安陽龍山礦主井與新風井貫通測量技術研究

袁建民，張志遠

（河南富昌建設工程有限責任公司，河南 鶴壁 458000）

新風井建成后主要負擔與原主、副井的通風工作。新風井井筒直徑6m，井口標高約267m，井筒設計深度約為600m，新風井落底后將與現有系統溝通。

1 貫通測量技術選擇

由于安陽龍山礦生產時間較長，從-40m到-350m為多水平開拓，選用以下技術程序：①地面控制測量中平面控制測量采用GPS衛星定位技術。②地面高程控制測量采用四等水準測量法施測。③礦井之間聯系測量采用的是懸掛鋼絲向井下傳遞平面坐標的方法，用陀螺定向法向井下傳遞方向[1]。

2 貫通測量方案

2.1 近井點和高程基點的測量

我們在此次貫通作業之前先在地面井口附近設立近井點、高程基點和聯測導線點，其中近井點和高程基點應滿足以下要求：①盡可能埋設在利于測量、保存以及不受開采影響的地點；②近井點至井口的聯測導線邊數最多不超過3個；③高程基點數目不少于兩個。

2.2 聯系測量

礦井之間的聯系測量采用金屬絲懸掛法向井下傳遞平面坐標，用陀螺定向方法向井下傳遞方向。①本次采用儀器為日本賓得PTS-V2型全站儀，地面由近井點至井口進行導線連測，導線形式為復測支導線。②測量尺導入高程將50m的測量尺用線繩或鉚接地方法牢固的連接起來，掛上輕垂球，通過滑輪下放到井下，換上15kg的砝碼。在井上、下各安置一架水準儀，同時進行觀測。

井下水準基點B點的高程計算公式為：

式中a、b為水準尺讀數，m、n為測量尺讀數，∑Δ1為層尺的總改正數，包括比長、溫度、自重和拉力改正數（下綴15公斤砝碼，則不需進行拉力改正）。

3 貫通測量誤差預計

根據工程的需要，按照巷道的用途和性質，本次貫通作業是在新風井井底貫通，在水平重要方向X軸上允許偏差值不大于0.5m，在高程方向上允許偏差值不大于0.5m。

求貫通相遇點K在水平重要方向X軸上的誤差：

（1）由近井點的誤差引起K點在貫通重要方向X軸上的誤差，預計公式：

1 /T…………兩井近井點間的邊長中誤差；SX…………兩井近井點間的距離在X軸上的投影。MXΔ=±1 /40000×700=0.017m

（2）由陀螺定向誤差引起K點在貫通重要方向X軸上的誤差，預計公式：

式中：mαt…………陀螺定向中誤差；RY0…………井下導線起始點與K點連線在Y軸上的投影長MXα=15/206265×1126=0.082m

（3）由井下測角、量邊誤差引起K點在貫通重要方向X軸上的誤差,預計公式：

MX下=±0.055m

（4）K點在貫通重要方向X軸上的預計誤差

副井與新風井之間的四等水準路線長為4KM，引起的高程中誤差為：

mh------水準測量中誤差；L--------水準路線長度，km

導入高程引起的誤差

副井導入高程的中誤差為：（井深h=300m）

風井導入高程的中誤差為：（井深h=600m）

井下紅外測量的高程誤差

井下紅外測量按等外水準的標準，水準路線長4KM，引起的高程中誤差為：

K點在高程方向X軸上的預計誤差預計誤差小于允許偏差值；測量方案能夠滿足工程需要，誤差預計的結果說明所采用的測量設計方案是可行的。

4 陀螺經緯儀定向和提高水平角的測量精度

為保證巷道貫通更加準確，我們決定在井下導線邊上多測量一項——陀螺方位角，在井下選擇兩條陀螺邊，都選在距貫通相遇點2/3 處，主要用來控制水平角觀測誤差的傳播，減小方位積累誤差。陀螺定向觀測時各項限差要求如表1。

表1 聯系測量的主要限差

施測方法：①在地面測定儀器常數；②井下定向邊測量；③地面儀器常數測量。在地面FJK1----JSLD邊、井下1-2--1-1、井下3-6--3-5進行陀螺測量時，每一測回中，按中天法和時間法的要求分別測記時間，采用逆轉點法兩測回計算陀螺方位角。

5 結論

（1）本次使用南方NGS-200型GPS衛星定位儀對“釘窯山”、“清池”、“北樓頂”原有控制點進行檢測，其互差為“清池”X為14mm，Y為67mm，邊長相對中誤差1/222000，其精度滿足要求。

（2）高程控制測量。容許閉合差為±20√L mm=±20√5 mm=±45 mm，其實測最大閉合差：34 mm，滿足精度要求。兩次導高互差為1mm，滿足互差不得大于L/8000的精度要求。

（3）陀螺定向控制測量。一測回測量陀螺方位角的中誤差為：15″，實測為副井5.9″，滿足精度要求。安陽龍山礦主井與新風井圓滿貫通，通過采用地面GPS平面控制、地面四等水準測量、井上下聯系測量、陀螺定向測量、“三架法”7″導線以及三角高程測量等方法，提高了測量精度，取得了滿意的效果，確保了巷道的順利貫通。