一井內巷道貫通誤差預計及軟件開發

李付崗 蔚科

摘 要本文平臺開發了一款基于的一井內巷道貫通誤差預計軟件。該軟件能夠對一井內巷道貫通測量的重要方向及高程方向進行誤差預計，具備導線網平差的功能。實例驗證了程序的正確性和可靠性。

關鍵詞礦山測量;貫通測量;誤差預計;導線網平差

在礦山建設和生產過程中，巷道貫通測量是其尤為重要的一項工作，貫通誤差預計從概率的角度為貫通測量的測量方案與方法的選擇提供重要的依據，確保了測量的可靠性與精度。傳統的巷道貫通測量誤差預計都是通過人為的計算得到貫通點的預計誤差，這樣既不能保證礦井建設所需的高效性，也容易出錯。本文基于MATLAB平臺開發了一井內巷道貫通誤差預計軟件，快速準確地得到誤差預計結果。

1 誤差預計原理及實現

井下貫通測量時，有時待貫通巷道的兩端均在同一井巷中，即可以沿著同一井已經掘進好的巷道布設導線，比如采區巷道貫通時的測量，這種貫通方法為一井內巷道貫通測量。

1.1 水平重要方向上的誤差預計

1.1.1 數學模型的構建

1）邊長的測量對于貫通相遇點K的影響：

（1）采用鋼尺量邊的誤差估算公式：

（2）采用的公式：

1.1.2 程序設計實現

1）數據的獲取

利用CAD的“數據提取”功能，可以提取出 （*.txt）文本與（*.xls）文件等文件，采用CAD與Excel結合使用來獲取數據。具體過程如下：

數據獲取操作步驟：

（1）在CAD圖形處理功能進行導線網設計，并導出導線網數據;

（2）MATLAB編程實現（*.xls）文件的讀取。

2）導線點點號的編碼規則

在進行誤差預計時需對斜巷中的點與平巷中的點區分開來;在重要的巷道貫通需加測陀螺定向邊，且需要區分定向點與非定向點。

點號編碼規則：

（1）采用四位正整數，用符號dhff表示;

（2）其中d表示定向點與非定向點，取值為1（表示為定向點）和2（非定向點）;

（3）h表示平巷中的點與斜巷中的點，取值為0（表示為平巷中的點）和1（斜巷中的點）;

（4）ff用來區分每個點，取值為1-99;

（5）待貫通點在斜巷中表示為2100，平巷中為2000。

進行編號時，從待貫通點K點開始沿著巷道進行遍歷，最后連到K點。

3）Excel 文件讀取

為了使點號編碼的順序與導線點坐標的順序一一對應，本文采用導線網圖中點號的坐標和與之對應點的坐標距離最短的條件設計算法將點與點號的順序對應起來。

4）一道貫通算法設計

測角誤差與陀螺定向誤差引起貫通點誤差的算法設計：

（1）將程序分為加測陀螺定向邊的誤差預計與未加測陀螺定向邊的誤差預計兩個部分;

（2）未加測陀螺邊時，可以將其視為一條支導線，利用支導線誤差預計公式進行程序編制;

（3）導線加測定向邊后的情況討論

①當導線起始段為支導線時：利用支導線誤差預計公式進行程序編制，同時記錄支導線起始點（K點）的y坐標;

②當導線兩端均有陀螺定向邊時：利用方向附合導線計算公式進行程序編制，同時計算并記錄此段方向附合導線上導線點重心的y坐標;

③當導線末端為支導線時：利用支導線誤差預計公式進行程序編制，同時記錄支導線末端點（K點）的y坐標;

（4）記錄下各點的y坐標值后，利用陀螺定向誤差引起貫通點點位誤差的預計公式進行陀螺定向誤差預計的程序設計。

1.2 豎直重要方向上的誤差預計

1.2.1 數學模型的構建

1）平巷誤差估算

井下水準測量誤差的估算方式主要有兩種：

（1）方法一：

（2）按照理論公式計算：

2）斜巷中三角高程測量誤差的估算公式

1.2.2 程序設計實現

（1）遍歷點號，如果為平巷中的點（點號的百分位為0）則采取井下水準測量誤差估算公式進行編程;

（2）如果為斜巷中的點（點號百分位為1）則采用三角高程測量誤差估算公式進行編程。

2 實例分析

圖1為某礦一井內巷道貫通設計局部圖，圖中K點為預計貫通點，x為巷道預計貫通的重要方向，其坐標方位角為326°01′43.5″;共有導線點89個，預計貫通的導線全長為7322.5m，為大型巷道的貫通實例;3條加測陀螺定向邊分別為1106-1107、1037-1038及1175-1176，陀螺定向中誤差均為15″;采用10″級采區控制導線進行施測，量邊采用鋼尺量邊，參數取=0.0005、=0.001;誤差預計所用數據通過CAD“數據提取”工具箱獲得，提取出的Excel文件格式。

提取到數據后進行誤差預計：

（1）打開軟件得到主界面，導入Excel數據文件;

（2）參數設置，如圖3所示;

（3）雙擊“開始預計”得到預計成果見表1。

3 結論

本文詳細闡述了一井內巷道貫通誤差預計的原理并進行了軟件設計與開發。通過具體的實例運算，驗證了軟件的可靠性。主要結論如下：

（1）一井內巷道貫通時，井下測角誤差是引起貫通點在x向點位誤差的主要因素。

（2）巷道貫通時，井下三角高程測量誤差是引起貫通點高程方向誤差的主要影響因素。

參考文獻

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