吉祥-昌盛兩井貫通測量設(shè)計[1]

1、吉祥-昌盛兩井貫通工程測量設(shè)計書前言：在礦山生產(chǎn)中最大的工程即是井巷貫通。在貫通中要保證各掘進(jìn)工作面均沿著設(shè)計位置與方位掘進(jìn)，使貫通后接合處的偏差不超限，避免對采礦生產(chǎn)造成嚴(yán)重的影響。如果貫通測量過程中發(fā)生錯誤未能貫通或接合處的偏差值超限都將影響井巷質(zhì)量，甚至造成井巷報廢人員傷亡等嚴(yán)重后果。在經(jīng)濟上和時間上給企業(yè)造成很大的損失。為此礦山測量人員有必要將貫通設(shè)計有關(guān)的理論掌握。貫通工程概況：1、地面工程概況：昌盛井、吉祥井兩井坐落在一采區(qū)采礦范圍內(nèi)，在堡東線公路北側(cè)。兩井所處地形基本平坦，高程變化不大，無較大起伏。其中吉祥井為一采區(qū)的已經(jīng)開采的礦井，現(xiàn)在正在延深豎井到80中段，根據(jù)推算應(yīng)掘進(jìn)到7

2、5.808m；昌盛井也正在延深豎井，在80中段已由宏泰斜井掘進(jìn)昌盛井底，其標(biāo)高為76.884m，并已開拓馬頭門巷道數(shù)米；吉祥井目前還沒有掘進(jìn)到設(shè)計深度。本次測量的測角方法采用測回法，測回數(shù)采用1測回；距離測量采用測量平距1測回，每測回讀取2個數(shù)，取平均值；采用三角高程測量方法確定各近井點標(biāo)高，儀器和覘標(biāo)高在觀測前后各丈量一次，兩次丈量的互差不大于4mm，取其平均值作為丈量結(jié)果。其測量工作限差：導(dǎo)線全長相對閉合差1/3000，測角中誤差±30”。同時制定相應(yīng)的定向安全技術(shù)措施2、 井下工程概況根據(jù)設(shè)計本次貫通工程，將從昌盛井下已有的巷道開口，開掘至吉祥井附近的cm1003礦塊兩井分界線

3、，由昌盛井掘出的井巷與吉祥井掘進(jìn)的巷道相向掘進(jìn)貫通。3、 地面和井下現(xiàn)有的測量控制點情況兩井地面已分別建立了近井點，但目前還沒有進(jìn)行統(tǒng)一的聯(lián)測，無法確定兩井近井點是否是統(tǒng)一了坐標(biāo)系統(tǒng)。井下原開采的巷道已測量的控制點無法與下掘的80m中段進(jìn)行聯(lián)系測量，因此只有再次從地面近井點進(jìn)行80m的定向及導(dǎo)入高程測量。一、 貫通工程測量導(dǎo)線設(shè)計及工作限差1、兩井近井點進(jìn)行地面連測建立昌盛吉祥兩井的近井點。為了建立統(tǒng)一的平面坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)，必須對兩井地面近井點進(jìn)行閉合導(dǎo)線測量。近井點的導(dǎo)線測量精度應(yīng)能滿足傳遞到井下平面控制導(dǎo)線的要求，根據(jù)地面兩井的位置及地形情況，采用導(dǎo)線聯(lián)測最為實用和經(jīng)濟。在兩井附近分別

4、建立近井點（已建立），并獨立自成一個閉合系統(tǒng)，坐標(biāo)采用原坐標(biāo)系統(tǒng)（1954北京坐標(biāo)系），標(biāo)高采用原高程系統(tǒng)（1956黃海高程系）。這里我們選擇10”級導(dǎo)線進(jìn)行閉合導(dǎo)線測量；其各項限差分別定為：一般邊長小于200m，測角中誤差±10”，導(dǎo)線全長相對閉合差1/10000。測角方法采用測回法，測回數(shù)采用1測回；距離測量采用測量平距1測回，每測回讀取2個數(shù)，取平均值；采用三角高程測量方法確定各近井點標(biāo)高，儀器和覘標(biāo)高在觀測前后各丈量一次，兩次丈量的互差不大于4mm，取其平均值作為丈量結(jié)果。作業(yè)時間選擇在晴天、成像清晰和氣象條件穩(wěn)定時進(jìn)行。測線選擇高出地面和離開障礙物1.2米以上。觀測工作結(jié)束

5、后，及時整理和檢查外業(yè)觀測記錄本，確認(rèn)記錄本中的所有計算正確、觀測成果滿足各項限差要求，方可進(jìn)行內(nèi)業(yè)計算。2、兩井井下導(dǎo)線設(shè)計及工作限差根據(jù)現(xiàn)在的開拓方式及采礦需要，從昌盛井向吉祥井方向掘進(jìn)，其中在掘進(jìn)約12m左右巷道將拐向，其拐向后掘進(jìn)約118m左右將與吉祥井掘進(jìn)的巷道相貫通。從吉祥井向昌盛井方向掘進(jìn)，其中在掘進(jìn)約13m左右巷道將拐向，其拐向后掘進(jìn)約70m左右將與昌盛井掘進(jìn)的巷道相貫通。根據(jù)以上的井巷開拓設(shè)計及其工程量與測量貫通距離，確定工程限差；采用30”導(dǎo)線進(jìn)行本次貫通測量，能滿足工程要求。其測量工作限差：導(dǎo)線全長相對閉合差1/2000，測角中誤差±30”。水平角觀測采用測回法

6、，同一測回中半測回互差40”。同一條巷道所有測點統(tǒng)一編號，并將編號明顯地標(biāo)記在測點的附近。邊長測量采用全站儀直接測量平距，每測回測量兩次，取平均值作為觀測成果。高程控制采用三角高程測量方法，每站一測回，三角高程導(dǎo)線的高程閉合差不大于±100mmR（R為導(dǎo)線長度，以公里為單位），儀器高和覘標(biāo)高在觀測結(jié)束后用5m鋼卷尺丈量，丈量要求到毫米。3、礦井聯(lián)系測量本次礦井聯(lián)系測量主要解決的問題，一是豎井定向，其任務(wù)就是確定：1) 井下經(jīng)緯儀導(dǎo)線起算邊的坐標(biāo)方位角；2) 井下經(jīng)緯儀導(dǎo)線起算點的縱橫坐標(biāo)X和Y；3) 井下確定井下標(biāo)高基點的高程H。即解決平面坐標(biāo)傳遞和高程傳遞。兩井貫通工程中的各井開拓

7、巷道的方向標(biāo)定關(guān)系到井巷在平面上的準(zhǔn)確貫通，因此要求保證井上下采用統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)。前兩項任務(wù)是通過礦井定向完成的；第三項任務(wù)是通過導(dǎo)入高程完成的。定向投點投點方法采用垂球線雙重投點法，即在投點過程中下放垂球線時，垂球的重量不大于兩公斤，當(dāng)垂球線下放到定向水平后，取下下放鋼絲時的垂球，固定定向鋼絲，掛上定向用的重垂，即20公斤以上重的垂球。穩(wěn)定垂球垂球的穩(wěn)定采用水桶方法進(jìn)行。即在掛上垂球后，在垂球下方放上水桶，然后在水桶里裝滿水，用以穩(wěn)定垂球。減小垂球的擺動幅度，盡量減少因垂球擺動給測量帶來的不利影響，連接測量在投點工作完成后，立即進(jìn)行井上下的連接測量工作。連接測量的任務(wù)是：在地面測定

8、兩垂球線的坐標(biāo)及其連線的方位角；在定向水平上，根據(jù)垂球線的坐標(biāo)及其連線的方位角來測定井下導(dǎo)線起始點的坐標(biāo)與起始邊的方位角。此次連接測量采用瞄直法，在連接點上用測回法依次測定鋼絲1和鋼絲2與井下待定點和待定邊的坐標(biāo)和方位角；距離測量采用全站儀測距，要求井下連接的角度和距離測量精度與地面測量精度一樣。高程聯(lián)系測量高程聯(lián)系測量的任務(wù)，就在于把地面的高程系統(tǒng)，通過豎井傳遞到井下高程測量的起始點上。本次高程導(dǎo)入采用兩把100m鋼尺連接的方法，測量井臺到井底馬頭門底板之間的距離。井上對準(zhǔn)鋼尺的末端，井下同時讀取鋼尺另一端讀數(shù)，一次得到全井深，并通過計算得到井下標(biāo)高。其精度控制在兩次導(dǎo)入的之差不超過1/40

9、00。貫通允許誤差參數(shù)確定：1、本次各項測量的誤差參數(shù)均根據(jù)測量規(guī)程中的限差規(guī)定求得。1）地面導(dǎo)線的測角誤差：根據(jù)規(guī)程得測角中誤差=±10”2）地面量邊誤差：按NTS-202全站儀的測距標(biāo)稱精度=±（5+5ppm）mm3）井下導(dǎo)線測角誤差：根據(jù)規(guī)程得30”級井下基本控制導(dǎo)線測角中誤差=±30”。4） 井下導(dǎo)線量邊誤差：根據(jù)Red mini2型測距儀的標(biāo)稱精度=±（5+5ppm）mm5） 地面三角高程測量誤差：按照規(guī)程限差求算四等水準(zhǔn)測量每千米的高差中誤差=±50mm6）導(dǎo)入高程誤差：按照規(guī)程限差求得一次導(dǎo)入高程的中誤差 7）井下三角高程測量誤差

10、：根據(jù)規(guī)程反算求得每公里的高差中誤差為 =±100mm。2、一井幾何定向兩井均采用一井幾何定向，在兩井內(nèi)各下兩根鋼絲如，頂中盤法擺動投點在井底選一結(jié)點后視近井點。觀測兩鋼絲，地面以10”導(dǎo)線施測連接導(dǎo)線，井下布設(shè)30”導(dǎo)線連接。一井定向的連接方法為：一井定向中投點誤差影響比較大所以應(yīng)采取一定的措施來減小投點誤差的影響，其措施有：a盡量增加兩垂球間的距離，并選擇合理的垂球線位置，盡量使兩垂球線連線方向與氣流方向一致，這樣盡管沿氣流方向的垂球線偏差可能很大，但是最危險的方向即垂直與兩垂球線連線方向的偏斜卻不大，從而可以減小投向誤差；b盡量減小馬頭門處氣流對垂球線的影響，定向時最好停止風(fēng)機

11、運轉(zhuǎn)或增設(shè)風(fēng)門，以減小風(fēng)速；c采用小半徑、高強度的鋼絲，適當(dāng)加大垂球重量，并將垂球浸入穩(wěn)定液中；d減少滴水對垂球線及垂球的影響，在淋水大的井筒，必須采取擋水措施，并在大水桶上加擋水蓋。3、一井定向的工作組織包括：a準(zhǔn)備工作l 選擇連接方案，作出技術(shù)設(shè)計；l 定向設(shè)備及用具的準(zhǔn)備；l 檢查定向設(shè)備及檢驗儀器；l 預(yù)先安裝某些投點設(shè)備和將所需用具設(shè)備等送至定向井口和井下；l 確定井上下的負(fù)責(zé)人，統(tǒng)一負(fù)責(zé)指揮和聯(lián)絡(luò)工作。b制定地面的工作內(nèi)容及順序；c制定定向水平上的工作內(nèi)容及順序；d定向時的安全措施：l 在定向過程中，應(yīng)勸阻一切非定向工作人員在井筒附近逗留；l 提升容器應(yīng)牢固停妥；l 井蓋必須結(jié)實可

12、靠地蓋好；l 對定向鋼絲必須事先仔細(xì)檢查，放提鋼絲時，應(yīng)事先通知井下，只有當(dāng)井下人員撤出井筒后才能開始；l 垂球未到井底或地面時，井下人員均不得進(jìn)入井筒；l 下放鋼絲時應(yīng)嚴(yán)格遵守均勻慢放等規(guī)定，切忌時快時慢和猛停，因為這樣最易使鋼絲折斷；l 應(yīng)向參加定向工作的全體人員反復(fù)進(jìn)行安全教育，以提高警惕。在地面工作的人員不得將任何東西掉入井內(nèi)，在井上工作的人員均應(yīng)配帶安全帶；l 定向時，地面井口自始至終不能離人，應(yīng)有專人負(fù)責(zé)井上、下聯(lián)系。4、一井定向的精度估算如下：根據(jù)規(guī)程規(guī)定及有關(guān)資料的分析 ； ； ； ； ； ； ； ； 其中，n測回數(shù)。 其中，一個測回的測角方法誤差 ；測角時儀器對中的線量誤差。

13、 其中，測角的誤差。 定向誤差： 5、井下基本控制導(dǎo)線1) 經(jīng)緯儀測距儀導(dǎo)線精度估算如下：測角誤差： 量邊誤差： 井下導(dǎo)線總誤差： 2）設(shè)起算點無誤差只有起算方向有誤差：為井下起算方向誤差 其中，各結(jié)點與終點K連線在軸上的投影長度。 此數(shù)據(jù)不能作為井下導(dǎo)線的精度分析，在此只是驗證一井幾何定向的方位角誤差對井下導(dǎo)線的精度影響。高程測量設(shè)計：1、精度估算如下：三角高程路線長R=0.21km其往返閉合差 高差中誤差：2、立井導(dǎo)入標(biāo)高測量方案本次導(dǎo)入標(biāo)高采用兩根100m鋼卷尺連接的方式，一次導(dǎo)入標(biāo)高。在井上下分別讀取鋼尺讀數(shù)，量的井筒全深。用井臺標(biāo)高減去井筒全深，得到井下高程測量起算點標(biāo)高。井下三角高

14、程測量方案：井巷光電測距和經(jīng)緯儀高程法量邊誤差: 測傾角誤差: =6mm 量儀器高的誤差: 三角高程總誤差： 誤差預(yù)計1、通相遇點K在水平重要方向的誤差預(yù)計1）近井點的誤差影響地面采用30”導(dǎo)線控制，因此只有邊長誤差影響最大 其中，近井點之間邊長誤差。 其中， 固定誤差；b比例誤差；S邊與貫通重要方向之間夾角。2）定向誤差影響 3）井下控制導(dǎo)線誤差影響測角誤差 : 量邊誤差： 井下導(dǎo)線總誤差： 4）貫通相遇點K在水平重要方向的總誤差 2、貫通相遇點K在豎直方向的誤差預(yù)計導(dǎo)入高程誤差影響三角高程誤差影響量邊誤差: 測傾角誤差 =5mm 量儀器高的誤差: 三角高程總誤差： 通相遇點K在豎直方向的總

15、誤差 以上計算說明該貫通巷道在水平和豎直方向上的誤差預(yù)計，均小于允許偏差的要求，則本設(shè)計所采用的方案在精度上可行能滿足貫通工程規(guī)定的要求。實施貫通測量方案步驟根據(jù)-80m運輸巷的貫通工程施工情況和我公司測量儀器，設(shè)備及技術(shù)條件在實施貫通測量方案時決定采用以下步驟進(jìn)行。 1)調(diào)查了解待貫通井巷的實際情況，根據(jù)貫通的容許偏差，選擇合理的測量方案與測量方法。對該貫通工程編制貫通測量設(shè)計書，進(jìn)行貫通測量誤差預(yù)計，以驗證所選擇的測量方案，測量儀器和方法的合理性。2）依據(jù)選定的測量方案和方法，進(jìn)行施測和計算，每一施測和計算環(huán)節(jié)，均須有獨立可靠的檢核，并要將施測的實際測量精度與原設(shè)計書中要求的精度進(jìn)行比較。

16、若發(fā)現(xiàn)實測精度低于設(shè)計中所要求的精度時，應(yīng)當(dāng)分析其原因，采取提高精度的相應(yīng)措施，否則返工重測。3）根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)計算貫通巷道的標(biāo)定幾何要素，并實地標(biāo)定巷道的中線和腰線。4）根據(jù)掘進(jìn)巷道的需要，及時延長巷道的中線和腰線，定期進(jìn)行檢查測量和填圖，并按照測量結(jié)果及時調(diào)整中線和腰線。貫通測量導(dǎo)線的最后幾個測站點必須牢固埋設(shè)。最后一次標(biāo)定貫通方向時，兩個相向工作面之間的距離不得小于30m。當(dāng)兩個掘進(jìn)工作面之間的距離在剩下1520m，測量負(fù)責(zé)人應(yīng)以書面形式報告公司技術(shù)負(fù)責(zé)人以及安全檢查和施工區(qū)隊等有關(guān)部門。5）巷道貫通之后，應(yīng)立即測量出實際的貫通偏差值，并將兩端的導(dǎo)線連接起來，計算各項閉合差。此外，還應(yīng)對最

17、后一段巷道的中線和腰線進(jìn)行調(diào)整。貫通測量中應(yīng)注意的問題 1、注意原始資料的可靠性，起算數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確無誤。使用地面控制點的資料時，必須對原點的精度.控制點位是否受到采動影響等了解清楚，必要時應(yīng)實地進(jìn)行檢查測量。對于地面控制點和井下測量起始點，務(wù)必查明確無破壞和位移后方能使用。對于工程設(shè)計的資料，特別是巷道的方位，坐標(biāo)，距離，高程，坡度等，要進(jìn)行認(rèn)真的檢核。2、各項測量工作都要有可靠的獨立檢核。要進(jìn)行復(fù)測復(fù)算，嚴(yán)防產(chǎn)生粗差。對于貫通工程，在進(jìn)行復(fù)測時，應(yīng)盡可能換人觀測和計算，條件允許時，最好換用測量儀器和工具，復(fù)測合格后方可施工。3）貫通工程精度要求很高。要采取提高精度的相應(yīng)措施。例如，設(shè)法提高定

18、向測量的精度；在施測導(dǎo)線時，要盡可能增大導(dǎo)線邊長，并用光電測距儀量邊。對井下邊長較短的測站，要設(shè)法提高儀器的對中精度，如采取防風(fēng)措施，采用光學(xué)對中，加大垂球的重量，增加重新對中的次數(shù)，或者采用三架法測量。斜巷中測角要注意儀器整平的精度，并考慮全站儀的豎軸的傾斜改正。4）對施測結(jié)果要及時進(jìn)行精度分析，并與原誤差預(yù)計的精度要求進(jìn)行比較，各個環(huán)節(jié)都不能低于原精度要求，必要時要進(jìn)行返工重測。5）利用測量成果計算標(biāo)定要素時，注意不要抄錯或用錯已知數(shù)據(jù)資料。實地標(biāo)定時，注意不要用錯測點。井下測點的標(biāo)志編號要醒目、清晰。6）貫通巷道掘進(jìn)過程中，要及時進(jìn)行測量和填圖，并根據(jù)測量成果及時調(diào)整巷道掘進(jìn)的方向和坡度等。三、定向安全技術(shù)措施為保證該項工程的順利進(jìn)行，以及確保參加人員和設(shè)備的安全及使用，現(xiàn)制定如下措施，望有關(guān)人員遵照執(zhí)行。（一）地面工作內(nèi)容及順序1、 將參加定向一人送到井下定向水平；2、 將提升容器可靠地固定，固定位置應(yīng)高于定向絞車；3、 蓋上井蓋和安裝絞車；4、 拴上一定重量的礦石和下放鋼絲；5、 固定鋼絲；6、 測量角度和丈量邊長。（二）井下工作內(nèi)容和順序1、 定向一人到達(dá)井下后，首先與井上人員用對講機進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，以保證通訊暢通；2、 下放鋼絲時井下定向人員應(yīng)四時刻注意鋼絲，待鋼絲下放到定向水平后，及時聯(lián)絡(luò)井上人員停止下放鋼絲；3、 掛上重錘，保證重錘和鋼絲