貫通測量優(yōu)秀課件

地下工程測量第五章貫通測量

5.1概述5.1.1貫通測量的概念和方法所謂貫通測量，就是采用兩個(gè)或多個(gè)相向或同向掘進(jìn)的工作面，同時(shí)掘進(jìn)同一巷道，使其按照設(shè)計(jì)要求在預(yù)定地點(diǎn)正確接通而進(jìn)行的測量工作。巷道貫通常用形式有如下三種(圖5-1)：1)兩個(gè)工作面相向掘進(jìn)，叫做相向貫通，見圖5-1(a)；2)從巷道的一端向另一端的指定地點(diǎn)掘進(jìn)，叫做單向貫通，見圖5-1(b)；3)兩個(gè)工作面同向掘進(jìn)，叫做同向貫通或追隨貫通，見圖5-1(c)。圖5-1巷道貫通的形式(c)同向貫通(b)單向貫通(a)相雙向貫通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(shí)，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)有客觀獨(dú)立的檢查校核，尤其要杜絕粗差。5.1.2貫通測量的種類和容許偏差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三種類型。凡是由井下一條導(dǎo)線起算邊開始，能夠敷設(shè)井下導(dǎo)線到達(dá)貫通巷道兩瑞的，均屬于一井內(nèi)的巷道貫道。兩井間的巷道貫通，是指在巷道貫通前不能由井下的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(gè)井口，通過地面連測、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。立井貫通主要包括從地面及井下相向開鑿的立井貫通和延深立井時(shí)的貫通。貫通巷道接合處的偏差值，可能發(fā)生在三個(gè)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。見圖5-2（a）。3、豎直面內(nèi)垂直于巷道腰線的上、下偏差。見圖5-2（b）。中線中線腰線腰線（a）巷道平面圖（b）巷道剖面圖圖5-2貫通容許偏差圖(2)依據(jù)選定的測量方案和方法，進(jìn)行施測和計(jì)算，每一施測和計(jì)算環(huán)節(jié)，均須有獨(dú)立可靠的檢核，并要將施測的實(shí)際測量精度與原設(shè)計(jì)書中要求的精度進(jìn)行比較。若發(fā)現(xiàn)實(shí)測精度低于設(shè)計(jì)中所要求的精度時(shí)，應(yīng)當(dāng)分析其原因，并采取提高實(shí)測精度的相應(yīng)措施，返工重測。(3)根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算貫通巷道的標(biāo)定幾何要素，并實(shí)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(shí)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(shí)調(diào)整中線和腰線。(5)巷道貫通之后，應(yīng)立即測量出實(shí)際的貫通偏差值，并將兩端的導(dǎo)線連接起來，計(jì)算各項(xiàng)閉合差。此外，還應(yīng)對最后一段巷道的中腰線進(jìn)行調(diào)整。(6)重大貫通工程完成后，應(yīng)對貫通測量工作進(jìn)行精度分析與精度評定，寫出總結(jié)。（二）貫通測量設(shè)計(jì)書的編制編制測量設(shè)計(jì)書，主要任務(wù)是選擇合理的測量方案和測量方法。貫通測量設(shè)計(jì)書可參照下列提綱編寫。1.井巷貫通工程概述包括井巷貫通工程的目的、任務(wù)和要求，貫通容許偏差值的確定，并附比例尺不小于1：2000的井巷貫通工程圖。2.貫通測量方案的選定包括地面控制測量、礦井聯(lián)系測量及井下控制測量的方案，并要說明所采用的測量起始數(shù)據(jù)的情況。5.2一井內(nèi)巷道貫通測量由井下一條導(dǎo)線起算邊開始，能夠敷設(shè)井下導(dǎo)線到達(dá)貫通巷道兩瑞的，均屬于一井內(nèi)的巷道貫道。不論何種貫通，均需事先求算出貫通巷道中心線的坐標(biāo)方位角、腰線的傾角(坡度)、貫通距離和巷道兩端點(diǎn)處的指向角等要素，這些要素統(tǒng)稱為貫通測量的幾何要素，它們是標(biāo)定巷道中、腰線所必需的數(shù)據(jù)，需要正確計(jì)算。5.2.1一井內(nèi)相向貫通如圖5-4中，假設(shè)要在上、下平巷的A點(diǎn)與B點(diǎn)之間貫通二號下山，圖中用虛線所表示的巷道。其測量和計(jì)算工作如下：上平巷下平巷一號下山二號下山ACDB圖5-4一井內(nèi)相向貫通(1)根據(jù)設(shè)計(jì)，從井下某一條導(dǎo)線邊開始，測設(shè)經(jīng)緯儀導(dǎo)線到待貫通巷道的兩端處，并進(jìn)行井下高程測量，然后計(jì)算出A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)及高程，以及CA、BD兩條導(dǎo)線邊的坐標(biāo)方位角aCA和aBD。(2)計(jì)算標(biāo)定數(shù)據(jù)：貫通巷道中心線AB的坐標(biāo)方位角計(jì)算貫通巷道的斜長(實(shí)際貫通長度)[例5-1]如圖5-4，為貫通巷道AB，在上、下平巷及一號上山內(nèi)布設(shè)經(jīng)緯儀導(dǎo)線，設(shè)已求得A、B兩點(diǎn)坐標(biāo)為（395293.580，78284.723）和（395157.435，78325.314），且AC、BD邊的坐標(biāo)方位角分別為

和

A點(diǎn)高程為-121.931m，B點(diǎn)高程為-92.225m，試計(jì)算貫通幾何要素？解：貫通巷道中線的方位角貫通巷道的水平長度貫通巷道的斜長5.2.2一井內(nèi)的單向貫通及開切位置的確定圖5-5一井內(nèi)單向貫通A113254678上平巷下平巷一號下山二號下山1B12109①計(jì)算A點(diǎn)的平面坐標(biāo)xA及yA，可列出11-12邊和A-B邊兩條直線的方程式：聯(lián)立解此方程式，可得P點(diǎn)平面坐標(biāo)(xA,yA)。為了檢核，可再求算A點(diǎn)到12點(diǎn)的平距SA-12并檢查是否滿足S11-A+SA-12=S11-12，有了S11-A和SA-12，即可在上平巷中標(biāo)定出二號下山的開切點(diǎn)A。5.3兩井間巷道貫通測量兩井間的巷道貫通，是指在巷道貫通前不能由井下的一條起算邊向貫通巷道的兩端敷設(shè)井下導(dǎo)線，只能在兩井間通過地面連測、聯(lián)系測量，再在井下布設(shè)導(dǎo)線至待貫通巷道兩端的貫通。為保證兩井之間巷道的正確貫通，兩井的測量數(shù)據(jù)必須采用統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)。兩井間巷道貫通一般包含以下幾個(gè)步驟:1、兩井間的地面連測兩井間地面連測的目的是為了確定兩井近井點(diǎn)的坐標(biāo)和高程。地面連測的方式可以采用導(dǎo)線測量、三角網(wǎng)插點(diǎn)或GPS測量，同時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的水準(zhǔn)測量。

2、兩井分別進(jìn)行聯(lián)系測量

對兩井分別進(jìn)行聯(lián)系測量的目的是為了將地面的坐標(biāo)、方位和高程傳遞到井下去，以確定井下導(dǎo)線起始邊的方位角以及井下定向基點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程。3、井下導(dǎo)線測量和高程測量

井下導(dǎo)線測量和高程測量從由地面?zhèn)鬟f到井下的井下基準(zhǔn)點(diǎn)和起始邊開始。

4、計(jì)算巷道貫通幾何要素并進(jìn)行實(shí)地標(biāo)定

根據(jù)井下導(dǎo)線測量和水準(zhǔn)測量求得的待貫通巷道兩端處在中線點(diǎn)上的坐標(biāo)和高程，按照一井內(nèi)貫通的計(jì)算方法，計(jì)算出待貫通巷道的掘進(jìn)方向和坡度等貫通幾何要素，并在實(shí)地進(jìn)行標(biāo)定，在掘進(jìn)過程中應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢查和調(diào)整巷道的掘進(jìn)方向和坡度，直到巷道完全貫通為止。5.4豎（立）井貫通測量豎（立）井貫通有兩種最常見的情況，一種是從地面及井下相向開鑿的豎井貫通；另一種是延深豎井時(shí)的貫通。下面分別加以介紹。井底車場副井一號立井主井運(yùn)輸大巷圖5-6立井相向開鑿圖OP5.4.1從地面和井下相向開鑿的立井貫通如圖5-6所示，在距離主、副井較遠(yuǎn)處的井田邊界附近要新開鑿一號立井，并決定采用相向開鑿方式貫通。一方面從地面向下開鑿，另一方面同時(shí)由原運(yùn)輸大巷繼續(xù)向三號井方向掘進(jìn)，開鑿?fù)耆柫⒕木总噲龊螅诰总噲鱿锏乐袠?biāo)定出三號井筒的中心位置，由此位置以小斷面向上開鑿反井，待與上部貫通后，再按設(shè)計(jì)的全斷面刷大成井，當(dāng)然也可以全斷面相向貫通，但這樣會對貫通精度要求更高，從而增大測量的工作量和難度。這時(shí)的測量工作內(nèi)容簡述如下：(1)進(jìn)行地面連測，建立主、副井和三號井的近井點(diǎn)。地面連測方案可視兩井間的距離、地形情況以及礦上現(xiàn)有儀器設(shè)備條件而定。(2)以一號立井的近井點(diǎn)為依據(jù)，實(shí)地標(biāo)出井簡中心(井中)的位置，指示井簡由地面向下開鑿。(3)通過主副井進(jìn)行聯(lián)系測量，確定井下導(dǎo)線起始邊的坐標(biāo)方位角及起始點(diǎn)的坐標(biāo)。(4)在井下沿運(yùn)輸大巷測設(shè)導(dǎo)線，直到三號井的井底車場出口P點(diǎn)。(5)根據(jù)三號井的井底車場設(shè)計(jì)的巷道布置圖，編制井底車場設(shè)計(jì)導(dǎo)線。

5.4.2延深立并時(shí)的貫通圖5-7立井延伸貫通圖一號立井大下山輔助下山一水平二水平就圖5-7所示的立井延深貫通測量來說，其主要測量工作包括；(1)在一水平測出一號井井簡底部在該水平的實(shí)際中心O1點(diǎn)的坐標(biāo)，而不能采用地面井中的坐標(biāo)，更不能采用原來的設(shè)計(jì)井中坐標(biāo)作為貫通的依據(jù)。因?yàn)榫膊豢赡芡耆U直而且有可能變形，而延深的井簡是要和一水平的一號井井簡底部相接的。(2)從一水平井底車場中的起始導(dǎo)線邊開始，沿大巷和大下山測設(shè)導(dǎo)線到二水平，直到一號井井簡的下方，并在二水平標(biāo)定出井筒中心O3點(diǎn)，指示井簡由下向上開鑿。(3)從一水平井底車場中的起始導(dǎo)線邊開始，沿大巷和輔助下山測設(shè)導(dǎo)線到達(dá)一號井巖柱下方，標(biāo)定出井簡中心O2點(diǎn)，指示井簡由上向下掘進(jìn)。(4)一號井簡延深部分的上、下兩端相向掘進(jìn)到只剩下10-15m時(shí)，要書面通知有關(guān)單位，停止一端的掘進(jìn)作業(yè)，采取相應(yīng)安全措施。上、下兩端貫通后，再去掉巖柱。最終使一號井由一水平延深到二水平。5.5貫通實(shí)際偏差的測定及調(diào)整巷道貫通后，實(shí)際偏差的測定是一項(xiàng)重要的工作，它具有以下意義。(1)對巷道貫通的結(jié)果作出最后的評定；(2)用實(shí)際數(shù)據(jù)檢查測量工作的成果，從而驗(yàn)證貫通測量誤差預(yù)計(jì)的正確程度，以豐富貫通測量的理論和經(jīng)驗(yàn)；(3)通過貫通后的連測，可使兩端原來沒有形成閉合或附合條件的井下測量控制網(wǎng)有了可靠的檢核，并可以進(jìn)行平差和精度評定，以確定實(shí)測的精度；(4)作為巷道中腰線最后調(diào)整的依據(jù)。5.5.1貫通后實(shí)際偏差的測定1.平斜巷貫通時(shí)水平面內(nèi)偏差的測定(1)用全站儀或經(jīng)緯儀把兩端巷道的中心線都延長到巷道貫通接合面上，量出兩中心線之間的距離d，其大小就是貫通巷道在水平面內(nèi)的實(shí)際偏差，如圖5-8所示。(2)將巷道兩端的導(dǎo)線進(jìn)行連測，求出閉合邊的坐標(biāo)方位角的差值和坐標(biāo)閉合差，這些差值實(shí)際上也反映了貫通平面測量的精度。中線中線圖5-8水平偏差測定2.平斜巷貫通時(shí)豎立面內(nèi)偏差的測定(1)用水準(zhǔn)儀測出或用小鋼尺直接量出兩端腰線在貫通接合面處的差值，其大小就是貫通在豎直面內(nèi)的實(shí)際偏差。(2)用水準(zhǔn)測量或經(jīng)緯儀三角高程測量方法，連測兩端巷道中的已知高程控制點(diǎn)(水準(zhǔn)點(diǎn)或經(jīng)緯儀導(dǎo)線點(diǎn))，求出高程閉合差，它也實(shí)際上反映了貫通高程測量的精度。3.立井貫通后井中實(shí)際偏差的測定立井貫通后，可由地面上或由上水平的井中處掛中心垂球線到下水平，直接丈量出井筒中心之間的偏差值，即為立井貫通的實(shí)際偏差值。有時(shí)也可測繪出貫通接合處上、下兩段井筒的橫斷面圖，從圖上量出兩中心之間的距離，就是立井貫通的實(shí)際偏差。5.5.2貫通后巷道中腰線的調(diào)整測定巷道貫通后的實(shí)際偏差后，還需對中腰線進(jìn)行調(diào)整。1.中線的調(diào)整d中線2中線1圖5-9中線調(diào)整AB2.腰線的調(diào)整若實(shí)際的貫通高程偏差很小時(shí)，可按實(shí)測高差和距離算出最后一段巷道的坡度，重新標(biāo)定出新的腰線。在平巷中，如果貫通的高程偏差較大時(shí)，可適當(dāng)延長調(diào)整坡度的距離，再根據(jù)高差和距離計(jì)算最后一段的坡度，重新標(biāo)定新腰線。在斜巷口，通常對腰線的調(diào)整要求不十分嚴(yán)格，可由掘進(jìn)入員自行掌握調(diào)整。5.6提高貫通測量精度的技術(shù)措施貫通結(jié)果的好壞，固然取決于所選擇的貫通測量方案和測量方法是否正確。然而，還有很重要的一方面便是實(shí)際施測工作的質(zhì)量。因此，我們需要在實(shí)際測量過程中，根據(jù)實(shí)測成果衡量評定所達(dá)到的精度，進(jìn)行可靠的檢核，及時(shí)填圖，并經(jīng)常檢查和調(diào)整貫通巷道的方向和坡度。必要時(shí)可以采取某些施工上的措施，盡量減少測量誤差對工程的影響，保證巷道能按設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)確貫通。5.6.1貫通測量施測中應(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。(2)各項(xiàng)測量工作都要有可靠的獨(dú)立檢核。(3)精度要求很高的重要貫通，要采取相應(yīng)的提高精度的措施。(4)對施測成果要及時(shí)進(jìn)行精度分析，并與原貫通誤差預(yù)計(jì)的精度要求進(jìn)行對比，各個(gè)環(huán)節(jié)均不能低于原設(shè)計(jì)精度要求，必要時(shí)要進(jìn)行返工重測。(5)利用測量成果計(jì)算標(biāo)定要素時(shí)，注意不要抄錯或用