淺析礦山井巷貫通測量的誤差估算

黃俊超

（廣東邦鑫勘測科技股份有限公司，廣州 廣東 510335）

目前我國采掘業已逐步由規范化，向智慧、綠色礦山發展。在生態文明建設中起到了重要的地位和作用，為國家經濟建設的高速發展貢獻力量。為保障安全生產必須確保井巷隧道貫通的準確性，井巷隧道貫通測量在施工中非常重要。

1 礦山井巷貫通工程概況

某礦位于我國境內，礦區屬侵蝕構造為主的中山區，年生產能力80萬噸，采用平硐開拓的形式。根據設計方案要求礦區南部1172主平硐為中央進風井[1]，礦區東北部1322平硐為深部回風井，采用兩平硐加硐內天井的形式貫通通風。1172主平硐長7000m，設計坡度均為5‰，1322平硐長3500m，設計坡度均為5‰，天井高度132.5m。

地表地形復雜，樹木茂密，溝谷交錯，不利用使用傳統的三角網和導線網。由于受井下巷道空間狹窄及獨頭貫通的形式，只能采用支導線的形式沿巷道布設[2]。

施工方案：由1322平硐掘進至天井施工位置1339.5后，采用天井鉆機垂直向下掘進至1207，由1172主平硐與天井貫通。布置示意圖如圖1所示。

圖1 貫通布置示意圖

2 影響本井巷貫通的誤差分析

根據上述施工方案可以得出，本次貫通是平巷與天井的貫通，影響誤差有：

①橫向貫通誤差，也就是垂直于1172巷道中線與天井豎中軸線左、右偏差Δx；該誤差對巷道準確貫通影響較大，是主要誤差；②縱向貫通誤差，是1172巷道中線方向上到達天井豎中軸線長度偏差Δl；該誤差對巷道質量影響不大，不進行預計；③豎向貫通（高程）誤差，是1172主巷底板高程與天井井底高程的誤差，由于主巷頂板距離底板尚有4m高程，遠遠大于誤差限制，該誤差基本可以不計。

按照《礦山測量規程》及《礦井質量標準化標準》規定，貫通限差應控制在橫向±300mm，縱向±200mm；當水平方向上貫通誤差＜0.4m時，不影響安全及各項生產工作。

3 貫通測量方案及方法

3.1 地面控制測量

控制測量采用GPS測量井口近井點平面位置坐標及高程，根據《工程測量規范》，隧道長度＞5Km的采用四等控制網。對近井點1172主平硐GPS1、GPS2和1322平硐GPS3、GPS4進行同步環觀測，確保平差后最弱邊相對中誤差≦1/40000。

3.2 井下控制測量

井口的兩個GPS控制點為起始點，延巷道敷設一條復測支導線。根據《工程測量規范》中的規定，井田一翼長度＞5Km的應采用二級導線測量，測角中誤差≦7"，復測支導線閉合差≦1/6000。

根據導線布設要求，本次平巷貫通采用萊卡TS06全站儀進行控制測量，該儀器測角精度為±2"，測距精度為±（2mm+2ppm），完全可以滿足測量精度。天井投測采用蘇光DZJ2激光垂準儀，距離可達250m，向下對徑觀測極限誤差1/2000，可滿足測量要求。

水平角的觀測需進行一個測回，測繪中及時檢驗互差的限差，若有半測繪歸零差＞12"、一測回2C互差＞18"、同一方向值各測繪互差＞12"時，及時重測。測距時，延導線方向應往測2次，若一測回讀數較差＞10mm、單程各測會較差＞15mm時，及時重測。

3.3 施工測量

根據圖紙設計方向坡度，利用控制點進行放樣，使用激光指向儀標定巷道中線和腰線，每向前掘進50-100m進行一次±15"控制測量，確保激光指向儀的準確指示，每掘進300-500m進行一次±7"控制導線布設。

4 貫通誤差預計

根據工程貫通精度要求，在貫通工程施工之前，預先對巷道和天井貫通時由地面控制、礦井聯系測量和井下導線等測量誤差引起的水平方向貫通誤差，和由地面高程測量、導入高程測量和地下高程測量等測量誤差而引起的高程貫通誤差等進行的估算工作。

4.1 繪制貫通誤差預計圖

貫通誤差預計圖，按照1：500采用CAD軟件繪制，對各環節產生誤差一一上圖，最終預計出影響貫通誤差數值。

4.2 各項貫通誤差參數的確定

（1）地面控制進井點GPS1、GPS2和GPS3、GPS4聯測基線精度：

（2）井下±7"級導線測角誤差：mB=±7′；

（4）天井向下對徑觀測極限誤差1/2000。

4.3 貫通k點在水平方向上的誤差預計

（1）地面GPS控制測量在貫通點橫軸x上誤差預計，按下式估算：

式中：σ為兩井之間基線誤差；α為基線與貫通橫軸x之間的夾角。

（2）井下導線測量測角誤差在貫通點橫軸x上誤差預計，按下式估算：

（3）井下導線測量測距誤差在貫通點橫軸x上誤差預計，按下式估算：

式中：α′導線各邊與貫通點橫軸x的夾角；ml為測距誤差。

（5）各項誤差引起的在貫通k點橫軸x上的總誤差

k點橫軸x上的總中誤差：

各項測量均獨立進行2次，則平均值的中誤差：

5 結語

通過對該礦井貫通的誤差分析和預計，估算出在貫通點K處橫軸x上的最大總誤差為0.35m，對比該項目設計允許水平方向上的最大貫通誤差0.4m，滿足貫通要求。因此我們工程技術人員，只要科學合理的優化設計方案，選取滿足精度要求的測量設備，按照國家規范實測，一定會將礦業發展的更好，遍地綠水青山。

[1]井下控制測量的應用[J]．溫金山．采礦技術． 2008(01)．

[2]礦山貫通測量的工作方法[J]．史宏軍,吳天全．科技創新導報．2007(35)．