《礦山測量》 課件 單元十 貫通測量

1

知識目標：

1、貫通測量的分類、工作步驟；

2、了解貫通測量工作的注意事項；

3、掌握一井內(nèi)巷道的貫通測量；

4、了解兩井間巷道的貫通測量；

5、了解立井的貫通測量。

技能目標：

1、能夠初步進行貫通測量方案設(shè)計；

2、能夠獨立進行貫通測量的幾何要素的計算；

3、繪制掘進進度大樣圖；

4、能夠獨立進行貫通誤差預(yù)計。

2

一個巷道按設(shè)計要求掘進到指定的地點與另一個巷道相通，叫做巷道貫通，簡稱貫通。采用兩個或多個相向或同向掘進的工作面掘進同一井巷時，為了使其按設(shè)計要求在預(yù)定地點正確接通而進行的測量工作，稱為貫通測量。

采用貫通方式多頭掘進同一井巷，可加快施工進度，改善通風(fēng)狀況與勞動條件，有利于礦井開采與掘進的平衡接續(xù)，它是加快礦井建設(shè)的重要技術(shù)措施。

一、井巷貫通和貫通測量3（一）．在貫通測量工作中應(yīng)當遵循下列原則：1、在確定測量方案和測量方法時，必須保證貫通所必須的精度，既不能因為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大量的工作量和工作成本；2、應(yīng)對所完成工作的每一步、每一個工作環(huán)節(jié)要做到規(guī)范化、科學(xué)化、標準化、堅決杜絕粗差的發(fā)生。

貫通測量的方法主要是測出貫通巷道兩端導(dǎo)線點的平面位置和高程，通過坐標的反算求得巷道中線坐標方位角和距離，通過高程計算巷道腰線的坡度，計算的結(jié)果要與設(shè)計值進行比較，其差值必須在規(guī)范的容許范圍之內(nèi)，同時在貫通前計算出巷道的指向角，利用上述數(shù)據(jù)在巷道的兩端或一端標定出巷道中線和腰線，用來指示巷道按照設(shè)計的同一方向和同一坡度分頭掘進，直到在貫通相遇點處順利貫通。并且應(yīng)該在整個測量工作中都要進行現(xiàn)場放樣數(shù)據(jù)與設(shè)計數(shù)據(jù)進行比較，保證成巷的質(zhì)量和貫通的精度。（二）．貫通測量的方法4

井巷貫通時，礦山測量人員的任務(wù)就是要保證各掘進工作面均沿著設(shè)計的位置與方向掘進，使貫通后接合處的偏差不超過規(guī)定的限度，對采礦生產(chǎn)不造成嚴重影響。

貫通測量非常重要的測量工作，測量人員所負的責(zé)任是十分重大的。若發(fā)生錯誤而未能貫通，或者貫通后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、人員傷亡等嚴重后果。

要求礦山測量人員必須一絲不茍，嚴肅認真地對待貫通測量工作。工作中應(yīng)當遵循下列原則：一是要在確定測量方案和方法時保證貫通所必須的精度，過高的或過低的精度要求都是不對的；二是對所完成的測量和計算工作應(yīng)有客觀的檢查校核，尤其杜絕粗差。5

二、貫通的種類、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主井貫通三種。

貫通巷道接合處的偏差值，可能發(fā)生在三個方向上，即水平面內(nèi)沿巷道中線方向上的長度偏差，這種偏差只對貫通在距離上有影響，而對巷道質(zhì)量沒有影響；水平面內(nèi)垂直于巷道中線的左、右偏差Δx′；豎直面內(nèi)垂直于巷道腰線的上、下偏差Δh

；后兩種偏差Δx′和Δh對于巷道質(zhì)量有直接影響，又稱為貫通重要方向的偏差。67

對于立井貫通來說，影響貫通質(zhì)量的是平面位置偏差，即在水平面內(nèi)上、下兩段待貫通的井筒中心線之間的偏差。井巷貫通的容許偏差值，由礦(井)技術(shù)負責(zé)人和測量負責(zé)人根據(jù)井巷的用途、類型及運輸方式等不同條件研究決定。以上三種類型井巷貫通的容許偏差見表10-1。8貫通種類貫通巷道名稱及特點在貫通面上的容許偏差/m在中線之間在腰線之間第一類同一礦井內(nèi)貫通巷道0.30.2第二類兩井之間貫通巷道0.50.2第三類立井貫通用小斷面開鑿立井井筒0.5--全斷面0.1--全斷面且預(yù)裝罐梁灌道0.02-0.03--表10-1貫通測量的容許偏差9成本精度測量采礦cm10巷道貫通的容許偏差值，也可以用計算方法來確定。(1)軌道運輸平巷貫通時，中線和腰線的容許偏差值Δx′和Δh可用下式計

算：

Δx′=2lvsΔh=2li極限

式中l(wèi)——由完全鋪設(shè)好永久軌道的巷道到貫通相遇點的距離，鋪設(shè)臨時軌道的距離，一般l=20~30m；v——軌距與車輪間距之間的容許差值，一般v=20mm；s——電機車頭的軸間距；i極限——貫通巷道的實際坡度與設(shè)計坡度之間的容許差值，一般i極限=0.002~0.00311三、貫通測量的工作步驟及貫通測量設(shè)計書的編制(一)貫通測量的工作步驟

(a)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。對重要的貫通工程，要編制貫通測量設(shè)計書，進行貫通測量誤差預(yù)計，以驗證所選擇的測量方案、測量儀器和方法的合理性。12

(b)依據(jù)選定的測量方案和方法，進行施測和計算，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行比較。若發(fā)現(xiàn)實測精度低于設(shè)計中所要求的精度時，應(yīng)當分析其原因，采取提高實測精度的相應(yīng)措施，返工重測。

(c)根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)計算貫通巷道的標定幾何要素，并實地標定巷道的中線和腰線。13

(d)根據(jù)掘進巷道的需要，及時延長巷道的中線和腰線，定期進行檢查測量和填圖，并按照測量結(jié)果及時調(diào)整中線和腰線。

(e)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)對最后一段巷道的中腰線進行調(diào)整。

(f)

重大貫通工程完成后，應(yīng)對測量工作進行精度分析與評定，寫出總結(jié)。14(二)貫通測量設(shè)計書的編制

重要的貫通工程開始之前，應(yīng)編制測量設(shè)計書，其主要任務(wù)是選擇合理的測量方案和測量方法。

1.井巷貫通工程概況

2.貫通測量方案的選定

3.貫通測量方法包括所采用的儀器、測量方法及其限差規(guī)定。

4.貫通測量誤差預(yù)計

5.貫通測量中應(yīng)注意的問題和應(yīng)采取的相應(yīng)措施15

凡是由井下一條起算邊開始，能夠敷設(shè)井下導(dǎo)線到達貫通巷道兩端的，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方位角、腰線的傾角(坡度)和貫通距離等，這些統(tǒng)稱之為貫道測量幾何要素，即標定巷道中腰線所需的數(shù)據(jù)，其求解方法隨巷通特點、用途及其對貫通的精度要求而異。

16一、主要工作內(nèi)容

（1）搜集巷道貫通的資料和精度要求；

（2）根據(jù)現(xiàn)有巷道和測量導(dǎo)線等級、形式，選取最優(yōu)測量路線；

（3）根據(jù)誤差預(yù)計，確定測量方案，包括導(dǎo)線的等級、測量方法

等。

（4）根據(jù)設(shè)計完成貫通測量解算臺帳，保證巷道按設(shè)計進行掘進；

（5）進行井下導(dǎo)線測量、高程測量；

（6）計算貫通測量的標定要素。

17二、貫通測量標定要素的計算

巷道貫通時，必須根據(jù)巷道設(shè)計完成各項測量工作，在現(xiàn)場放線時，必須按照設(shè)計把巷道的中、腰線標定好，中線控制巷道的平面位置，腰線控制巷道的坡度及高程位置。

如圖10-1所示，在一水平大巷、二水平大巷間開掘運輸斜井，對于此類貫通，首先根據(jù)選用的導(dǎo)線等級，連測導(dǎo)線，在圖中可以通過軌道斜井，把一、二水平導(dǎo)線連接起來，保證導(dǎo)線系統(tǒng)的統(tǒng)一，根據(jù)設(shè)計點B（XB、YB、HB）、E（XE、YE、HE）的設(shè)計坐標和高程，在計算時應(yīng)選用實測值，保證與現(xiàn)有巷道情況吻合。18圖10-2巷道貫通示意圖191、

貫通巷道中心線AB的坐標方位角αAB為：

αAB=arctg((yB-yA)/(xB-xA))

2、計算AB邊的水平長度lAB為：

lAB=(yB-yA)/sinαAB=(xB-xA)/cosαAB=((xB-xA)2+(yB-yA)2)1/23、計算指向角βA和βB。由于經(jīng)緯儀水平度量的刻度均沿順時針方向增加，所以在計算A點和B點的指向角時，也要按順時針方向計算。

A點：βA=∠CAB=αAB-αACB點：βB=∠DBA=αBA-αBD

（一）相關(guān)計算公式204、

計算貫通巷道的坡度i：

i=tgδAB=(HB-HA)lAB

式中：HA、HB—分別為A點和B點處巷道底板或軌面的高程。

5、計算貫通巷道的斜長(實際貫通長度)LAB：

LAB=lAB/cosδAB=(HB-HA)/sinδAB=((HB-HA)2+l2AB)1/2

2122（二）標定貫通巷道的中、腰線

根據(jù)上面相關(guān)公式及導(dǎo)線點的坐標，在內(nèi)業(yè)時計算出各標定要素，并專門繪制一張現(xiàn)場放樣圖，圖上繪制各導(dǎo)線點、轉(zhuǎn)角、坡度等數(shù)據(jù)，在現(xiàn)場放樣時使用。如圖10-2所示，在B、E點安置經(jīng)緯儀分別后視A、D點，按指向角βB、βE分別標定出貫通巷道的中線，為了保證中線的正常使用，在現(xiàn)場工作中，一組中線點為4個，其相鄰點間距離一般不小于3m，每組腰線點應(yīng)為4個，也可每30~40m設(shè)置一個腰線點，但須在幫上畫出腰線，腰線距巷道底板（軌面）的高度在同一礦井中宜為定值，可以通過實測及設(shè)計巷道底板的高度，可以計算出線下數(shù)（腰線至巷道底板的鉛垂距離），腰線的標定可以采用經(jīng)緯儀、坡面儀、水準儀（坡度小于8°）等儀器直接標定。23

中、腰線點至掘進工作面的距離，一般應(yīng)不超過30~40m。在延設(shè)中、腰線點過程中，對所使用的和新設(shè)的中、腰線點均需進行檢查。最后一次標定貫通方向時，兩個相向工作面間的距離不得小于50m。

用激光指向儀指示巷道掘進方向，激光指向儀的設(shè)置位置和光束方向，應(yīng)根據(jù)經(jīng)緯儀和水準儀標定的中、腰線點確定，所用的中、腰線點一般應(yīng)不少于三個，點間距離以大于30m為宜；儀器設(shè)置必須安全牢靠，儀器至掘進工作面的距離應(yīng)不小于70m。在使用過程中要加強管理，每次使用前應(yīng)檢查激光光束，使其正確指示巷道掘進方向；巷道每掘進100m，應(yīng)至少對中、腰線點進行一次檢查，并根據(jù)檢查測量結(jié)果調(diào)整中、腰線。24

根據(jù)煤礦規(guī)程規(guī)定“貫通工程兩工作面間的距離在巖巷中剩下15～20m、煤巷中剩下20～30m（快速掘進應(yīng)于貫通前兩天）時，測量負責(zé)人應(yīng)以書面報告礦（井）技術(shù)負責(zé)人，并通知安全檢查和施工區(qū)、隊等有關(guān)部門”。貫通通知單主要內(nèi)容應(yīng)以圖的形式，標出導(dǎo)線點至工作面迎頭的距離、導(dǎo)線點至貫通點的距離。（三）提交貫通通知單25

當巷道貫通后，應(yīng)及時測量貫通相遇點的偏差，主要是通過貫通點兩側(cè)導(dǎo)線聯(lián)測，得到水平重要方向和高程方向的偏差值。并與貫通誤差預(yù)計值進行比較，并編寫貫通工作總結(jié)。（四）編寫貫通總結(jié)26

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)必須統(tǒng)一，即采用同一坐標系統(tǒng)。所以，這類貫通的特點是兩井都要進行聯(lián)系測量，并在兩井之間進行地面測量和井下測量，因而積累的誤差一般較大，必須采用更精確的測量方法和更嚴格的檢查措施。下面，通過一個典型例子來說明如何進行這類貫通測量工作。一、兩井間巷道貫通測量方案選擇2728

兩井之間貫通中央回風(fēng)上山：如圖為某礦中央回風(fēng)上山貫通立體示意圖，該礦用立井開據(jù)，主副井在-425m水平開掘井底車場和水平大巷。風(fēng)井在-70m水平開掘總回風(fēng)巷。中央回風(fēng)上山位于礦井的中部，采用相向掘進，由-425m水平井底車場12號石旋岔繞道起，按一定的傾角向上掘進，并同時由-125水平的2000石門處向下掘進。從井巷布置條件來看，可能有兩條貫通測量路線(兩個方案)供選擇。

29

第一條路線(第一方案)：由主副井向-425m水平進行聯(lián)系測量。測得井下Ⅲ01-Ⅲ02邊的坐標方位角及Ⅲ01點坐標和高程，由比敷設(shè)導(dǎo)線及高程測量到中央回風(fēng)上山的下端。由風(fēng)井向-70水平進行一井定向和導(dǎo)入高程測量，并向-70m水平車場的井下起始邊Ⅰ0-Ⅰ1向2000石門敷設(shè)導(dǎo)線及高程測量到中央回風(fēng)上山的上端。在地面上，主副井與風(fēng)井之間進行連測。

30

第二條路線(第二方案)：由主副井向-425m水平進行聯(lián)系測量，并由井下起始邊Ⅲ01-Ⅲ02向中央回風(fēng)上山的下端進行導(dǎo)線測量和高程測量，這一部分與第一方案相同。所不同的是不由風(fēng)井向-70水平進行聯(lián)系測量，而由副井向-125m水平進行一井定向和導(dǎo)入高程測量，并沿-125m水平大巷進行導(dǎo)線測量和高程測量到2000石門處的中央回風(fēng)石門上端。這一方案因副井進行一井定向及-125m水平大巷中進行導(dǎo)線測量和高程測量的條件極差而未被采用。最終選用第一方案。下面，對第一方案進行介紹。31

兩井間的地面連測可以采用導(dǎo)線、獨立三角鎖或在原有礦區(qū)三角網(wǎng)中插點等方式，也可以采用GPS(全球定位系統(tǒng))。該礦由于地面比較平坦，采用了導(dǎo)線連測。先在主副井附近建立近井點12號點，在風(fēng)井附近建立近井點05號點，再在12號點與05號點之間測設(shè)導(dǎo)線，并附合到附近的三角點上，作為檢核。在兩井之間還要進行四等水準測量，求出近井點的高程。

二、兩井間巷道貫通測量方案實施(一)主副井與風(fēng)井之間的地面連測32

主副井采用陀螺定向或兩井定向方法，求出井下起始邊Ⅲ01-Ⅲ02的坐標方位角和井下定向基點Ⅲ01的坐標。風(fēng)井采用陀螺定向或一井定向法，求出井下起始邊Ⅰ0-Ⅰ1的坐標方位角和井下定向基點Ⅰ1的坐標。同時，通過風(fēng)井和副井進行導(dǎo)入高程測量，求出井下水準基點的高程。礦井聯(lián)系測量工作均須獨立進行兩次，以資檢核。若在建井時期已經(jīng)進行過精度能滿足貫通要求的聯(lián)系測量，而且井下基點牢固未動，可再進行一次，將兩次成果進行對比，互差合乎要求，即可取加權(quán)平均值使用。(二)主副井與風(fēng)井分別進行礦井聯(lián)系測量33

從-425m水平井底車場的井下起始邊Ⅲ01—Ⅲ02敷設(shè)導(dǎo)線到中央回風(fēng)下山的下口；再從風(fēng)井井底的井下起始邊Ⅰ0-Ⅰ1敷設(shè)導(dǎo)線到中央回風(fēng)上山的上口。敷設(shè)導(dǎo)線要選擇路線短、條件好的巷道。如果條件允許，導(dǎo)線應(yīng)盡可能布設(shè)成閉合環(huán)形作為檢核，支導(dǎo)線則必須獨立施測兩次。高程測量在平巷中采用水準測量。斜巷中采用三角高程測量，分別測出中央回風(fēng)上山的上口及下口處腰線點的高程。(三)井下導(dǎo)線和高程測量34

根據(jù)中央回風(fēng)上山的上口及下口處的導(dǎo)線點(導(dǎo)線點位于巷道的中線上)坐標及腰線點高程，反算出上山的方向和坡度，并與原設(shè)計值對比，當差值在容許范圍之內(nèi)時，則進行實地中線及腰線的標定。在中央回風(fēng)上山的掘進過程中，應(yīng)經(jīng)常檢查和調(diào)整掘進的方向和坡度，直至正確貫通。

兩井之間的巷道貫通，由于涉及聯(lián)系測量、地面和井下測量，積累的誤差較大，尤其是兩井間距離較大時更為明顯。為保證貫通誤差不超過容許值，對于大型重要貫通，要根據(jù)實際情況選擇施測方案和測量方法，并進行貫通誤差予計，這一問題將在后面加以論述。三、求算貫通巷道的方向和坡度，進行實地標定35

立井貫通最常見的有兩種情況，一種是從地面及井下相向開鑿的立井貫通；另一種是延深立井時的貫通。下面分別加以介紹。

一、從地面和井下相向開鑿的立井貫通

如圖所示，在距離主副井較遠處的井田邊界附近要新開鑿3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，另一方面同時由原運輸大巷繼續(xù)向三號井方向掘進，開鑿?fù)?號立井的井底車場后，在井底車場巷道中標出3號井筒的中心位置，由此向上以小斷面開鑿反井，待與上部貫通后，再按設(shè)計的全斷面刷大成井，當然也可以全斷面相向貫通，但這會對貫通精度要求更高，增大測量工作量和難度。3637這時的測量工作內(nèi)容簡述如下：

(1)進行地面連測，建立主、副井和3號井的近井點。地面連測方案可視兩井間的距離和地形情況以及礦上現(xiàn)有儀器設(shè)備條件而定。

(2)以3號井近井點為依據(jù)，實際標出井筒中心(井中)坐標，指示井筒由地面向下開鑿。(3)通過主、副井進行聯(lián)系測量，確定井下導(dǎo)線起始邊的坐標方位角及起始點的坐標。

(4)在井下沿運輸大巷測設(shè)導(dǎo)線，直到3號井井底車場出口P點。

(5)根據(jù)3號井的井底車場設(shè)計的巷道布置圖，編制井底車場設(shè)計導(dǎo)線(見第十一章立井施工測量)。由導(dǎo)線點P開始，按井底車場設(shè)計導(dǎo)線來標定出中、腰線，指示巷道掘進，并準確地標出3號井井筒中心O的位置，牢固地埋設(shè)好井中標樁及井筒十字中線基本標樁，此后便可開始向上以小斷面再鑿反井。38二延深立井時的貫通

在立井貫通中，高程測量的誤差對貫通的影響甚小，一般可以采用原有高程測量的成果并進行必要的補測。最后可根據(jù)井底的高程推算接井的深度，當上、下兩端井筒掘進工作面接近到10～15m時，要提前通知建井施工單位，停止一端的掘進工作，采取相應(yīng)的安全技術(shù)措施。在這類立井貫通時，尤其是全斷面開鑿一次成井的相向貫通，立井中心線的貫通容許偏差較小，通常應(yīng)事先進行貫通測量精度予計，做到心中有數(shù)，以免造成重大損失。3940

如圖所示，1號井原來已掘進到一水平，現(xiàn)在要延深到二水平。由于一水平已通過大下山到達二水平，故決定采用貫通方式延深，即上端由一水平掘進輔助下山，到達一號井井底下方，留設(shè)井底巖柱(通常高6～8m)，標定出井筒中心O2，指示井筒由上向下開鑿；同時，在二水平開掘1號井井底車場，標定出1號井井筒中心O3，指示井筒由下向上開鑿。當立井井筒上下兩端貫通后，再去掉巖柱。從而使1號井由一水平延深到二水平。其主要測量工作為：(1)在一水平測出1號井井筒底部在