)量結(jié)果求出兩垂球線的坐標(biāo)，、，并計(jì)算出A、B連線的坐標(biāo)方位角和長(zhǎng)度 (3-1) (3-2)因地下定向水平的導(dǎo)線構(gòu)成無(wú)定向?qū)Ь€，為解算出地下個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，假設(shè)A為假定坐標(biāo)系

38、的原點(diǎn)，A1邊位假定坐標(biāo)縱軸軸方向，由此可計(jì)算出地下各點(diǎn) 在假定坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，并求出A、B連線在假定坐標(biāo)系中的坐標(biāo)方位角及長(zhǎng)度，即= (3-3) (3-4) (3-5)式中H豎井深度R地球的平均曲率半徑。應(yīng)小于地面和地下連接測(cè)量中誤差的2倍。則=依此可重要計(jì)算出地下各點(diǎn)的坐標(biāo)，由于測(cè)量誤差的影響，地下求出的B點(diǎn)坐標(biāo)與地面測(cè)出的B點(diǎn)坐標(biāo)存有差值。如果其相對(duì)閉合差符合測(cè)量所要求的精度時(shí)，可進(jìn)行分配，因地面連接導(dǎo)線精度較高，可將坐標(biāo)增量閉合差按邊長(zhǎng)或坐標(biāo)增量成比例反號(hào)分配給地下導(dǎo)線各坐標(biāo)增量上。最后計(jì)算出地下各點(diǎn)的坐標(biāo)。風(fēng)井聯(lián)系測(cè)量，我們采用了一井定向的方法。具體方法類(lèi)似兩井定向方法，不同之處在與

39、一井定向采用一井內(nèi)投入鋼絲。（4）地面及井下高程控制測(cè)量方案：井下高程控制分為級(jí)和級(jí)控制， 級(jí)控制是為了建立井下高程測(cè)量的首級(jí)控制，其精度較高，基本上能滿(mǎn)足貫通工程在高程方面的精度要求，級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量的精度較低，作為級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)的加密控制，主要是為了滿(mǎn)足礦井生產(chǎn)的需要。操作方法：利用全站儀進(jìn)行四等測(cè)三角高程進(jìn)行。施測(cè)前必須對(duì)所使用的儀器進(jìn)行檢校，檢校完后將儀器架在測(cè)站上，中絲法對(duì)向觀測(cè)三測(cè)回。井下高程測(cè)量使用的儀器、工具與地面高程測(cè)量基本一樣, 測(cè)量等級(jí):五等電磁波測(cè)距三角高程。（5）井下導(dǎo)線高程測(cè)量方案：因?yàn)閎1L25屬于斜巷，所以我們采用三角高程測(cè)量，因?yàn)長(zhǎng)25L1屬于平巷，所以我們采用傳統(tǒng)水準(zhǔn)測(cè)

40、量。（6）導(dǎo)入高程方案：為使地面與地下建立統(tǒng)一的高程系統(tǒng)，應(yīng)通過(guò)斜井、平硐或豎井將地面高程傳遞到地下巷道中，該測(cè)量工作稱(chēng)為高程聯(lián)系測(cè)量（也可稱(chēng)為導(dǎo)入高程）。因?yàn)槭橇⒕?，所以我們才用的是長(zhǎng)鋼尺法導(dǎo)入高程。具體方法如下：將經(jīng)過(guò)檢定的鋼尺掛上重錘（其重力應(yīng)等于鋼尺檢定時(shí)的拉力），自由懸掛在井中。分別在地面與井下安置水準(zhǔn)儀，首先在A、B點(diǎn)水準(zhǔn)尺上讀取讀數(shù)a、b，然后在鋼尺上讀數(shù)m、n（注意，為了防止鋼絲上下彈動(dòng)產(chǎn)生讀數(shù)誤差，地面與地下應(yīng)同時(shí)在鋼尺上讀數(shù)），同時(shí)測(cè)定地面、地下的溫度和。由此可求得B點(diǎn)高程: (3-6) 式中為鋼尺改正數(shù)總和(包括尺長(zhǎng)改正、溫度改正、自重伸長(zhǎng)改正)。其中鋼尺溫度改正計(jì)算時(shí)，

41、應(yīng)采用井上下實(shí)測(cè)溫度的平均值。鋼尺自重伸長(zhǎng)改正計(jì)算公式為： (3-7) 式中鋼尺長(zhǎng)度，=m-n鋼尺懸掛點(diǎn)至重錘端點(diǎn)間長(zhǎng)度，即自由懸掛部分的長(zhǎng)度；鋼尺的密度，r=7.8g/E鋼尺的彈性模量，一般取為kg/當(dāng)鋼尺懸掛重量與鋼尺檢定時(shí)的拉力不相同的話，還應(yīng)加入拉力改正。4.2 貫通誤差預(yù)計(jì)因?yàn)槲覀儨y(cè)量采用的是GTS-102N全站儀進(jìn)行測(cè)量，它的測(cè)角中誤差為2，測(cè)距精度為±（2mm+2ppm×D）m.s.e.貫通相遇點(diǎn)K在水平重要方向x上的誤差預(yù)計(jì)：地面光電測(cè)距導(dǎo)線的測(cè)角和測(cè)邊誤差引起K在x軸上的誤差預(yù)計(jì)：根據(jù)該礦300條導(dǎo)線4個(gè)測(cè)回的實(shí)測(cè)資料分析：取測(cè)角中誤差=測(cè)角誤差的影響：M

42、xß上=±×=±×6161=0.149m因?yàn)檫M(jìn)行的是兩次獨(dú)立測(cè)量所以測(cè)角誤差的影響Mxß平上=0.105m測(cè)邊誤差的影響 地面量邊誤差：按導(dǎo)線平均邊長(zhǎng)500m，按我們使用的GTS-102N全站儀的測(cè)距標(biāo)稱(chēng)精度取=0.002+2××500=±3mm具體的導(dǎo)線與X軸之間的角列表如下:為了避免圖紙的混亂，我們沒(méi)有在圖上進(jìn)行標(biāo)出，我們?cè)谙卤砹谐觯罕?-3 導(dǎo)線與X軸之間的夾角以及余弦值編號(hào)160°0914-0.940180°0000-1195°2601-0.964150°0

43、926-0.866197°4522-0.952162°2345-0.954102°5147-0.22596°0107-0.105100°4704-0.18781°1103-0.15696°0918-0.10564°33350.431335°52270.914 由上表可計(jì)算出：量邊誤差引起的K點(diǎn)在x方向上的誤差大小為：=±=0.008m因?yàn)檫M(jìn)行的是兩次獨(dú)立測(cè)量，所以=0.006m定向誤差引起K點(diǎn)在x軸上的誤差預(yù)計(jì)：主副井兩井獨(dú)立兩次定向平均值的誤差所引起的K點(diǎn)的誤差井下導(dǎo)線測(cè)量誤差引起K點(diǎn)在x軸上

44、的誤差（角度獨(dú)立測(cè)量?jī)纱危?mß下井下導(dǎo)線測(cè)角中誤差，我們這里取7測(cè)角誤差：= =0.222m量邊誤差的影響： 按導(dǎo)線平均邊長(zhǎng)200m，根據(jù)儀器的標(biāo)稱(chēng)精度ml下=0.002+2×10-6D=±2.4mm。M´xl下=0.008m因?yàn)檫M(jìn)行的是兩次獨(dú)立測(cè)量所以算術(shù)平均值的中誤差為： M´xl下= =0.006m各項(xiàng)誤差引起K點(diǎn)在x軸上的總中誤差預(yù)計(jì)公式MxK=±=±0.247m貫通在水平重要方向x上的預(yù)計(jì)誤差（取2倍的中誤差）m測(cè)量誤差引起貫通相遇點(diǎn)K在高程上的誤差預(yù)計(jì)公式按規(guī)程限差反算四等水準(zhǔn)測(cè)量每1km的高差中誤差=

45、7;7mm地面水準(zhǔn)測(cè)量誤差引起的K點(diǎn)高程誤差。即導(dǎo)入高程引起的K點(diǎn)高程誤差。即井下三角高程測(cè)量引起的K點(diǎn)高程誤差m貫通在高程上的中誤差（以上各項(xiàng)高程測(cè)量均獨(dú)立進(jìn)行兩次）=0.063m貫通在高程上的誤差預(yù)計(jì)。即（4）高程測(cè)量的誤差主要來(lái)源于三角高程測(cè)量誤差和高程導(dǎo)入所造成的，三角高程測(cè)量誤差主要靠細(xì)心，比如用望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)時(shí)要瞄準(zhǔn)中心,水準(zhǔn)管的氣泡要居中,在巷道中測(cè)量時(shí)鏡站的照明要好。而高程導(dǎo)入誤差的主要來(lái)源有： 氣流對(duì)垂球線和垂球線的作用 滴水對(duì)垂球線的影響 鋼尺的彈性作用 垂球線的擺動(dòng)面和標(biāo)尺面不平行 垂球線的附生擺動(dòng)4.3減小誤差措施為了減小誤差，我們采取了以下措施：（1）盡量增大兩垂球線間的

46、距離，并選擇合理的垂球線位置。例如使兩垂球線連線方向盡量與氣流方向一致。這樣盡管沿氣流方向的垂球線傾斜可能較大，但是最危險(xiǎn)的方向（即垂直于兩垂球線連線方向）上的傾斜卻不大，因而可以減少投向誤差。（2）適當(dāng)加大垂球重量，這樣可以減小晃動(dòng)（3）擺動(dòng)觀測(cè)時(shí)，垂球線擺動(dòng)的方向應(yīng)盡量與標(biāo)尺平行，并適當(dāng)增大擺幅，但不宜超過(guò)100mm根據(jù)相關(guān)規(guī)程，要求貫通在水平方向上的誤差小于0.5m，在高程方向上的誤差小于0.2m，所以第一套預(yù)計(jì)方案滿(mǎn)足要求，但是精度較差.5 第二貫通方案5.1 貫通測(cè)量方法5.1.1 平面控制測(cè)量方案：（1）施測(cè)方法：采用GPS進(jìn)行平面控制。下面我們就介紹一下用GPS機(jī)型控制的特點(diǎn)：G

47、PS測(cè)量的特點(diǎn)是對(duì)點(diǎn)間的邊長(zhǎng)沒(méi)有限制，也不要求兩點(diǎn)間通視，而且點(diǎn)位精度均勻。它與常規(guī)方法相比，具有很大的優(yōu)越性和靈活性，適合各種地下工程的地面控制測(cè)量，尤其適合山嶺地區(qū)大型隧道和跨河，跨海隧道的地面控制測(cè)量2。（2）網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)滿(mǎn)足一定的精度要求合理地確定施測(cè)精度標(biāo)準(zhǔn)，既能保證當(dāng)前工程的需要，又留有適當(dāng)?shù)挠嗟?，同時(shí)考慮今后其他工程的可能需要，以便節(jié)省人力、物力，提案高工作效益，加快施測(cè)進(jìn)度。（3）遵循統(tǒng)一的測(cè)量規(guī)范、按等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和作業(yè)GPS測(cè)量定位速度快、相對(duì)定位精度高、工作時(shí)間短、效益好，是現(xiàn)代的測(cè)量方法，必須遵循統(tǒng)一的測(cè)量規(guī)范，按等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和作業(yè)。國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的全球定位系統(tǒng)（GPS

48、）測(cè)量規(guī)范中，GPS按其精度劃分為六個(gè)等級(jí)，見(jiàn)下表表5-1 GPS測(cè)量等級(jí)劃分級(jí)別固定誤差/mm比例誤差系數(shù) A A30.01 A50.1 B81 C105 D1010 E1020工程控制網(wǎng)一般屬D級(jí)或E級(jí)，相當(dāng)于國(guó)家三等網(wǎng)和四等網(wǎng)。GPS網(wǎng)布設(shè)時(shí)，除了聯(lián)測(cè)測(cè)區(qū)內(nèi)高級(jí)GPS點(diǎn)外，不必按常規(guī)測(cè)量方式逐級(jí)布網(wǎng)，可根據(jù)實(shí)際需要，采用相應(yīng)的等級(jí)規(guī)定一次完成全網(wǎng)的布點(diǎn)和施測(cè)。當(dāng)測(cè)區(qū)內(nèi)無(wú)高級(jí)GPS點(diǎn)時(shí)，可與測(cè)區(qū)內(nèi)或附近的國(guó)家大地控制點(diǎn)連測(cè)。(4)網(wǎng)形設(shè)計(jì)GPS網(wǎng)形設(shè)計(jì)是施測(cè)方案的基礎(chǔ)，它側(cè)重考慮如何檢核GPS數(shù)據(jù)質(zhì)量和保證點(diǎn)位精度。為了檢核GPS數(shù)據(jù)質(zhì)量，GPS網(wǎng)應(yīng)當(dāng)構(gòu)成閉合環(huán)狀。閉合環(huán)有同步環(huán)和異步環(huán)之

49、分。兩臺(tái)接收機(jī)同時(shí)觀測(cè)相同的衛(wèi)星，所得同步觀測(cè)資料可以解算出兩站之間的一條基線響亮，將不同時(shí)段觀測(cè)的各基線構(gòu)成的閉合環(huán)叫做異步環(huán)。3臺(tái)接收機(jī)同時(shí)觀測(cè)相同的衛(wèi)星，所得的同步觀測(cè)資料解算出3個(gè)基線響亮構(gòu)成三角形同步環(huán)路，其中只有兩條是獨(dú)立的，一般用K臺(tái)接收機(jī)同步觀測(cè)時(shí)，可解算出k(k-1)/2條基線響亮，其中只有k-1條是獨(dú)立的。同樣，由若干條獨(dú)立基線構(gòu)成的閉合環(huán)也叫異步環(huán)。同步環(huán)中由各基線向量構(gòu)成的坐標(biāo)閉合差之和等于零，否則基線解算結(jié)果有粗差。測(cè)量中通常用增加多條觀測(cè)或附加條件的方法，采用最小二乘法進(jìn)行平差，以提高點(diǎn)位的精度并增加其可靠性。由獨(dú)立基線構(gòu)成的閉合環(huán)或增加觀測(cè)的時(shí)段數(shù)都可產(chǎn)生多余觀測(cè)

50、。多余觀測(cè)數(shù)的計(jì)算是由獨(dú)立基線數(shù)減去待定點(diǎn)數(shù)。設(shè)計(jì)中總的觀測(cè)點(diǎn)為m，用k臺(tái)接收機(jī)，在各點(diǎn)做n次觀測(cè)，則同步觀測(cè)的次數(shù)s=mn/k,獨(dú)立基線向量數(shù)b=(k-1)s=(k-1)mn/k.布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)應(yīng)當(dāng)由異步閉合構(gòu)成區(qū)域性的子環(huán)路，然后由若干子環(huán)路在構(gòu)成覆蓋整個(gè)測(cè)區(qū)閉合的網(wǎng)環(huán)路。每個(gè)子環(huán)路可以作為施測(cè)方案分期觀測(cè)的依據(jù)。每個(gè)子環(huán)路觀測(cè)結(jié)束后，便可及時(shí)評(píng)定GPS數(shù)據(jù)質(zhì)量。在GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)行時(shí)段設(shè)計(jì)。時(shí)段越長(zhǎng)，越有可能選取圖形強(qiáng)度較好的星組的觀測(cè)數(shù)據(jù)。由于衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)和測(cè)站隨地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星相對(duì)測(cè)站的幾何圖形在不斷變化，星組中衛(wèi)星更替造成時(shí)段的自然分段，每一個(gè)時(shí)段稱(chēng)為一個(gè)子時(shí)段。為了使觀測(cè)能處于

51、最佳時(shí)段，在技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，可更具測(cè)站的概略坐標(biāo)及衛(wèi)星星歷作外推預(yù)報(bào)，計(jì)算出觀測(cè)時(shí)一天的圖形強(qiáng)度因子，找出間隙區(qū)，選擇最佳觀測(cè)時(shí)段。在GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能多與高級(jí)GPS控制點(diǎn)或國(guó)家測(cè)設(shè)的三角點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行連測(cè)，以便提供數(shù)據(jù)處理的基準(zhǔn)值和成果測(cè)量的外部檢核。5.1.2 地下控制測(cè)量方案 地下控制方案我們選擇使用導(dǎo)線網(wǎng)作為井下平面測(cè)量控制，地下導(dǎo)線測(cè)量的作用是以必要的精度建立地下的控制系統(tǒng)，并依據(jù)該控制系統(tǒng)可以放樣出隧道（或巷道）的掘 進(jìn)方向。與地面導(dǎo)線測(cè)量相比，地下工程中的地下導(dǎo)線測(cè)量具有以下特點(diǎn)：1.由于受巷道的限制，其形狀通常形成延伸狀。地下導(dǎo)線不能一次布設(shè)完成，而是隨著巷道的開(kāi)挖而助教向前

52、延伸。2.導(dǎo)線點(diǎn)有時(shí)設(shè)于巷道頂板，需采用點(diǎn)下對(duì)中。3.的開(kāi)挖，先敷設(shè)邊長(zhǎng)較短、精度較低的施工導(dǎo)線，指示巷道的掘進(jìn)，而后敷設(shè)高等級(jí)導(dǎo)線對(duì)低等級(jí)導(dǎo)線進(jìn)行檢查校正。 4.地下工作環(huán)境較差，對(duì)導(dǎo)線測(cè)量干擾較大。（1）施測(cè)方法:采用與方案一相同的方法，即智能設(shè)立導(dǎo)線或?qū)Ь€網(wǎng)作為井下平面測(cè)量控制。所以，井下平面控制測(cè)量實(shí)際上就是導(dǎo)線測(cè)量。5.1.3 礦井聯(lián)系測(cè)量方案聯(lián)系測(cè)量：通過(guò)平硐、斜井以及立井將地面的平面坐標(biāo)系統(tǒng)及高程系統(tǒng)傳遞到地下，使地面與地下建立統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)，該項(xiàng)工作稱(chēng)為聯(lián)系測(cè)量。聯(lián)系測(cè)量工作的必要性在與：保證地下工程按照設(shè)計(jì)圖紙正確施工，確保巷道的貫通。確定地下工程與地面建筑物、鐵路、河湖等之

53、間的相對(duì)位置關(guān)系，保證采礦工程安全生產(chǎn)，同時(shí)及早采取預(yù)防措施，使地面建筑物、鐵路免遭重大破壞。立井平面測(cè)量的任務(wù)是確定地下導(dǎo)線起算邊的坐標(biāo)方位角和地下導(dǎo)線起算點(diǎn)的平面坐標(biāo)。高程聯(lián)系測(cè)量的任務(wù)是評(píng)定地下高程基點(diǎn)的高程。其中測(cè)定地下導(dǎo)線起算邊的坐標(biāo)方位角是很重要的環(huán)節(jié)，而且它對(duì)導(dǎo)線終點(diǎn)位置的影響是很大的。我們通常將立井平面聯(lián)系測(cè)量簡(jiǎn)稱(chēng)為立井定向10。方法二與方法一基本相同，但是在方案二中定向我們加測(cè)了陀螺邊。在井下我們總共加了、四條陀螺邊（具體見(jiàn)圖紙）陀螺經(jīng)緯儀是一種將陀螺儀和經(jīng)緯儀解和結(jié)合在一起的儀器。它利用陀螺儀本身的物力特性及地球自轉(zhuǎn)的影響，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋找真北方向，從而測(cè)定地面和地下工程中任意

54、測(cè)站的大地方位角。在地理南北緯度不大于75度的范圍內(nèi)，它可以不受時(shí)間和環(huán)境等條件限制，實(shí)現(xiàn)快速定向。陀螺經(jīng)緯儀的一次測(cè)定作業(yè)過(guò)程如下：在地面已知邊上測(cè)定儀器常數(shù)以及待定邊上測(cè)定陀螺方位角需進(jìn)行多次，而每次的作業(yè)過(guò)程是相同的。該作業(yè)過(guò)程稱(chēng)為陀螺方位角的一次測(cè)定。其作業(yè)步驟如下：在測(cè)站上整平對(duì)中陀螺經(jīng)緯儀，以一個(gè)測(cè)回測(cè)定待定邊或已知邊的方向值，然后將儀器大致對(duì)正北方。粗略定向（測(cè)定近似北方向）。鎖緊靈敏部，啟動(dòng)陀螺馬達(dá)，待達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，下放陀螺靈敏部，用粗略定向的方法測(cè)定近似北方向。完畢后制動(dòng)陀螺并托起鎖緊，將望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸轉(zhuǎn)到近似北方向位置，固定照準(zhǔn)部。測(cè)前懸?guī)Я阄挥^測(cè)。打開(kāi)陀螺照明，下放陀螺靈

55、敏部，進(jìn)行側(cè)前懸?guī)Я阄挥^測(cè)，同時(shí)用秒表記錄自擺周期T。零位觀測(cè)完畢，托起并鎖緊靈敏部。精密定向（精密測(cè)定陀螺北）。采用有扭觀測(cè)方法（如逆轉(zhuǎn)點(diǎn)法等）或無(wú)扭觀測(cè)方法（如中天法、時(shí)差法、擺幅法等）精密測(cè)定已知邊或待定邊的陀螺方位角。測(cè)后懸?guī)Я阄挥^測(cè)。以一個(gè)測(cè)回測(cè)定待定邊或已知邊的方向值，測(cè)前測(cè)后2次觀測(cè)的方向值的互差和級(jí)經(jīng)緯儀分別不得超過(guò)10和25。取測(cè)前測(cè)后觀測(cè)值的平均值作為測(cè)線方向值。陀螺儀懸?guī)Я阄挥^測(cè)當(dāng)陀螺馬達(dá)不轉(zhuǎn)動(dòng)并且靈敏部下放時(shí)，陀螺靈敏部受懸掛帶和導(dǎo)流絲的扭力作用而產(chǎn)生擺動(dòng)的平衡位置應(yīng)與目鏡分劃板的零刻劃線重合，該位置稱(chēng)為懸?guī)Я阄唬ㄒ卜Q(chēng)無(wú)扭位置）。如果擺動(dòng)的平衡位置與目鏡分劃板的零刻劃線

56、不重合，則用“零”線來(lái)跟蹤靈敏部時(shí)，懸掛帶上的扭矩不完全等于零，會(huì)使靈敏部的擺動(dòng)中心發(fā)生偏移，將使測(cè)定的螺旋北方向帶有誤差。所以，在螺旋儀開(kāi)始工作之前和結(jié)束后，均要進(jìn)行懸?guī)Я阄挥^測(cè)。測(cè)定懸?guī)Я阄粫r(shí)，應(yīng)將經(jīng)緯儀整平并固定照準(zhǔn)部，然后下陀螺靈敏部并從讀數(shù)目鏡中觀測(cè)靈敏部的擺動(dòng)（當(dāng)陀螺儀較長(zhǎng)時(shí)間末運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，測(cè)定零位之前，應(yīng)將馬達(dá)開(kāi)動(dòng)幾分鐘預(yù)熱，然后切斷電源，待馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動(dòng)后再放下靈敏部），在分劃板上連續(xù)讀3個(gè)逆轉(zhuǎn)點(diǎn)讀數(shù)、（以格計(jì)），估讀到0.1格。按下式計(jì)算零位如懸?guī)Я阄怀^(guò)0.5格就要進(jìn)行校正，如陀螺定向時(shí)測(cè)前測(cè)后所得的零位變化超過(guò)0.3格時(shí)，應(yīng)按公式加入零位改正數(shù)。5.1.4 地面及井下高程控制測(cè)

57、量方案施測(cè)方法：方案二采取的是與方案一相同的測(cè)量方法。5.1.5 導(dǎo)入高程方案 我們這里仍然采用長(zhǎng)鋼尺法導(dǎo)入高程，方法同方案一，在此不作贅述。5.2 貫通誤差預(yù)計(jì)5.2.1地面采用GPS布網(wǎng)時(shí)的貫通誤差在將GPS用于兩井間巷道貫通測(cè)量時(shí)，可選用E級(jí)網(wǎng)或D級(jí)網(wǎng)精度來(lái)測(cè)設(shè)兩井井口附近的近井點(diǎn)，而且兩井近井點(diǎn)之間應(yīng)盡量通視，如圖紙所示，南梁、D為兩井的近井點(diǎn)，K點(diǎn)為貫通相遇點(diǎn)，這時(shí)由于地面GPS測(cè)量誤差所引起的K點(diǎn)在x軸方向上的貫通誤差可按下列公式估算3式中近井點(diǎn)K和D之間的邊長(zhǎng)中誤差，按計(jì)算固定誤差，對(duì)于D級(jí)及E級(jí)GPS網(wǎng)，a10mm；比例誤差系數(shù)，D級(jí)GPS網(wǎng)，b10×；E級(jí)GPS網(wǎng)，

58、b20；兩近井點(diǎn)連線與貫通重要方向X軸之間的夾角。按上面的式子在圖中確定相應(yīng)的參數(shù)則有：我們采用的GPS是天寶5700，所以其中的a=0.003m，b=0.5×m所以=±=±0.004m=±0.004×0.629=±0.003m5.2.2 地下控制方案我們加測(cè)了三條陀螺邊,b2b3、L28L27、L4L3、L1A三條陀螺邊，其中b1b 3為支導(dǎo)線，而剩下L28L27、L4L3之間構(gòu)成方向附合導(dǎo)線，L4L3、L1A構(gòu)成方向附合導(dǎo)線我們將b1b3這條陀螺邊稱(chēng)為S1，依次為S2、S3、S4。對(duì)于S2和S3之間的導(dǎo)線點(diǎn)，我們先將坐標(biāo)原點(diǎn)移到導(dǎo)

59、線的平均坐標(biāo)點(diǎn)上，也就是導(dǎo)線的重心上，我們先將之間的導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)列表如下：表5-2各導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)編號(hào) XYL2885234.6717104744.2799L2785408.3690104744.5032L2685528.2937104744.2544L2585735.5297104744.8805L2485983.1400104744.7425L2386151.6635104744.4385L2286303.2680104744.4385L2186439.2884104744.7911 表5-3各導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)編號(hào) XYL2086539.7015104744.5000L1986539.70151

60、04453.1803L1886539.7015104163.1313L1786539.7015103871.1704L1686539.7015103579.9484L1586539.7012103288.0201L1486539.7015102996.4667L1386539.7015102705.2952 表5-4各導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)編號(hào) XYL1286539.7015102414.1460L1186539.7903102123.3913L1086539.7903101831.5142L0986539.7903101539.6218L0886828.3617101539.7370L0787116.

61、4723101539.7625L0687298.7672101539.4116L0587522.4548101539.4477L0487660.6201101540.0988L0387792.3356101539.7391由上表得出： =然后再圖上找出這個(gè)點(diǎn)，然后將坐標(biāo)原點(diǎn)平移到這個(gè)點(diǎn)。過(guò)這個(gè)點(diǎn)做出新的坐標(biāo)軸稱(chēng)為，然后在圖中作出從L28、L27L3到新軸的垂線（如圖紙所示）對(duì)于S3和S4之間也如以上操作：表5-4各導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)編號(hào) XYL387792.3356101539.8016L287938.5277101539.7370L187939.3467101571.9529L087932.8738101591.2535LC87936.4519101640.6298LB87960.0608101650.0000A88000.0000101650.0000由上表得：=87928.510=101597.600找出相應(yīng)的坐標(biāo)，然后過(guò)此點(diǎn)做出新的軸，如圖紙所示：則mß下井下導(dǎo)線測(cè)角中誤差，我們這里取7（1）貫通相遇點(diǎn)K在水平重要x方向上的誤差