大型貫通測量設(shè)計

1、目錄前言11蘆北礦區(qū)概況21.1 區(qū)域構(gòu)造位置以及特征21.2 井田構(gòu)造特征22貫通測量概述32.1 貫通測量32.2 井巷貫通允許偏差和誤差預(yù)計參數(shù)42.2.1 貫通允許偏差的確定42.2.2 貫通測量誤差預(yù)計43第一貫通方案83.1 貫通測量方法83.2 貫通誤差預(yù)計113.3 減小誤差措施144第二貫通方案154.1 貫通測量方法154.1.1 平面控制測量方案：154.1.2 地下控制測量方案174.1.3 礦井聯(lián)系測量方案174.1.4 地面及井下高程控制測量方案194.1.5 導(dǎo)入高程方案194.2 貫通誤差預(yù)計194.2.1 地面采用GPS布網(wǎng)時的貫通誤差194.2.2 地下控制

2、方案205最優(yōu)方案的選擇245.1 在平面控制方面245.2 在井下控制方面246結(jié)論和建議26致謝錯誤!未定義書簽。參考文獻(xiàn)27遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）前言貫通測量，尤其是大型巷道貫通測量是礦山測量工作的一項重要工作，貫通工程質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到整個礦井的建設(shè)、生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益，為了加快礦井的建設(shè)速度、縮短建井周期、保證正常的生產(chǎn)接替和提高礦井產(chǎn)量，經(jīng)常采用多井口或多頭掘進(jìn)，這樣就會出現(xiàn)兩井間或井田的長距離巷道貫通測量，所以兩井間貫通測量就成為了礦井生產(chǎn)中必不可少的一項工作4。近50年來，隨著電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、光機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展，測繪儀器制造也得到了長足進(jìn)展，具高科技產(chǎn)品代

3、表之一就是電子全站儀。全站儀是當(dāng)前比較流行，也比較實用的測繪儀器。應(yīng)用全站儀與傳統(tǒng)的科技手段和地質(zhì)勘探技術(shù)理論相結(jié)合，在礦山勘探、設(shè)計、開發(fā)和生產(chǎn)運(yùn)營的各個階段，對礦區(qū)地面和地下的空間、資源和環(huán)境信息進(jìn)行采集、存儲、處理、顯示、利用，將極大地提高資源勘探的效率，降低成本，減少人力物力，使礦區(qū)開采更加有效地進(jìn)行。國際上礦山測量儀器正向著多功能、小型化、數(shù)字化和全自動化方向發(fā)展。目前國內(nèi)外兩井貫通理論比較成熟，兩井間貫通必須遵循以下原則：1 .在確定測量方案和方法時，應(yīng)保證貫通所必須得精度，過高和過低得精度要求都是不可取得。2 .對完成得測量和計算工作均要有客觀得檢查，如：進(jìn)行不少于兩次獨(dú)立測量；

4、計算由兩人分別進(jìn)行或采取不同得方法，不同計算工具等。在此，我們做了產(chǎn)北礦兩井貫通測量。礦井的順利貫通加快了了礦井的建設(shè)速度，縮短了建井的周期、保證了正常的生產(chǎn)交替并且提高了礦井的年產(chǎn)量?？叼ǔ桑禾J北礦兩井貫通測量方案設(shè)計與精度估算1蘆北礦區(qū)概況產(chǎn)北礦是由陽煤集團(tuán)投資新建的大型現(xiàn)代化礦井，該礦區(qū)位于陽泉市一期總體規(guī)劃區(qū)的東北部。該礦距離陽泉市區(qū)約28公里，建設(shè)規(guī)模為年產(chǎn)原煤300萬噸，總投資約15億元人名幣，煤礦工業(yè)廣場占地400畝，井田面積20.02平方公里，探明的資源儲量為2.0845億噸，礦井服務(wù)年限為52年，建設(shè)周期為2年。產(chǎn)北礦井田位于山西省昔陽縣境內(nèi)，井田地理坐標(biāo)為東經(jīng)113o331

5、13o40,北緯37o3037o39,井田含地層為石炭系（海陸交互相含煤建造）本溪組，上石炭系太原組和下二疊系（陸相沉積）山西組，其主要含煤地層為太原組、山西組。含煤6-19層。1.1 區(qū)域構(gòu)造位置以及特征產(chǎn)北井田區(qū)域構(gòu)造位于沁水坳陷的東北邊緣北段，太行山隆起之西翼?；緲?gòu)造形態(tài)為走向北北西，向南西西向傾斜的單斜構(gòu)造。在此單斜又發(fā)育次一級呈“S、反S型的波狀褶曲影響可達(dá)20度以上。斷層、褶曲軸向為北東，少數(shù)為北西。陷落柱較發(fā)育。1.2 井田構(gòu)造特征產(chǎn)北井田構(gòu)造處于陽泉礦區(qū)地層走向由北西向南北方向的轉(zhuǎn)折地帶，先后經(jīng)過三次應(yīng)力的作用。先期為南北向的擠壓應(yīng)力，其后是東西向的擠壓壓力作用，后期為南北向

6、的扭動應(yīng)力作用。三次力的作用一次比一次強(qiáng)烈，每次都兼有南北方向的扭動，因而它的構(gòu)造形態(tài)表現(xiàn)出雙重性。井田東部的斷層、褶曲主要表現(xiàn)為南北向特征；井田中不、西部的斷層、褶曲又主要表現(xiàn)為東西向特征。總體上，全井田為走向北西向南西向傾斜的單斜構(gòu)造。次一級的褶曲大多為北東向，少數(shù)為北西和南北向。斷層主要密集于東部。遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)2貫通測量概述2.1貫通測量采用兩個或多個相向或同向的掘進(jìn)工作面分段掘進(jìn)巷道，使其按設(shè)計要求在預(yù)定地點(diǎn)彼此結(jié)合，叫做巷道貫通。在煤礦開采過程中，貫通測量是礦井建設(shè)發(fā)展的重要一環(huán)。由于貫通測量工作涉及地面和井下，不但要為礦山生產(chǎn)建設(shè)服務(wù)，也要為安全生產(chǎn)提供信息，以

7、供管理者做出安全生產(chǎn)決策。貫通測量的任何疏忽都會影響生產(chǎn)，甚至可能導(dǎo)致事故的發(fā)生。因此，貫通測量是一項非常重要的測量工作，測量人員所肩負(fù)的責(zé)任是十分重大的。如果因為貫通測量過程中發(fā)生錯誤而導(dǎo)致巷道未能正確貫通，或貫通后結(jié)合處的偏差值超限，都將影響巷道質(zhì)量，甚至造成巷道報廢，人員傷亡等嚴(yán)重后果，在經(jīng)濟(jì)和時間上給國家造成重大的損失。因此，要求測量人員一絲不茍，嚴(yán)肅認(rèn)真對待貫通測量工作。貫通測量工作中一般應(yīng)當(dāng)遵循下列原則：(1)要在確定測量方案和測量方法時，保證貫通所必須的精度，既不能因精度過低而使巷道不能正確貫通，也不能因盲目追求過高精度而增加測量工作量和成本。(2)對所完成的每一步測量工作都應(yīng)當(dāng)

8、有客觀獨(dú)立的檢查校核，尤其要杜絕粗差。貫通測量工作的主要任務(wù)包括：根據(jù)貫通巷道的種類和允許偏差，選擇合理的測量方案和測量方法。重要貫通工程，要進(jìn)行貫通測量誤差預(yù)計。根據(jù)選定的測量方案和測量方法進(jìn)行各項測量工作的施測和計算，以求得貫通導(dǎo)線最終點(diǎn)的坐標(biāo)和高程。各種測量和計算都必須有可靠的檢核對貫通導(dǎo)線施測成果及定向精度進(jìn)行必要的分析，并與誤差估算時所采用的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行比較。若實測精度低于設(shè)計的要求，則應(yīng)重測。根據(jù)求得的有關(guān)數(shù)據(jù)，計算貫通巷道的標(biāo)定幾何要素，并實地標(biāo)定貫通巷道的中線和腰線根據(jù)掘進(jìn)工作的需要，及時延長巷道的中線和腰線。定期進(jìn)行檢查測量和填圖，并根據(jù)測量結(jié)果及時調(diào)整中線和腰線。巷道貫通后

9、，應(yīng)立即測量貫通實際偏差值，并將兩邊的導(dǎo)線連接起來，計算各項閉3康皎成：蘆北礦兩井貫通測量方案設(shè)計與精度估算合差。還應(yīng)對最后一段巷道的中腰線進(jìn)行調(diào)整。重要貫通工程完成后，應(yīng)對測量工作進(jìn)行精度分析，作出技術(shù)總結(jié)。2.2 井巷貫通允許偏差和誤差預(yù)計參數(shù)2.2.1 貫通允許偏差的確定井巷貫通一般分為一井內(nèi)巷道貫通、兩井之間的巷道貫通和立井貫通3種類型。凡是由一條導(dǎo)線起算邊開始，能夠敷設(shè)井下導(dǎo)線到達(dá)貫通巷道兩端的，均屬于一井內(nèi)的巷道貫通。兩井間的巷道貫通，是指在巷道貫通前不能由一條起算邊向貫通巷道的兩端敷設(shè)井下導(dǎo)線，而只能由兩個井口，通過地面聯(lián)測、聯(lián)系測量，再布設(shè)井下導(dǎo)線到待貫通巷道兩端的貫通。立井貫

10、通主要包括從地面及井下開鑿的立井貫通和延深立井時的貫通1。貫通巷道接合處的偏差值，可能發(fā)生在3個方向上：(1) 水平面內(nèi)沿巷道中線方向上的長度偏差。(2) 水平面內(nèi)垂直于巷道中線的左、右偏差x。(3) 豎直面內(nèi)垂直于巷道腰線的上、下偏差h以上三種偏差中，第一種偏差只對貫通在距離上有影響，對巷道質(zhì)量沒有影響；后兩種偏差x和h對于巷道質(zhì)量有直接影響，所以又稱為貫通重要方向的偏差。井巷貫通的允許偏差值，主要根據(jù)工程的需要，按井巷的種類、用途、施工方法及測量工作所能達(dá)到的精度確定。在一般情況下可以采用如下數(shù)值：平巷或斜巷貫通時，平巷或斜巷貫通式，中線間的允許偏差可采用0.3-0.5m,腰線問的允許偏差

11、值可采用0.2m。立井貫通時，全斷面開鑿井同時砌永久井壁，井筒中心間的允許偏差可采用0.1m,小斷面開鑿時，可采用0.5m。立井貫通全斷面掘砌，并在被保護(hù)巖柱之前預(yù)安罐梁罐道時，井筒中心間允許偏差可采用0.015-0.03m。2.2.2 貫通測量誤差預(yù)計井巷貫通工程的質(zhì)量對礦井建設(shè)和生產(chǎn)有重大影響，因此必須按規(guī)程規(guī)定，認(rèn)真進(jìn)行設(shè)計和精心組織工程施工遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)對于大型貫通工程最好采用以下方法：(1) 采用光電測距導(dǎo)線建立地面獨(dú)立控制。(2) 采用陀螺全站儀進(jìn)行礦井定向(3) 井下貫通導(dǎo)線應(yīng)合理地加測陀螺定向邊，并進(jìn)行平差。2.3 兩井間巷道貫通誤差預(yù)計參數(shù)(1)測量誤差引起

12、貫通相遇點(diǎn)K在水平重要方向上的誤差預(yù)計公式地面控制采用萊卡精密導(dǎo)線測量方案時的誤差預(yù)計公式測角誤差的影響M?上=M-qf(2-1)量邊誤差的影響Mximm12tcos2(2-2)或Mxi上22icos2b2Lj(2-3)式中m上一一地面導(dǎo)線測角中誤差；Ryi一各導(dǎo)線點(diǎn)與K點(diǎn)連線在y軸上的投影長度m一一導(dǎo)線量邊誤差；L導(dǎo)線邊長；Lx兩定向連接點(diǎn)的連線在x軸上的投影長度；上一一地面導(dǎo)線量邊偶然誤差系數(shù)；b一一地面導(dǎo)線量邊系統(tǒng)誤差系數(shù)；各導(dǎo)線x軸之間的夾角。定向誤差引起K點(diǎn)在x軸上的誤差預(yù)計公式1Mx0ma0Ry0(2-4)式中m。一一定向誤差，即井下導(dǎo)線起算邊的坐標(biāo)方位角中誤差；Ry0井下導(dǎo)線起算

13、點(diǎn)與K點(diǎn)連線在y軸上的投影長度。井下導(dǎo)線測量誤差引起K點(diǎn)在x軸上的誤差預(yù)計公式測角誤差的影響：Mx下=RH(2-5)式中m?下井下導(dǎo)線測角中誤差;康皎成：蘆北礦兩井貫通測量方案設(shè)計與精度估算Ry下一一井下導(dǎo)線各點(diǎn)與K點(diǎn)連線在y軸上的投影長度。若導(dǎo)線獨(dú)立測量n次，則n次測量平均值的影響為：(2-6)量邊誤差的影響：Mxit=.m2iicos2i式中mii為井下光電測距的兩邊誤差i為導(dǎo)線各邊與x軸的夾角各項誤差引起k點(diǎn)在x軸上的總中誤差預(yù)計公式Mk=，Mji上M2上M20M2下M/如果以上觀測都獨(dú)立進(jìn)行兩次的話那么(2-7)(2-8)Mk二工jMxi上22Mx上2Mx02Mx下2Mxi下2(2-9

14、)(2)測量誤差引起貫通相遇點(diǎn)K在高程上的誤差預(yù)計公式地面水準(zhǔn)測量誤差引起K點(diǎn)在高程上的誤差預(yù)計公式規(guī)程規(guī)定，井口水準(zhǔn)點(diǎn)的高程測量，應(yīng)按地面四等水準(zhǔn)測量的精度要求施測。四等水準(zhǔn)支導(dǎo)線往返測的高程平均值的中誤差為5:M上=10vT(mm)(2-10)式中L下一水準(zhǔn)線路白單程長度，km導(dǎo)入高程誤差引起K點(diǎn)在高程上的誤差預(yù)計公式Mo二h2.2(2-11)式中h為兩次獨(dú)立導(dǎo)入高程的互差。規(guī)程規(guī)定h一；h為井筒深度8000井下水準(zhǔn)測誤差引起K點(diǎn)在高程上的誤差預(yù)計公式a.按單位長度高差中誤差估算：M=mh0JR(2-12)式中mho下一單位長度高差中誤差，系按實測資料求得的數(shù)值；R下一水準(zhǔn)路線的長度，km

15、b.按下表的精度要求估算:遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)表2-1井下四等水準(zhǔn)誤差表Tab.2-1Undergroundlevelserrorstable水準(zhǔn)支線往返測量的高差不符值(mm閉、附和路線的高程允許閉合差(mm50,R50,L井下水準(zhǔn)測量的允許閉合差為50Jr(mm,所以一次(單程)獨(dú)立測量的中誤差為:Mh=R18(R(mm)(2-13)2、2式中R水準(zhǔn)路線的長度，km若進(jìn)行n次獨(dú)立測量，則n次測量平均值的中誤差為：_Mh=Mh(2-14)n斜巷中高程測量引起的誤差，按規(guī)程規(guī)定的限差推算，一次測量的高程中誤差為：Mh=504(2-15)各項誤差引起K點(diǎn)的高程上的總中誤差預(yù)計公式Mk

16、=mM:上Mh0M2M2(2-16)康皎成：蘆北礦兩井貫通測量方案設(shè)計與精度估算3第一貫通方案3.1貫通測量方法在地面兩個近井點(diǎn)選用GTS-102N全站儀進(jìn)行測量，依據(jù)煤礦測量規(guī)程、三角高程測量規(guī)范，確定貫通容許誤差為：垂直方向土0.20m,水平方向土0.5m(1)平面控制測量方案：地面控制網(wǎng)是地下工程特別是礦井貫通工程正確性的基礎(chǔ)。地面控制測量的基本任務(wù)是根據(jù)地下工程特點(diǎn)和需要，在地面布設(shè)一定形狀的控制網(wǎng)，并精密測定其地面位置。地面控制測量的目的是為了控制全局，限制測量誤差的傳遞和積累，保障測量工作的相對精度網(wǎng)。施測方法：我們使用的是導(dǎo)線網(wǎng)，把導(dǎo)線布設(shè)成網(wǎng)形或閉合環(huán)形。5復(fù)測導(dǎo)線，施測等級四

17、等，使用儀器為智能型全站儀，作業(yè)限差按照7經(jīng)緯儀導(dǎo)線的限差來進(jìn)行7o(2)地下控制測量方案：由于是在井下巷道中測量，所以不能像地面那樣布置成三角或三邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)，智能設(shè)立導(dǎo)線或?qū)Ь€網(wǎng)作為井下平面測量控制。所以，井下平面控制測量實際上就是導(dǎo)線測量，我們采用和井上控制測量相同的方法來進(jìn)行井下平面控制測量。(3)礦井聯(lián)系測量方案：為了將地面坐標(biāo)導(dǎo)入井下，我們在主副井之間采用兩井定向，具體做法如下：地面設(shè)立連接點(diǎn)I、H、近井點(diǎn)K,通過聯(lián)系測量將地面的平面坐標(biāo)、方位角及高程傳遞到井下永久點(diǎn)上，作為井下控制測量起始數(shù)據(jù)。井口水準(zhǔn)基點(diǎn)的高程測量，按四等水準(zhǔn)測量的精度要求測設(shè)。作業(yè)限差如表3所示。表3-1水平

18、方向觀測要求及限差表Tab.3-1HorizontalobservationrequirementsandTolerance同一方向光學(xué)測微半測回歸一測回內(nèi)值各測回等級儀器類型觀測方法測回數(shù)兩次重合零差2c互差互差讀數(shù)之差四等J2方向938139聯(lián)系測量的具體做法如下圖所示：遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)圖3-2兩井定向小意圖Fig.3-2Twowellsdirectionalmap在兩個立井個懸掛一根垂球線A和B,由地面控制點(diǎn)布設(shè)導(dǎo)線測定兩垂球線A、B的坐標(biāo)，內(nèi)業(yè)計算時，首先由地面測量結(jié)果求出兩垂球線的坐標(biāo)，xa、yA、xb、yB,并計算出AB連線的坐標(biāo)方位角AB和長度Cab,yByAab

19、arctan(3-1)xbxaCab、xab2yAB2(3-2)因地下定向水平的導(dǎo)線構(gòu)成無定向?qū)Ь€，為解算出地下個點(diǎn)的坐標(biāo)，假設(shè)A為假定坐標(biāo)系的原點(diǎn)，A1邊位假定坐標(biāo)縱軸X軸方向，由此可計算出地下各點(diǎn)在假定坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，并求出A、B連線在假定坐標(biāo)系中的坐標(biāo)方位角AB及長度Cab,即AB=arctan也白引XBCab，(xb)2(yB)2(3-4)HcCAB(CAB-Rc)(3-5)式中H-一豎井深度康皎成：蘆北礦兩井貫通測量方案設(shè)計與精度估算R地球的平均曲率半徑。C應(yīng)小于地面和地下連接測量中誤差的2倍。則A1=ABAB依此可重要計算出地下各點(diǎn)的坐標(biāo)，由于測量誤差的影響，地下求出的B點(diǎn)坐標(biāo)與地

20、面測出的B點(diǎn)坐標(biāo)存有差值。如果其相對閉合差符合測量所要求的精度時，可進(jìn)行分配，因地面連接導(dǎo)線精度較高，可將坐標(biāo)增量閉合差按邊長或坐標(biāo)增量成比例反號分配給地下導(dǎo)線各坐標(biāo)增量上。最后計算出地下各點(diǎn)的坐標(biāo)。風(fēng)井聯(lián)系測量，我們采用了一井定向的方法。具體方法類似兩井定向方法，不同之處在與一井定向采用一井內(nèi)投入鋼絲。(4)地面及井下高程控制測量方案：井下高程控制分為I級和II級控制，I級控制是為了建立井下高程測量的首級控制，其精度較高，基本上能滿足貫通工程在高程方面的精度要求，R級水準(zhǔn)測量的精度較低，作為I級水準(zhǔn)點(diǎn)的加密控制，主要是為了滿足礦井生產(chǎn)的需要。操作方法：利用全站儀進(jìn)行四等測三角高程進(jìn)行。施測前

21、必須對所使用的儀器進(jìn)行檢校，檢校完后將儀器架在測站上，中絲法對向觀測三測回。井下高程測量使用的儀器、工具與地面高程測量基本一樣，測量等級：五等電磁波測距三角高程。(5)井下導(dǎo)線高程測量方案：因為blL25屬于斜巷，所以我們采用三角高程測量，因為L25-L1屬于平巷，所以我們采用傳統(tǒng)水準(zhǔn)測量。(6)導(dǎo)入高程方案：為使地面與地下建立統(tǒng)一的高程系統(tǒng)，應(yīng)通過斜井、平碉或豎并將地面高程傳遞到地下巷道中，該測量工作稱為高程聯(lián)系測量(也可稱為導(dǎo)入高程)。因為是立井，所以我們才用的是長鋼尺法導(dǎo)入高程。具體方法如下：將經(jīng)過檢定的鋼尺掛上重錘(其重力應(yīng)等于鋼尺檢定時的拉力)，自由懸掛在井中。分別在地面與井下安置水

22、準(zhǔn)儀，首先在A、B點(diǎn)水準(zhǔn)尺上讀取讀數(shù)a、b,然后在鋼尺上讀數(shù)mn(注意，為了防止鋼絲上下彈動產(chǎn)生讀數(shù)誤差，地面與地下應(yīng)同時在鋼尺上讀數(shù))，同時測定地面、地下的溫度t上和t下。由此可求得B點(diǎn)高程：HbHa(mn)(ba)li(3-6)式中l(wèi)為鋼尺改正數(shù)總和(包括尺長改正、溫度改正、自重伸長改正)。其中鋼尺溫度改正計算時，應(yīng)采用井上下實測溫度的平均值。鋼尺自重伸長改正計算公式為:(3-7)l(l-10E210遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)式中l(wèi)鋼尺長度，l=m-nl鋼尺懸掛點(diǎn)至重錘端點(diǎn)間長度，即自由懸掛部分的長度；r鋼尺的密度，r=7.8g/cm3E-一鋼尺的彈性模量，一般取為2106kg/m2

23、當(dāng)鋼尺懸掛重量與鋼尺檢定時的拉力不相同的話，還應(yīng)加入拉力改正3.2 貫通誤差預(yù)計因為我們測量采用的是GTS-102皿站儀進(jìn)行測量，它的測角中誤差m為2，測距精度為土(2mm+2PpmD)m.s.e.(1)貫通相遇點(diǎn)K在水平重要方向x上的誤差預(yù)計：地面光電測距導(dǎo)線的測角和測邊誤差引起K在x軸上的誤差預(yù)計：根據(jù)該礦300條導(dǎo)線4個測回的實測資料分析：取測角中誤差m上=5.0測角誤差的影響：M?上=嘰*IRV=5.0XJ37961287=5.0X6161=0.149m206265206265因為進(jìn)行的是兩次獨(dú)立測量所以測角誤差的影響0149一一M?平上=0149=0.105m測邊誤差的影響地面量邊誤

24、差：按導(dǎo)線平均邊長500m按我們使用的GTS-102Nr站儀的測距標(biāo)稱精度取ml上=0.002+2X106X500=土3mm具體的導(dǎo)線與X軸之間的角列表如下：為了避免圖紙的混亂，我們沒有在圖上進(jìn)行標(biāo)出，我們在下表列出：11康皎成：蘆北礦兩井貫通測量方案設(shè)計與精度估算表3-3導(dǎo)線與X軸之間的夾角以及余弦值Tab.3-3ConductorsandtheanglebetweentheXaxisandthecosine編號cosKS11600914-0.940S1S21800000-1S2S31952601-0.964S3s41500926-0.866S4s1974522-0.952S5s616223

25、45-0.954S6s71025147-0.225S7S8960107-0.105S8s91004704-0.187S9S10811103-0.156S10S11960918-0.105S12S136433350.431S13D33552270.914由上表可計算出：量邊誤差引起的K點(diǎn)在x方向上的誤差大小為:Mxl上Vmcos2=，91066.532=0.008m因為進(jìn)行的是兩次獨(dú)立測量，所以Mxl上平=0008=0.006m%2定向誤差引起K點(diǎn)在x軸上的誤差預(yù)計：主副井兩井獨(dú)立兩次定向平均值的誤差所引起的K點(diǎn)的誤差11111c1八Mx0風(fēng)mmaoRy0主32261.82550.028m222

26、06265井下導(dǎo)線測量誤差引起K點(diǎn)在x軸上的誤差（角度獨(dú)立測量兩次）m?下一一井下導(dǎo)線測角中誤差，我們這里取7測角誤差:12遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）Mx下7206265、2,85707295=0.222m量邊誤差的影響：按導(dǎo)線平均邊長200m根據(jù)儀器白標(biāo)稱精度m下=0.002+2X10-6D42.4mmMxi下=一22mlicosi=0.008m因為進(jìn)行的是兩次獨(dú)立測量所以算術(shù)平均值的中誤差為:Mxl下=0.008=0.006m.2各項誤差引起K點(diǎn)在x軸上的總中誤差預(yù)計公式Mk=；MXi上M2上M20M2下Ml下=0.00620.10520.02820.22220.0062=0.247

27、m貫通在水平重要方向x上的預(yù)計誤差（取2倍的中誤差）MXkZMyk20.2470.494mxk（2）測量誤差引起貫通相遇點(diǎn)K在高程上的誤差預(yù)計公式按規(guī)程限差反算四等水準(zhǔn)測量每1km的高差中誤差作里上=20_=7mm2.2地面水準(zhǔn)測量誤差引起的K點(diǎn)高程誤差。即MH上=侏里上網(wǎng)0.007/6.80.018m導(dǎo)入高程引起的K點(diǎn)高程誤差。即MH0M=H180002,2450180002.20.020mMH0=H_1=8000癡2600_1=80002720.027m井下三角高程測量引起的K點(diǎn)高程誤差MHa=g里三瓦0.0327670.08m貫通在高程上的中誤差（以上各項高程測量均獨(dú)立進(jìn)行兩次）13康皎

28、成：蘆北礦兩井貫通測量方案設(shè)計與精度估算Mhk平3m2H上+M2H0風(fēng)+M2H0主+M2H三=0.063m2貫通在高程上的誤差預(yù)計。即Mhk預(yù)=2Mhk平=20.063=0.126m(4)高程測量的誤差主要來源于三角高程測量誤差和高程導(dǎo)入所造成的，三角高程測量誤差主要靠細(xì)心，比如用望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)時要瞄準(zhǔn)中心，水準(zhǔn)管的氣泡要居中，在巷道中測量時鏡站的照明要好。而高程導(dǎo)入誤差的主要來源有：氣流對垂球線和垂球線的作用滴水對垂球線的影響鋼尺的彈性作用垂球線的擺動面和標(biāo)尺面不平行垂球線的附生擺動3.3 減小誤差措施為了減小誤差，我們采取了以下措施：(1)盡量增大兩垂球線間的距離，并選擇合理的垂球線位置。例如

29、使兩垂球線連線方向盡量與氣流方向一致。這樣盡管沿氣流方向的垂球線傾斜可能較大，但是最危險的方向(即垂直于兩垂球線連線方向)上的傾斜卻不大，因而可以減少投向誤差。(2)適當(dāng)加大垂球重量，這樣可以減小晃動(3)擺動觀測時，垂球線擺動的方向應(yīng)盡量與標(biāo)尺平行，并適當(dāng)增大擺幅，但不宜超過100mm根據(jù)相關(guān)規(guī)程，要求貫通在水平方向上的誤差小于0.5m,在高程方向上的誤差小于0.2m,所以第一套預(yù)計方案滿足要求，但是精度較差.14遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)4第二貫通方案4.1 貫通測量方法4.1.1 平面控制測量方案:(1)施測方法：采用GPS!行平面控制。下面我們就介紹一下用GPSW型控制的特點(diǎn)：G

30、PSM量的特點(diǎn)是對點(diǎn)間的邊長沒有限制，也不要求兩點(diǎn)間通視，而且點(diǎn)位精度均勻。它與常規(guī)方法相比，具有很大的優(yōu)越性和靈活性，適合各種地下工程的地面控制測量，尤其適合山嶺地區(qū)大型隧道和跨河，跨海隧道的地面控制測量。(2)網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)滿足一定的精度要求合理地確定施測精度標(biāo)準(zhǔn)，既能保證當(dāng)前工程的需要，又留有適當(dāng)?shù)挠嗟?，同時考慮今后其他工程的可能需要，以便節(jié)省人力、物力，提案高工作效益，加快施測進(jìn)度。(3)遵循統(tǒng)一的測量規(guī)范、按等級標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計和作業(yè)GPSM量定位速度快、相對定位精度高、工作時間短、效益好，是現(xiàn)代的測量方法，必須遵循統(tǒng)一的測量規(guī)范，按等級標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計和作業(yè)。國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的全球定位系統(tǒng)(GPS測

31、量規(guī)范中，GP戮其精度劃分為六個等級，見下表15康皎成：蘆北礦兩井貫通測量方案設(shè)計與精度估算表4-1GPS測量等級劃分Table.4-1GPSgradeclassification固te誤差/mmAA30.01A50.1B81C105D1010E1020工程控制網(wǎng)一般屬D級或E級，相當(dāng)于國家三等網(wǎng)和四等網(wǎng)。GPSJ布設(shè)時，除了聯(lián)測測區(qū)內(nèi)高級GPS點(diǎn)外，不必按常規(guī)測量方式逐級布網(wǎng)，可根據(jù)實際需要，采用相應(yīng)的等級規(guī)定一次完成全網(wǎng)的布點(diǎn)和施測。當(dāng)測區(qū)內(nèi)無高級GPS點(diǎn)時，可與測區(qū)內(nèi)或附近的國家大地控制點(diǎn)連測。(4)網(wǎng)形設(shè)計GPS形設(shè)計是施測方案的基礎(chǔ)，它側(cè)重考慮如何檢核GP繳據(jù)質(zhì)量和保證點(diǎn)位精度。為了

32、檢核GPSR據(jù)質(zhì)量，GPSJ應(yīng)當(dāng)構(gòu)成閉合環(huán)狀。閉合環(huán)有同步環(huán)和異步環(huán)之分。兩臺接收機(jī)同時觀測相同的衛(wèi)星，所得同步觀測資料可以解算出兩站之間的一條基線響亮，將不同時段觀測的各基線構(gòu)成的閉合環(huán)叫做異步環(huán)。3臺接收機(jī)同時觀測相同的衛(wèi)星，所得的同步觀測資料解算出3個基線響亮構(gòu)成三角形同步環(huán)路，其中只有兩條是獨(dú)立的，一般用K臺接收機(jī)同步觀測時，可解算出k(k-1)/2條基線響亮，其中只有k-1條是獨(dú)立的。同樣，由若干條獨(dú)立基線構(gòu)成的閉合環(huán)也叫異步環(huán)。同步環(huán)中由各基線向量構(gòu)成的坐標(biāo)閉合差之和等于零，否則基線解算結(jié)果有粗差。測量中通常用增加多條觀測或附加條件的方法，采用最小二乘法進(jìn)行平差，以提高點(diǎn)位的精度并

33、增加其可靠性。由獨(dú)立基線構(gòu)成的閉合環(huán)或增加觀測的時段數(shù)都可產(chǎn)生多余觀測。多余觀測數(shù)的計算是由獨(dú)立基線數(shù)減去待定點(diǎn)數(shù)。設(shè)計中總的觀測點(diǎn)為解用k臺接收機(jī)，在各點(diǎn)做n次觀測，則同步觀測的次數(shù)16遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)s=mn/k,獨(dú)立基線向量數(shù)b=(k-1)s=(k-1)mn/k.布設(shè)GP即時應(yīng)當(dāng)由異步閉合構(gòu)成區(qū)域性的子環(huán)路，然后由若干子環(huán)路在構(gòu)成覆蓋整個測區(qū)閉合的網(wǎng)環(huán)路。每個子環(huán)路可以作為施測方案分期觀測的依據(jù)。每個子環(huán)路觀測結(jié)束后，便可及時評定GPSt據(jù)質(zhì)量。在GPS網(wǎng)設(shè)計時應(yīng)進(jìn)行時段設(shè)計。時段越長，越有可能選取圖形強(qiáng)度較好的星組的觀測數(shù)據(jù)。由于衛(wèi)星的運(yùn)動和測站隨地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動，衛(wèi)星相對

34、測站的幾何圖形在不斷變化，星組中衛(wèi)星更替造成時段的自然分段，每一個時段稱為一個子時段。為了使觀測能處于最佳時段，在技術(shù)設(shè)計時，可更具測站的概略坐標(biāo)及衛(wèi)星星歷作外推預(yù)報，計算出觀測時一天的圖形強(qiáng)度因子，找出間隙區(qū)，選擇最佳觀測時段。在GPS網(wǎng)設(shè)計時，應(yīng)盡可能多與高級GPS空制點(diǎn)或國家測設(shè)的三角點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行連測，以便提供數(shù)據(jù)處理的基準(zhǔn)值和成果測量的外部檢核。4.1.2 地下控制測量方案地下控制方案我們選擇使用導(dǎo)線網(wǎng)作為井下平面測量控制，地下導(dǎo)線測量的作用是以必要的精度建立地下的控制系統(tǒng)，并依據(jù)該控制系統(tǒng)可以放樣出隧道(或巷道)的掘進(jìn)方向。與地面導(dǎo)線測量相比，地下工程中的地下導(dǎo)線測量具有以下特點(diǎn)：

35、1 .由于受巷道的限制，其形狀通常形成延伸狀。地下導(dǎo)線不能一次布設(shè)完成，而是隨著巷道的開挖而助教向前延伸。2 .導(dǎo)線點(diǎn)有時設(shè)于巷道頂板，需采用點(diǎn)下對中。3 .的開挖，先敷設(shè)邊長較短、精度較低的施工導(dǎo)線，指示巷道的掘進(jìn)，而后敷設(shè)高等級導(dǎo)線對低等級導(dǎo)線進(jìn)行檢查校正。4 .地下工作環(huán)境較差，對導(dǎo)線測量干擾較大。(1)施測方法：采用與方案一相同的方法，即智能設(shè)立導(dǎo)線或?qū)Ь€網(wǎng)作為井下平面測量控制。所以，井下平面控制測量實際上就是導(dǎo)線測量。4.1.3 礦井聯(lián)系測量方案聯(lián)系測量：通過平碉、斜井以及立井將地面的平面坐標(biāo)系統(tǒng)及高程系統(tǒng)傳遞到地下，使地面與地下建立統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)，該項工作稱為聯(lián)系測量。聯(lián)系測量工作

36、的必要性在與：17康皎成：蘆北礦兩井貫通測量方案設(shè)計與精度估算保證地下工程按照設(shè)計圖紙正確施工，確保巷道的貫通。確定地下工程與地面建筑物、鐵路、河湖等之間的相對位置關(guān)系，保證采礦工程安全生產(chǎn)，同時及早采取預(yù)防措施，使地面建筑物、鐵路免遭重大破壞。立井平面測量的任務(wù)是確定地下導(dǎo)線起算邊的坐標(biāo)方位角和地下導(dǎo)線起算點(diǎn)的平面坐標(biāo)。高程聯(lián)系測量的任務(wù)是評定地下高程基點(diǎn)的高程。其中測定地下導(dǎo)線起算邊的坐標(biāo)方位角是很重要的環(huán)節(jié)，而且它對導(dǎo)線終點(diǎn)位置的影響是很大的。我們通常將立井平面聯(lián)系測量簡稱為立井定向100方法二與方法一基本相同，但是在方案二中定向我們加測了陀螺邊。在井下我們總共加了S1S2、S2s3、S

37、3s4、S3s4四條陀螺邊（具體見圖紙）陀螺經(jīng)緯儀是一種將陀螺儀和經(jīng)緯儀解和結(jié)合在一起的儀器。它利用陀螺儀本身的物力特性及地球自轉(zhuǎn)的影響，實現(xiàn)自動尋找真北方向，從而測定地面和地下工程中任意測站的大地方位角。在地理南北緯度不大于75度的范圍內(nèi)，它可以不受時間和環(huán)境等條件限制，實現(xiàn)快速定向。陀螺經(jīng)緯儀的一次測定作業(yè)過程如下：（在地面已知邊上測定儀器常數(shù)以及待定邊上測定陀螺方位角T需進(jìn)行多次，而每次的作業(yè)過程是相同的。該作業(yè)過程稱為陀螺方位角的一次測定。其作業(yè)步驟如下：在測站上整平對中陀螺經(jīng)緯儀，以一個測回測定待定邊或已知邊的方向值，然后將儀器大致對正北方。粗略定向（測定近似北方向）。鎖緊靈敏部，啟

38、動陀螺馬達(dá)，待達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，下放陀螺靈敏部，用粗略定向的方法測定近似北方向。完畢后制動陀螺并托起鎖緊，將望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸轉(zhuǎn)到近似北方向位置，固定照準(zhǔn)部。測前懸?guī)Я阄挥^測。打開陀螺照明，下放陀螺靈敏部，進(jìn)行側(cè)前懸?guī)Я阄挥^測，同時用秒表記錄自擺周期To零位觀測完畢，托起并鎖緊靈敏部。精密定向（精密測定陀螺北）。采用有扭觀測方法（如逆轉(zhuǎn)點(diǎn)法等）或無扭觀測方法（如中大法、時差法、擺幅法等）精密測定已知邊或待定邊的陀螺方位角。測后懸?guī)Я阄挥^測。以一個測回測定待定邊或已知邊的方向值，測前測后2次觀測的方向值的互差J2和J6級經(jīng)緯儀分別不得超過10和25。取測前測后觀測值的平均值作為測線方向值。陀螺儀懸?guī)Я阄?/p>

39、觀測當(dāng)陀螺馬達(dá)不轉(zhuǎn)動并且靈敏部下放時，陀螺靈敏部受懸掛帶和導(dǎo)流絲的扭力作用而產(chǎn)18遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）生擺動的平衡位置應(yīng)與目鏡分劃板的零刻劃線重合，該位置稱為懸?guī)Я阄唬ㄒ卜Q無扭位置）。如果擺動的平衡位置與目鏡分劃板的零刻劃線不重合，則用“零”線來跟蹤靈敏部時，懸掛帶上的扭矩不完全等于零，會使靈敏部的擺動中心發(fā)生偏移，將使測定的螺旋北方向帶有誤差。所以，在螺旋儀開始工作之前和結(jié)束后，均要進(jìn)行懸?guī)Я阄挥^測。測定懸?guī)Я阄粫r，應(yīng)將經(jīng)緯儀整平并固定照準(zhǔn)部，然后下陀螺靈敏部并從讀數(shù)目鏡中觀測靈敏部的擺動（當(dāng)陀螺儀較長時間末運(yùn)轉(zhuǎn)時，測定零位之前，應(yīng)將馬達(dá)開動幾分鐘預(yù)熱，然后切斷電源，待馬達(dá)停止轉(zhuǎn)

40、動后再放下靈敏部），在分劃板上連續(xù)讀3個逆轉(zhuǎn)點(diǎn)讀數(shù)1、2、3（以格計），估讀到0.1格。按下式計算零位-（32）22如懸?guī)Я阄怀^0.5格就要進(jìn)行校正，如陀螺定向時測前測后所得的零位變化超過0.3格時，應(yīng)按公式加入零位改正數(shù)。4.1.4 地面及井下高程控制測量方案施測方法：方案二采取的是與方案一相同的測量方法。4.1.5 導(dǎo)入高程方案我們這里仍然采用長鋼尺法導(dǎo)入高程，方法同方案一，在此不作贅述。4.2 貫通誤差預(yù)計4.2.1 地面采用GPS布網(wǎng)時的貫通誤差在將GPS8于兩井間巷道貫通測量時，可選用E級網(wǎng)或D級網(wǎng)精度來測設(shè)兩井井口附近的近井點(diǎn)，而且兩井近井點(diǎn)之間應(yīng)盡量通視，如圖紙所示，南梁、D為

41、兩井的近井點(diǎn)，K點(diǎn)為貫通相遇點(diǎn)，這時由于地面GPSM量誤差所引起的K點(diǎn)在x軸方向上的貫通誤差可按下列公式估算3Mx上Msabcosab式中Msab近井點(diǎn)K和D之間的邊長中誤差，按Msab=Ja2（bS）2計算a一固定誤差，對于D級及E級GPSJ,a10mmb一比例誤差系數(shù)，D級GPSJ,b010X106;E級GPS網(wǎng)，b2測邊誤差:量邊誤差的影響:按導(dǎo)線平均邊長200m根據(jù)儀器白標(biāo)稱精度m下=0.002+2X10-6D=2.4mmMxl下二nm2licos2i=0.008m1因為進(jìn)行的是兩次獨(dú)立測量所以算術(shù)平均值的中誤差為：定向誤差引起K點(diǎn)在x軸上的誤差預(yù)計公式：兩井定向一次定向中誤差m01_

42、1Mx#ma0R0=116261.8255=0.020m206265Mxl下=0.008=0.006m康皎成：蘆北礦兩井貫通測量方案設(shè)計與精度估算對于S3和S4之間也如以上操作：表4-4各導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)Table.4-5ThecoordinatesofthewireXYL387792.3356101539.8016L287938.5277101539.7370L187939.3467101571.9529L087932.8738101591.2535LC87936.4519101640.6298LB87960.0608101650.0000A88000.0000101650.0000由上表得:X

43、0=87928.510y0=101597.600找出相應(yīng)的坐標(biāo)，然后過此點(diǎn)做出新的軸2,如圖紙所示:22則m?下一一井下導(dǎo)線測角中誤差，我們這里取7遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）各項誤差引起K點(diǎn)在x軸上的總中誤差預(yù)計公式Mk=M2讓M2。M；下Mj下=0.00320.02020.16320.0082=0.164m貫通在水平重要方向x上的預(yù)計誤差（取2倍的中誤差）Mxk2MYk20.1640.328mxk（3）測量誤差引起貫通相遇點(diǎn)K在高程上的誤差預(yù)計公式因為在井下和井上高程采用的方法和方案一相同，那么誤差預(yù)計應(yīng)與方案一相同，如下：地面水準(zhǔn)測量誤差引起的K點(diǎn)高程誤差。即Mh上=m里上VT0.0

44、07/6.80.018m導(dǎo)入高程引起的K點(diǎn)高程誤差。即Mh0風(fēng)=H180002,2450180002,20.020mMh0主=H_1_8000272600_1_80002/20.027m23井下三角高程測量引起的K點(diǎn)高程誤差MHa=m里三VT0.032,0.9800.032mm井下水準(zhǔn)測量引起的K點(diǎn)高程誤差Mh水=m里水JT0.015店50.035m貫通在高程上的中誤差（以上各項高程測量均獨(dú)立進(jìn)行兩次）Mhk平表m2H上+M2H0風(fēng)+M2H0主+M2H三+M2H水=1-0.0182+0.0202+0.0272+0.0322+0.0352=0.043m貫通在高程上的誤差預(yù)計。即Mhk預(yù)=2Mhk

45、平=20.043=0.086m康皎成：蘆北礦兩井貫通測量方案設(shè)計與精度估算5最優(yōu)方案的選擇經(jīng)過上述兩套方案的討論，發(fā)現(xiàn)兩套方案在精度上都滿足需要。但是在下面幾點(diǎn)上B方案明顯優(yōu)于A方案：5.1 在平面控制方面平面控制的精度對于全站儀導(dǎo)線做控制，有很多缺點(diǎn)，首先，測站間必須通視，用人多，測量周期長,且受時間、其后、地形等因素限制，而且用人多所以費(fèi)用也比較高，相對于全站儀來說，現(xiàn)在流行的GP湘度定位高，可以更加準(zhǔn)確的測量出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，而且觀測時間短，測站間無需通視，可提供三維坐標(biāo)，且不受時間、其后、地形等因素的影響。工程預(yù)算控制測量時各類工程建設(shè)過程中重要的基礎(chǔ)技術(shù)工作，傳統(tǒng)的大地控制測量方法包括閉

46、合導(dǎo)線、三角網(wǎng)鎖、雙導(dǎo)線、主副導(dǎo)線、支導(dǎo)線、導(dǎo)線加三角網(wǎng)鎖等。高程測量采用水準(zhǔn)測量和三角高程測量，多采用三角高程測量。這些傳統(tǒng)測量方法的外業(yè)測量時間長、需要投入人力較多且效率低下，而且費(fèi)用較高，精度較低。5.2 在井下控制方面測量精度：方案一采用的是7導(dǎo)線網(wǎng)來做的控制，控制精度滿足精度需要，在水平方向的貫通誤差是0.466m,在高程上的貫通誤差是0.126m,滿足規(guī)程規(guī)定的在水平方向的貫通誤差小于0.5m,在高程上的貫通誤差小于0.2m的精度要求，方案二采用的是15導(dǎo)線加測陀螺邊的方法，在水平方向的貫通誤差是0.328m,在高程上由于和方案一采用相同的方法，所以在高程上的貫通誤差也是0.126m,在方案二中我們加測了S1、S2S&S4四條陀螺邊，由于陀螺邊的加測，使我們的貫通