云嶺鐵礦—156m大型平巷貫通測(cè)量精度分析

摘要：云嶺鐵礦-156m大型平巷貫通已經(jīng)結(jié)束多年了，本文從測(cè)量理論上對(duì)當(dāng)時(shí)的測(cè)量方法進(jìn)行論證，以便今后對(duì)有類似的測(cè)量工程起到借鑒作用。

關(guān)鍵詞：平巷 貫通 精度分析 中誤差

中圖分類號(hào)：TD175 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2012）09（c）-0068-02

1 工程概況

云嶺鐵礦-156m大型平巷貫通工程于2005年中開始施工，Ⅱ井當(dāng)時(shí)下到-153m。

從Ⅱ井-153m向Ⅰ井方向貫通掘進(jìn)的巷道，先掘進(jìn)到-153mⅡ井井底車場(chǎng)位置后，再向Ⅰ井方向掘進(jìn)到K點(diǎn)暫停施工；而Ⅰ井-156m貫通巷道由井底直接以3‰的坡度向預(yù)定的貫通相遇點(diǎn)K掘進(jìn)和Ⅱ井方向掘進(jìn)過來的巷道貫通。貫通相遇點(diǎn)設(shè)計(jì)在離Ⅰ井914m處，巷道規(guī)格2.8m×3.0m，全斷面掘進(jìn)，貫通巷道總長(zhǎng)為1123m。

工程要求：允許中線偏差±0.30m，腰線偏差±0.20m。

2 貫通測(cè)量工作

云嶺鐵礦Ⅰ井和Ⅱ井之間地面為丘陵地區(qū)，兩地受礦區(qū)同一四等三角網(wǎng)所控制，Ⅰ井1點(diǎn)和Ⅱ井1點(diǎn)都是四等三角網(wǎng)中的點(diǎn)，利用這兩個(gè)點(diǎn)做近井點(diǎn)，施測(cè)了兩條支導(dǎo)線至Ⅰ井井口和Ⅱ井井口，地表導(dǎo)線施測(cè)用TS02全站儀觀測(cè)之。達(dá)到I級(jí)導(dǎo)線的精度要求。

Ⅰ井地面至-156m定向和Ⅱ地面至-153m定向均為單井定向，連接圖形為延伸三角形，定向分別獨(dú)立地進(jìn)行了兩次，定向測(cè)量中誤差為±35”。上述二個(gè)定向使用的儀器均為DJ2級(jí)經(jīng)緯儀。

井下導(dǎo)線測(cè)角以DJ2經(jīng)緯儀兩個(gè)測(cè)回測(cè)定，邊長(zhǎng)采用鋼尺往返兩次丈量，達(dá)到井下I級(jí)導(dǎo)線所規(guī)定的各項(xiàng)規(guī)范要求。

地面高程的聯(lián)測(cè)以Ⅱ井附近的B1點(diǎn)標(biāo)高為起點(diǎn)，使用S3型水準(zhǔn)儀按四等水準(zhǔn)測(cè)量的要求進(jìn)行往返觀測(cè)。導(dǎo)入高程采用長(zhǎng)鋼尺懸掛井筒導(dǎo)入。井下高程采用S3型水準(zhǔn)儀，按井下I級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量要求進(jìn)行施測(cè)。

貫通巷道的施測(cè)過程見（示圖）。

3 巷道貫通后實(shí)際偏差情況

工程于2006年4月竣工，巷道在預(yù)期地點(diǎn)貫通后經(jīng)測(cè)量，巷道實(shí)際平面位置偏差0.200m，高程偏差0.031m，符合工程要求。

4 精度分析

4.1 對(duì)水平重要方向的精度分析。

（1）地面測(cè)角誤差的影響Mxβ上

Mxβ上=±（mβ上導(dǎo)/p ）·√（ΣRy2i上導(dǎo)）+（mβ上網(wǎng)/p）·√（ΣRy2i上網(wǎng)）

mβ上導(dǎo)—地面導(dǎo)線測(cè)角中誤差，mβ上導(dǎo)=±7”

mβ上網(wǎng)—地面三角網(wǎng)測(cè)角中誤差，mβ上網(wǎng)=±2.5”

Ryi上導(dǎo)—地面導(dǎo)線第i點(diǎn)與K點(diǎn)聯(lián)線在假定的Y軸上的投影長(zhǎng)度。

Ryi上網(wǎng)—地面三角網(wǎng)第i點(diǎn)與K點(diǎn)聯(lián)線在假定的Y軸上的投影長(zhǎng)度。

ΣRy2i的計(jì)算如表1：

ΣRy2i上導(dǎo)=1278872

ΣRy2i上網(wǎng)=743618

Mxβ上=±（7/206265）·√1278872+（2.5/206265）·√743618

≈±0.049m

（2）地面量邊誤差的影響Mxl上

Mxl上=±√（Σm2li上·cos2αi上）

αi—地面第i邊與假定的x軸之間夾角

mli上—地面第i邊的量邊誤差可取mli=li上/（2×√2×4000）

Σm2li上·cos2αi上的計(jì)算如表2：

Σm2li上·cos2αi上=0.0024

Mxl上=±√0.0024≈±0.049m

（3）定向測(cè)量誤差的影響Mx。

Mxo=±（mαo/ρ）·Ryo

mαo—定向誤差，即井下導(dǎo)線起算邊坐標(biāo)方位角的誤差，在這里 mαo1=mαo2=±35”。

Ryo—井下導(dǎo)線起算點(diǎn)與K點(diǎn)聯(lián)線在假定的Y軸上的投影長(zhǎng)度，Ryo1=540.8米，Ryo2=241m。

Mxo1=±（35/206265）×540.8≈±0.092m

Mxo2=±（35/206265）×241≈±0.041m

注：O1指Ⅰ井定向，O2指Ⅱ井定向。

（4）井下導(dǎo)線測(cè)量中誤差

Mxβ下=±（mβ下/ρ）·√（ΣRy||i下）

mβ下—測(cè)角中誤差，mβ下=±7”

Ryi下—井下導(dǎo)線第i點(diǎn)與K點(diǎn)聯(lián)線在假定的Y軸上的投影長(zhǎng)度。

ΣR||yi下之計(jì)算如下表3：

ΣR||yi下=3215983

Mxβ下=±（7/206265）·√3215983

=±0.061米

（5）井下導(dǎo)線量邊誤差的影響Mxl下

Mxl下=±√（a||Σli下·cos||αi下+b||Lx下）

li下—井下導(dǎo)線第i邊長(zhǎng)度

αi下—井下導(dǎo)線第i邊與假定的X軸間之夾角

a，b—井下量邊的偶然誤差與系統(tǒng)誤差的影響系數(shù)，這里a=0.0005，b=0.00005。

Lx下—井下導(dǎo)線兩個(gè)起算點(diǎn)的聯(lián)線（CA下-CB下）在假定的X軸上的投影長(zhǎng)度，Lx下=787。

Σli下cos||αi下如下表4。

li下cos||αi下=752.6

Mxl下=±√（0.0005||×752.6+0.00005||×787||）=±0.042m

（6）上述各項(xiàng)誤差的綜合影響Mx

Mx=±（1/√2）×√（Mx||β上+Mx||l上+Mx||ol+M||xo2+Mx||β下+Mx||l下）

Mx=±（1/√2）×√（0.049||+0.049||+0.092||+0.0041||+0.061||+0.042||）

≈±0.101m

（7）貫通相遇點(diǎn)K在水平重要方向的限差Mx限

Mx限=2Mx=±0.202m

（一）對(duì)豎直重要方向的精度分析

（1）地面水準(zhǔn)測(cè)量誤差的影響

MH水上=±μ√L

L—地面水準(zhǔn)測(cè)量路線長(zhǎng)度，L=1.56km

μ—每公里水準(zhǔn)測(cè)量中誤差，四等水準(zhǔn)μ=±10mm

MH水上=±10×√1.56≈12.48mm≈±0.012m

（2）導(dǎo)入標(biāo)高誤差的影響MHO

一次導(dǎo)入標(biāo)高的中誤差為：

（3）井下水準(zhǔn)測(cè)量誤差的影響MH水下

（4）上述各項(xiàng)誤差的綜合影響MH

（5）貫通相遇點(diǎn)K在豎直重要方向的限差MH限

MH限=2MH=±2×0.021=±0.042m

通過精度分析所得的限差與實(shí)際偏差比較可以看出，實(shí)際偏差小于限差。這說明從理論上講，施測(cè)方法是正確可行的。

參考文獻(xiàn)

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