雙系統長距離貫通測量的實施

李永康，李赟瑜

1.陜煤韓城礦業公司下峪口煤礦，陜西 渭南 715405

2.陜煤韓城礦業公司地質測量部，陜西 渭南 715400

1 工程概況

該工程全長10463.7m，屬于特大型貫通；加之2-1采區2#專回位于第二水平，其測量資料是由立井（上世紀90年代初)測量資料推算的，而4215-2#瓦聯位于第一水平，其測量資料是由平硐（上世紀80年代初）推算的。規程規定，貫通中線偏差小于0.5m，腰線偏差小于0.2m。因此貫通測量對于整個工程來說是至關重要的。

2 貫通測量誤差預計

貫通測量設計圖略。

1）經計算K點在高程上的預計誤差為:

2）經計算K點在水平重要方向上的預計誤差為:

由于導線長度過大，在水平重要方向上的預計誤差超過了規程規定值。因此必須采取相應的措施，確保準確順利貫通。

3 誤差分析

貫通誤差是由測量儀器、環境、觀測人員水平等多種因素引起的。但主要的誤差來源有兩個方面，一是已知點的測量誤差（起始點點位誤差和起始邊方位角誤差），二是導線測量過程中的誤差（測角、量邊誤差)。

3.1 起始點點位誤差、起始邊方位角誤差對貫通的影響分析

起始點點位誤差在導線測設過程中是等量傳遞的，不會對貫通產生大的影響，但是起始邊方位角的誤差將對貫通產生較大影響，其影響大小與導線形狀、長度等有關。對直伸形和測站數多、導線長度較長的支導線來說影響將更大。起始方位誤差對貫通橫向（X軸方向）誤差大小可由下式計算:

式中m αι—起始邊方位角誤差；

△y—橫坐標之和。

對于該貫通，坐標系統的統一是至關重要的。

3.2 導線測量過程中的誤差對貫通影響分析

導線測量過程中誤差，包括測角、量邊誤差。可用下面的近似公式表示:

式中:mβ為測角中誤差；

a為量邊偶然誤差系數；

b為量邊系統誤差系數；

△y i為起始點到支導線各點的坐標差；

l i為支導線各邊長的觀測值；

αi為支導線各邊方位角的觀測值。

由上式知道，導線最弱點（貫通點）在水平重要方向（與巷道掘進方向垂直）上的誤差m x是由角度測量誤差引起的，m x其大小與測角誤差mβ 成正比。因此測角誤差是影響貫通精度的主要因素。在巷道方向（與巷道掘進方向一致）上的誤差m Y 是由邊長測量誤差引起的。

通過上面分析可以得出，對于本工程，精度要求較高的是水平重要方向。也就是說起始邊方位角誤差和測量過程中的測角誤差是影響貫通精度的主要因素。

4 貫通控制測量方案及減少誤差的措施

4.1 測量方案

建立獨立的測量控制網。對于平面控制，考慮到一、二水平坐標系統的統一和貫通導線較長等因素，我們對一、二水平進行了導線連測，這樣可以最大限度地消除起始資料和控制測量對貫通的影響。

4.2 減少誤差的措施

貫通測量結果的好壞，關鍵是外業觀測的工作質量。因此在實際施測過程中，根據施測成果衡量所達到的精度，每一步都進行了可靠的檢核，并經常深入井下檢查和調整貫通巷道的方向和坡度，以盡量減少測量誤差對工程的影響。

1）井下平面控制測量采用導線測量方法進行。施測時嚴格遵守《規程》7″級導線的有關規定。高程控制測量采用三角高程測量的方法與平面控制測量同時進行；

2）井下控制導線各獨立測量四次；

3）確保原始資料的可靠性；對該工程設計進行了認真的檢核；

4）對于對中誤差，我們盡量采用三架法測量，以減小儀器和覘標對中誤差對導線測角的影響；盡最大限度的采用長邊導線；同時在風大的地點測量時采取有效的擋風措施以減小儀器和覘標對中誤差的影響。

5 貫通測量施測

1）井下導線的布設

導線點全部布設在頂板上。施工導線直線段邊長為60m～80m，曲線段除外。控制貫通導線采用跳點法測設，邊長大約在140m～200m。邊長改正公式為

式中SAB—全站儀測量的斜長；

αAB為儀器測量的豎角，則A、B兩點的高差值

其中i-儀器高； v-覘標高。

2）高程測量平巷采用S3水準儀進行。斜巷采用全站儀三角高程方法測量，往、返觀測。儀器、覘標高精確量至毫米位。豎角觀測兩測回，測回互差小于15″。往、返觀測計算出的高差限差小于15mm，計算公式仍采用。

其中K=0.08

6 貫通精度

貫通后經聯測，方位角閉合差28″，點位誤差△x=0.011m，△y=0.343m，最大相對閉合差0.138m，完全達到了貫通要求的標準。

7 結論

這次雙系統長距離貫通測量的實施，取得了比較高的精度。從這次貫通測量的成功實施中主要取得如下結論:

1）對于較大的貫通工程，建立獨立的測量控制網是非常重要的。對于本次貫通的平面控制，我們考慮到一、二水平坐標系統可能不統一，因此對一、二水平進行了導線連測，這樣可以最大限度地消除起始資料和控制測量對貫通的影響；2）對于影響測角精度的主要因素對中問題，我們盡量采用三架法測量。確實需要儀器和覘標對中時，采取有效的擋風措施和大垂球以最大限度地減小對中誤差對導線測角的影響。盡最大限度的采用長邊導線。從貫通結果看，這些措施的實施極大地提高了導線施測精度；3）注意原始資料的可靠性，我們對該工程設計的資料，包括方位、坐標、距離、高程、坡度等都進行了認真的檢核。對測量起算數據反復查對，確保準確無誤。為了確認井下測量起始點是否受采動影響，每次測量前，我們進行了專門的檢查測量，在查明確無破壞和位移后再使用；4）貫通結果的好壞，一是看選擇的貫通方案和測量方法是否正確，二是看外業觀測工作的質量。因此我們在實際施測過程中，及時根據施測成果進行精度評定，并及時填圖，通過多種方法對測量結果的可靠性進行檢核，這樣可以確保測量成果的準確。

[1]王紹林，何滔，桑光燦.煤礦測量手冊[M].北京:煤炭工業出版社，1979.

[2]煤礦測量規程[M].北京:煤炭工業出版社，1989.