紅陽(yáng)三井主副井—北風(fēng)井間巷道貫通測(cè)量設(shè)計(jì)VIP

1、提供全套畢業(yè)設(shè)計(jì)，歡迎咨詢 摘要貫通測(cè)量是礦山測(cè)量工作的一項(xiàng)重要工作，貫通工程質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到整個(gè)礦井的建設(shè)、生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。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。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。要完成貫通測(cè)量任務(wù)，就必須做到精心設(shè)計(jì)、精心施工，合理地選擇貫通測(cè)量方案。根據(jù)貫通測(cè)量的容許偏差，選擇合理的測(cè)量方案和測(cè)量方法，進(jìn)行貫通誤差預(yù)計(jì)，明確采用的儀器和方法，做到先設(shè)計(jì)后施工，嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)規(guī)范要求，使測(cè)量工作能安全有序、順利地進(jìn)行。礦井的順利貫通能加快礦井的建設(shè)速度，縮短了建井的周期

2、、保證正常的生產(chǎn)交替并且提高了礦井的年產(chǎn)量。本文介紹了紅陽(yáng)三井主副井北風(fēng)井間巷道貫通測(cè)量的測(cè)量方案和方法，分別采用了兩套方案進(jìn)行敘述，從地面測(cè)量、聯(lián)系測(cè)量和井下測(cè)量的誤差預(yù)計(jì)及方案優(yōu)化等方面對(duì)貫通測(cè)量工作進(jìn)行了分析，將預(yù)計(jì)的理論值與規(guī)程相比較，選出最優(yōu)方案作為本次貫通測(cè)量的最終設(shè)計(jì)方案，確保貫通安全、正確的進(jìn)行。關(guān)鍵詞：貫通測(cè)量設(shè)計(jì)；誤差預(yù)計(jì)；最優(yōu)方案 Abstract；Error is expected1.紅陽(yáng)三礦礦區(qū)概述21.1紅陽(yáng)三礦簡(jiǎn)介21.2 井田地質(zhì)41.3井田地層41.4可采煤層62.貫通測(cè)量概述62.1貫通測(cè)量簡(jiǎn)介62.2貫通測(cè)量工作中應(yīng)遵循的原則62.3貫通工程類型的劃分與容

3、許誤差允許72.4貫通測(cè)量的步驟82.5貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)82.6 貫通測(cè)量的重要性113.第一套測(cè)量方案123.1貫通測(cè)量的方法123.2貫通誤差預(yù)計(jì)所需要基本誤差參數(shù)的確定153.3貫通誤差預(yù)計(jì)163.4減小誤差措施184.第二套測(cè)量方案204.1貫通測(cè)量方法20地下控制測(cè)量方案224.1.2 地面及井下高程控制測(cè)量方案234.1.3 導(dǎo)入高程方案234.2 貫通誤差預(yù)計(jì)23地面采用GPS布網(wǎng)時(shí)的貫通誤差234.2.2 地下控制方案235.最優(yōu)方案的選擇256總結(jié)和建議26致謝271.紅陽(yáng)三礦礦區(qū)概述1.1紅陽(yáng)三礦簡(jiǎn)介紅陽(yáng)三礦隸屬沈陽(yáng)煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司。該公司前身為沈陽(yáng)礦務(wù)局成立于19

4、58年。1998年8月沈陽(yáng)礦務(wù)局由中直企業(yè)變?yōu)槭≈逼髽I(yè)，隸屬遼寧省國(guó)有資產(chǎn)管理委員會(huì)。紅陽(yáng)三礦位于遼寧省沈陽(yáng)市蘇家屯區(qū)與燈塔市的接壤部位，行政區(qū)劃屬沈陽(yáng)市蘇家屯區(qū)紅菱鎮(zhèn)及遼陽(yáng)燈塔市柳條鄉(xiāng)管轄，位于燈塔市西北11.6km。面積礦區(qū)面積28.2607km2。本區(qū)勘查工作始于1965年，止于1984年，由原東北內(nèi)蒙古煤炭工業(yè)聯(lián)合公司煤田地質(zhì)局103勘探隊(duì)歷時(shí)20年，相繼進(jìn)行了普查、詳查、精查地質(zhì)勘探工作，于1984年6月28日提出了遼寧省紅陽(yáng)煤田三井精查地質(zhì)勘探報(bào)告。紅陽(yáng)三礦始建于1991年12月，1998年投入試生產(chǎn)，正式投產(chǎn)日期2000年12月26日。礦井可采煤層有3、7、12-1、12-2、1

5、3號(hào)五層。12-1、12-2、13號(hào)煤層為下煤組。北一采區(qū)已開(kāi)采7煤、12-1煤層、12-2煤層。北一采區(qū)1201工作面作為試驗(yàn)工作面，采用綜采放頂煤下煤組12-1、12-2、13煤合層開(kāi)采。1.2 井田地質(zhì)本區(qū)位于紅陽(yáng)煤田林盛堡向斜西翼中段，張良堡背斜南緣。全區(qū)被第四系沖積層覆蓋，其下為上侏羅統(tǒng)地層不整合超覆于古生代地層之上，為隱伏煤田。1.3井田地層本井田地層由第四系、第三系、侏羅系、二疊系、石炭系、奧陶系地層組成。地層系統(tǒng)由老至新敘述如下：（1）中奧陶統(tǒng)馬溝家組（）：本組平行不整合于中石炭統(tǒng)本溪組之下，深灰色、灰褐色厚層狀石灰?guī)r，白云質(zhì)石灰?guī)r為主，含有大量的頭足類及角石類化石為特征。厚度

6、約400m。（2）中石炭系本溪組（）：平行不整合于中奧陶統(tǒng)馬溝家組之上，按巖性大致可分為上下兩段，總厚約150m。下段以紫色、雜色粘土質(zhì)泥巖為主，夾灰綠色砂巖、粘土巖及黑色泥巖，底部為山西式鐵礦及G層耐火粘土。上段由57層薄層灰?guī)r和淺灰綠色砂巖、黑色粉砂巖互層組成，灰?guī)r厚度一般不大。（3）上石炭統(tǒng)太原組（）：該組為本區(qū)主要含煤地層之一，含煤7層（層號(hào)814，其中12、13號(hào)煤層為可采煤層，并為沉積較穩(wěn)定的中厚煤層）。該組巖性組合特征為：底部砂巖段，下部含煤段（該區(qū)底部為D層耐火粘土），中部砂巖段和上部黑色泥巖夾薄層灰?guī)r段。本組約85m。（4）下二疊統(tǒng)山西組（）：該組為本區(qū)主要含煤地層之一，僅次

7、于太原組，含煤7層（層號(hào)17，7煤為本區(qū)普遍發(fā)育可采層，3煤為局部可采層）。巖性主要由灰色、灰黑色中細(xì)粒砂巖，粉砂巖與泥巖互層，夾粘土巖及煤層組成，并夾一層海相泥巖，本組厚約110m。（5）下二疊統(tǒng)下石盒子組（）：按照巖性組合特征以中部層粘土為界，分為上下兩段厚230m。下段：以青灰、灰綠色厚層砂巖為主，夾薄層黑灰色粉砂巖泥巖互層，其上為灰綠色厚層砂巖及斑狀雜色泥巖、粘土巖具鮞狀結(jié)構(gòu)，厚130m。上段：由紫色、雜色泥巖、粉砂巖、粘土巖和灰綠色砂巖為主，頂部有紫色、淡灰色A層粘土巖；底部有灰白色具鮞狀結(jié)構(gòu)的B層粘土巖，厚100m。（6）上二疊統(tǒng)上石盒子組（）：下部由灰白、灰綠色、暗紫色厚層狀粗砂

8、巖，含礫砂巖組成，厚5080m，上部為紫色花斑狀厚層粘土質(zhì)泥巖、粉砂巖，夾薄層砂巖，厚300500m。本組厚度一般為400m左右。（7）上二疊統(tǒng)石千峰組（）：以紫紅色砂巖為主，具交錯(cuò)層理，沿層面含泥巖扁平礫，厚度098m。（8）上侏羅統(tǒng)大明山組（J3d）：本組地層不整合超覆沉積在上古生界不同層位上，區(qū)內(nèi)由東向西厚度逐漸加大，根據(jù)巖性可以分為三段。下段：小東溝層巖段，以紫色厚層粉砂巖為主，夾薄層灰綠色杏仁狀玄武巖，底部有20m左右的灰?guī)r質(zhì)礫巖。中段：小嶺火山巖層巖段，以中酸性安山巖、流紋巖、安山質(zhì)集塊、凝灰?guī)r為為主，間夾薄層紫紅色粉砂巖。上段：梨樹(shù)溝層巖段，為一組灰色、灰綠色泥巖、灰白色凝灰?guī)r，

9、夾薄層砂巖、粉砂巖、泥巖及淺灰色泥巖。本組厚度371888m,平均厚度576m。（9）新第三系（N）:由黃褐色、灰綠色泥巖、砂巖、砂礫巖組成，固結(jié)比較疏松，呈半成巖狀態(tài)。偶夾薄層木質(zhì)褐煤。分布于井田西部，厚度057m。與下伏地層不整合接觸。（10）第四系（Q）主要為沖積洪積相及河漫相，湖沼相堆積，巖性為沙、沙礫、礫石夾少量粘土、亞粘土、亞沙土及淤泥組成,總厚度110190m,與下伏地層為不整合接觸。1.4可采煤層本區(qū)內(nèi)可采煤層5層，即3、7、12-1、12-2、13號(hào)煤層，其中3號(hào)煤層為局部可采。本井田各煤層煤類為瘦煤、貧瘦煤和貧煤，有少量焦煤、無(wú)煙煤。2.貫通測(cè)量概述2.1貫通測(cè)量簡(jiǎn)介一個(gè)巷

10、道按設(shè)計(jì)要求掘進(jìn)到指定的地點(diǎn)與另一個(gè)巷道相通，叫做巷道貫通，簡(jiǎn)稱貫通。通常巷道貫通是同意巷道在不同的地點(diǎn)以兩個(gè)或兩個(gè)以上的工作面，分段掘進(jìn)，而后彼此相通的。貫通可能出現(xiàn)下述三種情況；（1） 兩個(gè)工作面相向掘進(jìn)，叫做相向貫通。（2） 兩個(gè)工作面同向掘進(jìn)，叫做同向貫通。（3） 從巷道的一端向另一端指定處掘進(jìn)，叫做單向貫通。在巷道貫通工程中所進(jìn)行的測(cè)量工作稱為貫通測(cè)量。在煤礦企業(yè)基本建設(shè)和采礦過(guò)程中，應(yīng)用貫通的方法掘進(jìn)巷道極為普遍的同意巷道用多個(gè)工作面掘進(jìn)，可大大加快施工速度，縮短通風(fēng)距離，改善工人勞動(dòng)條件，它是礦山、鐵路、水利等工程普遍采用的一種施工方法。因此，貫通測(cè)量成為礦山測(cè)量人員擔(dān)負(fù)的重大而

11、光榮的任務(wù)。不能貫通及貫通質(zhì)量不好，都將會(huì)影響生產(chǎn)和建設(shè)進(jìn)程，造成人力、物力的損失，甚至威脅到工人的安全。2.2貫通測(cè)量工作中應(yīng)遵循的原則貫通測(cè)量工作中一般遵循下列原則：(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(guò)低而使巷道不能正確貫通，也不能因盲目追求過(guò)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。2.3貫通工程類型的劃分與容許誤差允許在巷道開(kāi)拓是，一般貫通分為沿導(dǎo)向?qū)迂炌ê筒谎貙?dǎo)向?qū)拥呢炌?。沿?dǎo)向?qū)拥呢炌ǎ褪窍锏姥氐V層或某個(gè)地質(zhì)標(biāo)志層掘進(jìn)的貫通。它又可分為兩種：（1） 沿導(dǎo)向?qū)迂炌ㄋ较锏?；?） 沿導(dǎo)

12、向?qū)迂炌▋A斜巷道。不沿導(dǎo)向?qū)拥呢炌?，它可分為三種：（1） 一井內(nèi)不沿導(dǎo)向?qū)拥呢炌ǎ唬?） 兩井間的巷道貫通；（3） 立井貫通。由于測(cè)量過(guò)程中不可避免地帶有誤差，因此貫通實(shí)際上總是存在偏差的。如果貫通接合處的巷道偏差達(dá)到某一限值，但仍不影響巷道的正常使用，就成該限值為貫通的容許偏差。貫通巷道接合處的偏差可能發(fā)生在空間的三個(gè)方向上，即巷道中心線的長(zhǎng)度偏差，垂直于巷道中心線的左右偏差（水平面內(nèi)）和上下的偏差（豎直面內(nèi)）。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(méi)影響，后兩種方向上的偏差對(duì)巷道質(zhì)量有直接影響，故后兩種方向上的偏差又稱為貫通重要方向的偏差。貫通的容許偏差是針對(duì)重要方向而言的。對(duì)立井貫

13、通來(lái)說(shuō)，影響貫通質(zhì)量的是平面位置的偏差。煤礦測(cè)量試行規(guī)程中給出了貫通接合面容許偏差值，如下表：表2-1貫通種類貫通巷道名稱在貫通面上的允許偏差/m兩中線之間兩腰線之間第一種沿導(dǎo)向?qū)迂炌ǖ乃较锏?0.2第二種沿導(dǎo)向?qū)迂炌ǖ膬A斜巷道 0.3 第三種在同一礦井中貫通的傾斜巷道或水平巷道 0.3 0.2第四種在兩礦井中貫通的傾斜巷道或水平巷道 0.5 0.2第五種用小斷面開(kāi)鑿的立井井筒 0.5 2.4貫通測(cè)量的步驟第一. 根據(jù)貫通測(cè)量的允許偏差，選擇合理、可行的測(cè)量方案和方法。對(duì)重要貫通工程編制貫通測(cè)量設(shè)計(jì)書：進(jìn)行貫通誤差預(yù)計(jì)，說(shuō)明采用的儀器、測(cè)量方法和作業(yè)時(shí)的各種測(cè)量限差等。貫通誤差預(yù)計(jì)一般取中誤

14、差的兩倍。當(dāng)誤差預(yù)計(jì)結(jié)果超過(guò)允許偏差時(shí)，應(yīng)盡量采用提高測(cè)量精度的辦法，如仍不能滿足要求時(shí)，應(yīng)請(qǐng)求礦總工程師研究采取其它技術(shù)措施。第二.按選定的測(cè)量方案和方法進(jìn)行實(shí)測(cè)和計(jì)算，每行一步均須有可靠的檢核，并與設(shè)計(jì)書中要求的精度進(jìn)行比較，必要時(shí)進(jìn)行重測(cè)。第三，根據(jù)實(shí)測(cè)資料計(jì)算貫通巷道的標(biāo)定要素，并于實(shí)地標(biāo)設(shè)貫通巷道的中線和腰線。第四，隨著巷道掘進(jìn)，及時(shí)延設(shè)、檢查中線和腰線：及時(shí)測(cè)量進(jìn)度和添圖：及時(shí)按實(shí)測(cè)點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程，調(diào)整中線和腰線在貫通前必須按煤礦安全規(guī)程的規(guī)定，及時(shí)報(bào)告礦井總工程師和有關(guān)部門技術(shù)負(fù)責(zé)人。第五，巷道貫通后，應(yīng)立即測(cè)量實(shí)際偏差，并將兩側(cè)導(dǎo)線連接起來(lái)，計(jì)算各項(xiàng)閉合差。還應(yīng)對(duì)最后一段的

15、中線和腰線進(jìn)行調(diào)整。第六，重大貫通工程完成后，應(yīng)對(duì)測(cè)量工作進(jìn)行精度分析，提交技術(shù)總結(jié)。2.5貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)1.水平重要方向（）上的誤差預(yù)計(jì)（1）由導(dǎo)線的測(cè)角誤差引起的k點(diǎn)在 方向上的誤差為： 測(cè)角誤差的影響Mxß上= （2-1）（2）由導(dǎo)線的量邊誤差引起的k點(diǎn)在x方向上的誤差為： a.光電測(cè)距時(shí) （2-2） b鋼尺量邊時(shí) （2-3） 式中 地面導(dǎo)線測(cè)角中誤差； 各導(dǎo)線點(diǎn)與K點(diǎn)連線在y軸上的投影長(zhǎng)度 導(dǎo)線量邊誤差； L導(dǎo)線邊長(zhǎng)； 地面導(dǎo)線量邊偶然誤差系數(shù)； 各導(dǎo)線x軸之間的夾角。(3)定向誤差引起K點(diǎn)在x軸上的誤差預(yù)計(jì)公式 （2-4）式中 ma0定向誤差，即井下導(dǎo)線起算邊的坐標(biāo)方位角

16、中誤差； Ry0井下導(dǎo)線起算點(diǎn)與K點(diǎn)連線在y軸上的投影長(zhǎng)度。(4)井下導(dǎo)線測(cè)量誤差引起K點(diǎn)在x軸上的誤差預(yù)計(jì)公式 a.測(cè)角誤差的影響： （2-5）式中 井下導(dǎo)線測(cè)角中誤差； Ry下井下導(dǎo)線各點(diǎn)與K點(diǎn)連線在y軸上的投影長(zhǎng)度。若導(dǎo)線獨(dú)立測(cè)量n次，則n次測(cè)量平均值的影響為：Mxß下= （2-6）b.量邊誤差的影響 光電測(cè)距時(shí)：M´xl下= （2-7）鋼尺量邊時(shí)， 式中 為井下光電測(cè)距的量邊誤差 為k點(diǎn)與各導(dǎo)線點(diǎn)連線在y軸上的投影長(zhǎng)，可由設(shè)計(jì)圖上量取a地面導(dǎo)線量邊偶然誤差系數(shù)； 各導(dǎo)線x軸之間的夾角。l導(dǎo)線邊長(zhǎng)；(5)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= （2-8）如

17、果以上觀測(cè)都獨(dú)立進(jìn)行兩次的話那么MxK= （2-9）2.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（1）地面水準(zhǔn)測(cè)量誤差引起K點(diǎn)在高程上的誤差預(yù)計(jì)公式規(guī)程規(guī)定，井口水準(zhǔn)點(diǎn)的高程測(cè)量，應(yīng)按地面四等水準(zhǔn)測(cè)量的精度要求施測(cè)。四等水準(zhǔn)支導(dǎo)線往返測(cè)的高程平均值的中誤差為： （2-10）式中 L水準(zhǔn)線路的單程長(zhǎng)度，km 導(dǎo)入高程誤差引起K點(diǎn)在高程上的誤差預(yù)計(jì)公式Mh0= （2-11）式中h為兩次獨(dú)立導(dǎo)入高程的互差。規(guī)程規(guī)定h；h為井筒深度。井下水準(zhǔn)測(cè)誤差引起K點(diǎn)在高程上的誤差預(yù)計(jì)公式a. 按單位長(zhǎng)度高差中誤差估算： （2-12）式中 mh0單位長(zhǎng)度高差中誤差，系按實(shí)測(cè)資料求得的數(shù)值； R 水準(zhǔn)路線的長(zhǎng)

18、度，kmb.按下表的精度要求估算：表2-2井下四等水準(zhǔn)誤差表水準(zhǔn)支線往返測(cè)量的高差不符值（mm）閉、附和路線的高程允許閉合差（mm）井下水準(zhǔn)測(cè)量的允許閉合差為（mm），所以一次（單程）獨(dú)立測(cè)量的中誤差為：M´h=(mm) （2-13）式中 R水準(zhǔn)路線的長(zhǎng)度，km 若進(jìn)行n次獨(dú)立測(cè)量，則n次測(cè)量平均值的中誤差為： Mh = （2-14）斜巷中高程測(cè)量引起的誤差，按規(guī)程規(guī)定的限差推算，一次測(cè)量的高程中誤差為： （2-15）各項(xiàng)誤差引起K點(diǎn)的高程上的總中誤差預(yù)計(jì)公式MhK= （2-16）2.6 貫通測(cè)量的重要性由于貫通測(cè)量工作涉及地面和井，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。

19、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，如果貫通測(cè)量過(guò)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，所以說(shuō)貫通測(cè)量是一件責(zé)任性非常強(qiáng)的工作。礦井的順利貫通能加快礦井的建設(shè)速度，縮短了建井的周期、保證正常的生產(chǎn)交替并且提高了礦井的年產(chǎn)量。（放入簡(jiǎn)介）3.第一套測(cè)量方案3.1貫通測(cè)量的方法 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

20、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)量誤差的傳遞和積累，保障測(cè)量工作的相對(duì)精度。 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。（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

21、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,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3-1所示。表3-1水平方向觀測(cè)要求及限差表 等級(jí) 儀器類型觀測(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3-1兩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

22、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

23、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。具體方法類似兩井定向方法，不同之處在與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

24、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)量方法：因?yàn)閺娘L(fēng)井到點(diǎn)位27屬于斜巷，所以我們采用三角高程測(cè)量，因?yàn)閺狞c(diǎn)位27到風(fēng)井屬于平巷，所以我們采用傳統(tǒng)水準(zhǔn)測(cè)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)量工作稱為高程聯(lián)系測(cè)量（也可稱為導(dǎo)入高程）。因?yàn)槭橇⒕晕覀儾庞玫氖情L(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（

25、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)，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。3.2貫通誤差預(yù)計(jì)所需要基本誤差參數(shù)的確定(1)地面導(dǎo)線的測(cè)角誤差：根據(jù)240個(gè)測(cè)站三次獨(dú)立測(cè)角的較差求得三個(gè)測(cè)回平

26、均值的測(cè)角中誤差（2）地面量邊誤差：m=0.0024m（3）一井定向誤差：根據(jù)10個(gè)立井的兩次獨(dú)立定向資料求得一次定向中誤差（4）兩井定向誤差：根據(jù)5對(duì)立井的兩次獨(dú)立定向資料求得一次定向中誤差（5）井下導(dǎo)線量邊誤差:根據(jù)225個(gè)測(cè)站兩次獨(dú)立測(cè)角較差，求得兩測(cè)回平 平均值的測(cè)角中誤差（6）井下導(dǎo)線量邊誤差：（7）地面水準(zhǔn)測(cè)量誤差：按規(guī)程限差求算四等水準(zhǔn)測(cè)量每千米的高差中誤差（8）導(dǎo)入高程誤差：根據(jù)12個(gè)立井的兩次獨(dú)立高程差求得一次導(dǎo)入高程的中誤差（9）井下水準(zhǔn)測(cè)量誤差：根據(jù)35條井下水準(zhǔn)測(cè)量路線求得每千米的高差中誤差（10）井下三角高程測(cè)量誤差：根據(jù)7條斜巷三角高程測(cè)量實(shí)測(cè)資料求得每千米的高差中

27、誤差3.3貫通誤差預(yù)計(jì)繪制一張比例尺為1:5000的誤差預(yù)計(jì)圖。在圖上根據(jù)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)部門共同商定的貫通相遇點(diǎn)位置繪出K點(diǎn)，過(guò)K點(diǎn)做軸和軸，并在圖上標(biāo)出設(shè)計(jì)導(dǎo)線的導(dǎo)線點(diǎn)位置因?yàn)椴捎玫氖荊TS-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.1.貫通相遇點(diǎn)K在水平重要方向上的誤差預(yù)計(jì)(1)地面導(dǎo)線測(cè)量誤差引起K點(diǎn)在方向上的誤差。取測(cè)角中誤差=測(cè)角誤差的影響是由預(yù)計(jì)圖上先量得平方求和而得。量邊誤差所引起的 其中，m=2.4mm，是各邊與軸方向的夾角。 （2）主.副井兩井獨(dú)立兩次定向平均值的誤差引起的風(fēng)井一次獨(dú)立三次定向平均值的誤差所引起

28、的（3）井下導(dǎo)線測(cè)量誤差引起的K點(diǎn)在方向上的誤差測(cè)角誤差引起的（角度獨(dú)立測(cè)量?jī)纱危┝窟呎`差引起的（邊長(zhǎng)獨(dú)立測(cè)量?jī)纱危?） 貫通在水平重要方向上的總中誤差（5） 貫通在水平重要方向上的預(yù)計(jì)誤差2.貫通相遇點(diǎn)K在高程上的誤差預(yù)計(jì)(1)地面水準(zhǔn)測(cè)量誤差引起的K點(diǎn)高程誤差。即(2)導(dǎo)入高程引起的K點(diǎn)高程誤差。即(3)井下三角高程測(cè)量引起的K點(diǎn)高程誤差m(4)井下水準(zhǔn)測(cè)量引起的K點(diǎn)高程誤差(5)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） (6)貫通在高程上的誤差預(yù)計(jì)。即2.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,

29、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)3.4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)

30、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)方案未滿足要求，精度比較差.4.第二套測(cè)量方案4.1貫通測(cè)量方法(1)施測(cè)方法：采用GPS進(jìn)行平面控制。GPS的特點(diǎn)：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

31、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）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4-1 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

32、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)。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

33、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)。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)。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。GPS用于兩井間巷道貫通時(shí)，選用E或D級(jí)精度來(lái)測(cè)設(shè)兩井井口附近的近井點(diǎn)，且兩近井點(diǎn)I與II之間應(yīng)盡量通視，如圖4-1所示圖4-1 GPS測(cè)定近井點(diǎn)點(diǎn)位示意圖這時(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按下式估算：±式中 近井點(diǎn)I與II之間邊長(zhǎng)的誤差。 &#

34、177; a固定誤差，D級(jí)及E級(jí)GPS網(wǎng)的a10mm； b比例誤差系數(shù)，D級(jí)GPS網(wǎng)的b10×，E級(jí)GPS網(wǎng)的b20×； a邊與貫通重要方向x之間的夾角。由設(shè)計(jì)圖紙可知邊地面兩近井點(diǎn)S=4715m，a=60°4.1.1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)挖而助教向前延伸。2.導(dǎo)線點(diǎn)有時(shí)設(shè)

35、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。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。 礦井聯(lián)系測(cè)量方案聯(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

36、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)稱為立井定向。4.1.2 地面及井下高程控制測(cè)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。4.1.3 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。4.2 貫通誤差預(yù)計(jì)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，點(diǎn)、點(diǎn)位27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

37、方向上的貫通誤差可按下列公式估算式中近井點(diǎn)K和D之間的邊長(zhǎng)中誤差，按 計(jì)算a 固定誤差，對(duì)于D級(jí)及E級(jí)GPS網(wǎng)，a10mm；b 比例誤差系數(shù)，D級(jí)GPS網(wǎng)，b10×；E級(jí)GPS網(wǎng)，b20；兩近井點(diǎn)連線與貫通重要方向X軸之間的夾角。 地下控制方案1.貫通相遇點(diǎn)K在水平方向上的誤差預(yù)計(jì)由于采用了E級(jí)GPS網(wǎng)所以固定誤差a=0.010m，b=20×m所以 (2)定向誤差所引起K點(diǎn)在X方向上的誤差根據(jù)資料求得起始點(diǎn)的坐標(biāo)誤差則mß下井下導(dǎo)線測(cè)角中誤差，我們這里取7, 由資料求得起始點(diǎn)的定向中誤差 =0.015m （3）井下導(dǎo)線測(cè)量誤差引起的K點(diǎn)在方向上的誤差根據(jù)225個(gè)測(cè)

38、站兩次獨(dú)立測(cè)角的較差，求得兩測(cè)回平均值的測(cè)角中誤差測(cè)角誤差所引起的量邊誤差所引起的由測(cè)量誤差參數(shù)參考表得，量邊偶然誤差系數(shù)=0.005(4)貫通在水平重要方向上的總中誤差(5)貫通在水平重要方向上的預(yù)計(jì)誤差(6)因?yàn)樵诰潞途细叱滩捎玫姆椒ê头桨敢幌嗤?，那么誤差預(yù)計(jì)應(yīng)與方案一相同，如方案一5.最優(yōu)方案的選擇經(jīng)過(guò)上述兩套方案的論述，發(fā)現(xiàn)第二套方案在精度上滿足需要。而且下面幾點(diǎn)上B方案明顯優(yōu)于A方案：5.1在平面控制方面（1）平面控制的精度對(duì)于全站儀導(dǎo)線做控制，有很多缺點(diǎn)，首先，測(cè)站間必須通視，用人多，測(cè)量周期長(zhǎng)，且受時(shí)間、其后、地形等因素限制，而且用人多所以費(fèi)用也比較高，相對(duì)于全站儀來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在

39、流行的GPS精度定位高，可以更加準(zhǔn)確的測(cè)量出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，而且觀測(cè)時(shí)間短，測(cè)站間無(wú)需通視，可提供三維坐標(biāo)，且不受時(shí)間、其后、地形等因素的影響。（2）工程預(yù)算控制測(cè)量時(shí)各類工程建設(shè)過(guò)程中重要的基礎(chǔ)技術(shù)工作，傳統(tǒng)的大地控制測(cè)量方法包括閉合導(dǎo)線、三角網(wǎng)鎖、雙導(dǎo)線、主副導(dǎo)線、支導(dǎo)線、導(dǎo)線加三角網(wǎng)鎖等。高程測(cè)量采用水準(zhǔn)測(cè)量和三角高程測(cè)量，多采用三角高程測(cè)量。這些傳統(tǒng)測(cè)量方法的外業(yè)測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)、需要投入人力較多且效率低下，而且費(fèi)用較高，精度較低。5.2井下控制方面（1）測(cè)量精度：方案一在水平方向的貫通誤差是0.638，在高程上的貫通誤差是0.192，不滿足規(guī)程規(guī)定的在水平方向的貫通誤差小于0.5m，在高程上的貫通誤差小于0.2m的精度要求，方案二水平方向的貫通誤差是0.466m，在高程上由于和方案一采用相同的方法，所以在高程上的貫通誤差也是0.192m，在方案二中我們加測(cè)了陀螺邊，由于陀螺邊的加測(cè)，使我們的貫通精度大大的提高9。（2）測(cè)回?cái)?shù)：在第一方案中，由于我們只是采用的經(jīng)緯儀導(dǎo)線網(wǎng)作為井下貫通的控制網(wǎng)，所以我們需要多測(cè)幾個(gè)測(cè)回才能保證測(cè)量的精度，而方案二中由于我們采用的是測(cè)距儀導(dǎo)線的方法，所以我們采用導(dǎo)線獨(dú)立測(cè)量?jī)蓚€(gè)測(cè)回，所以方案二的應(yīng)用使測(cè)量工作更加的簡(jiǎn)單，而且在工程預(yù)算方面，方案二的使用，也使測(cè)量成本大大的降低。綜上所述，B方案在精度方面及工程預(yù)算方面