貫通測量誤差預計應用實例

銀光勝

(廣西錫山礦業有限公司，廣西南寧 530022)

0 前言

在礦山測量中，貫通測量是一項比較復雜而又辛苦的工作[1]，對于貫通工程，由于受場地和施工條件的限制，施工測量精度不高，測量容易出差錯；測量人員在井巷貫通工程中所負的責任重大，要求測量人員以高度的責任感與事業心，嚴肅認真地對待貫通測量工作；為保證貫通工程的順利完成，在實際工作中應根據工程的要求確定合理的測量方案和方法，以使貫通測量達到精度與采礦工程要求相適應，過高或過低的精度要求都不適宜，因此必須根據貫通工程的需要，編制測量方案，進行誤差預計，從而正確指導貫通測量工作的實施。

誤差預計方法是對貫通精度的一種估算，不是預計貫通實際偏差的大小，而是預計實際偏差可能達到的限度，將估算誤差與工程允許偏差相比較，選擇符合工程要求的、合理的、測量方案和方法，進行指導和施工。以大新錳礦地下開采工程340 m平硐貫通測量誤差預計方案實例。

1 工程簡介與貫通方案

340 m平硐是大新錳礦首個地下開采工程，整個工程大致為東西走向，東起340 m平硐口，西至380 m平硐口，施工設計圖如圖1所示。

圖1 340 m平硐施工設計

為了加快施工進度，決定進行雙向掘進貫通。貫通方案：西由380 m平硐口開始往東南方向掘進221 m后再掘進1個80 m長斜巷到340 m水平；東面由 340 m平硐口開始往西掘進，平面總長1 927.6 m，預計在圖1的 K點貫通。假定的 Y軸表示貫通巷道的掘進方向，以X軸表示重要方向(水平方向)；貫通時水平偏差允許為0.3 m[2]，高程方向上的允許偏差0.2 m，為確保貫通在平面和高程的精度達到上述要求，特制定如下測量方案。

2 測量方案

測量儀器：地面和井下均采用科力達 KTS400全站儀(測角精度 5(″)，測距精度 3+2 ×10-6×D)、S3水準儀。

觀測方法如下：

1)用測回法觀測水平角，用 KTS400全站儀測角，當邊長大于30 m時，每站采用 1次對中，2測回；當邊長為15～30 m時，每站采用2次對中，2測回；當邊長小于15 m時，每站采用3次對中，3測回。為保證對中精度，在風大的地方采取必要的擋風措施。

2)邊長用 KTS400全站儀測量，每測回4次觀測取其平均值，獨立進行2次測量。

3)水準測量用S3水準儀進行測量，往返各測1次，每站采用2次儀器高觀測，前后視距應大致相等。為符合限差，取2次測量平均值作為最后結果。

4)斜巷采用三角高程測量，垂直角觀測不小于2測回，儀器和覘標高用小鋼卷尺在觀測后各量1次，在不超限的前提下取2次平均值作為最終值。

5)觀測各項限差按《煤礦測量規程》要求執行。

3 誤差預計

3.1 誤差預計基本參數確定[1]

1)井下導線測角誤差：根據《煤礦測量規程》規定，井下導線采用15(″)導線測量，則井下測角中誤差Mβ下= ±15/=10(″)；地面測角中誤差Mβ上=±7(″)；量邊中誤差MD=3 mm(根據全站儀測距標稱精度3+2×10-6×D)。

2)水準測量誤差：根據《煤礦測量規程》規定，每千米水準測量的高差中誤差的容許限差為50 mm，所以每千米井下水準測量中誤差Mh下=±50/2=18 mm；地面水準測量中誤差Mh上=±20/2=7 mm。

3)井下三角高程高誤差：根據《煤礦測量規程》規定，每千米三角高程的高差中誤差容許限差為100 mm，所以每千米三角高程的高差中誤差為Mhl=±100/2=±50 mm。

3.2 在平面上的誤差預計(即X軸重要方向上的誤差預計)

根據兩端掘進速度估計出貫通相遇點 K，以巷道掘進方向為假定坐標 Y軸，垂直方向為假定坐標X軸，繪制一張1∶2 000的誤差預計圖，如圖2所示。

圖2 誤差預計

從誤差預計圖上可得邊長投影長度計算結果如表1。

上圖N1～N7為井上導線，1～16為井下導線，圖上量得Lx上=Lx下=781 m；圖解法求得，井上∑LCos2α=898 m；井下 ∑LCos2α=993 m 。

1)地面導線誤差引起 K點在X方向上的誤差

測角引起誤差[3]：

量邊引起誤差：

2)井下導線測量誤差引起 K點在X方向上的誤差(觀測2次)

測角引起誤差[3]：

表1 邊長投影長度計算結果

量邊引起誤差[3]：

3)上述兩項誤差引起的貫通相遇點 K在水平重要方向上的誤差Mχk，預計誤差Mχk預[4]

3.3 在豎直面的 K點誤差預計(高程方向上的預計誤差)[3]

1)地面水準測量引起的誤差：(線路長1 599.3 m)。

2)井下水準測量引起的誤差：(井下水準線路長1 907.4 m)

3)井下三角高程測量引起的誤差：(斜井總長80 m)

4)貫通在高程方向上的預計誤差(獨立施測2次)Mh預：

從上述誤差預計結果可以看出，在水平方向上和高程方向上均未超出貫通允許偏差，精度適宜，故決定采用所選擇的測量方案和方法。

4 結語

該工程在2007年5月貫通后，經實際測定，貫通相遇點中線偏差為96 mm；高程偏差為65 mm。實際偏差均小于預計誤差；說明本次貫通測量誤差預計和方案成功。該項工程的順利貫通，為測量專業技術提供了許多值得借鑒的經驗，歸納如下：

1)對貫通測量，應根據實際情況和要求，制定貫通測量方案和測量方法，進行貫通點的誤差預計，選用“技術上可行，精度上允許，經濟上合理”的測量方案和測量方法，不必過于地追求高精度。

2)在井下使用全站儀測量[5]，不僅能大大降低測量人員勞動強度，減少作業計算量，而且能提高測量速度和精度。

3)在用全站儀進行貫通測量時[5]，為了提高測角精度，在實際測量水平角時應對準前視目標線繩，而測距和測豎直角時則對準前視目標棱鏡。

[1]陳德忱.貫通測量誤差預計在礦山測量中的應用[J].鐵法科技，2007(2) ：52-55.

[2]朱建華.特大型工作面的貫通實踐與分析[J].西部探礦工程，2008(1) ：113-114.

[3]牛長旭.礦山測量[M].北京：冶金工業出版社出版，1980.

[4]曾得子，楊政，張彥，等.旦架哨隧道施工控制測量方案設計及貫通誤差預計[J].公路，2002(6)：27-29.

[5]王運革.全站儀在貫通測量中的應用[J].三晉測繪，2003，10(2)：41-42.