贯通测量误差预计应用实例

银光胜

(广西锡山矿业有限公司，广西南宁 530022)

0 前言

在矿山测量中，贯通测量是一项比较复杂而又辛苦的工作[1]，对于贯通工程，由于受场地和施工条件的限制，施工测量精度不高，测量容易出差错；测量人员在井巷贯通工程中所负的责任重大，要求测量人员以高度的责任感与事业心，严肃认真地对待贯通测量工作；为保证贯通工程的顺利完成，在实际工作中应根据工程的要求确定合理的测量方案和方法，以使贯通测量达到精度与采矿工程要求相适应，过高或过低的精度要求都不适宜，因此必须根据贯通工程的需要，编制测量方案，进行误差预计，从而正确指导贯通测量工作的实施。

误差预计方法是对贯通精度的一种估算，不是预计贯通实际偏差的大小，而是预计实际偏差可能达到的限度，将估算误差与工程允许偏差相比较，选择符合工程要求的、合理的、测量方案和方法，进行指导和施工。以大新锰矿地下开采工程340 m平硐贯通测量误差预计方案实例。

1 工程简介与贯通方案

340 m平硐是大新锰矿首个地下开采工程，整个工程大致为东西走向，东起340 m平硐口，西至380 m平硐口，施工设计图如图1所示。

图1 340 m平硐施工设计

为了加快施工进度，决定进行双向掘进贯通。贯通方案：西由380 m平硐口开始往东南方向掘进221 m后再掘进1个80 m长斜巷到340 m水平；东面由 340 m平硐口开始往西掘进，平面总长1 927.6 m，预计在图1的 K点贯通。假定的 Y轴表示贯通巷道的掘进方向，以X轴表示重要方向(水平方向)；贯通时水平偏差允许为0.3 m[2]，高程方向上的允许偏差0.2 m，为确保贯通在平面和高程的精度达到上述要求，特制定如下测量方案。

2 测量方案

测量仪器：地面和井下均采用科力达 KTS400全站仪(测角精度 5(″)，测距精度 3+2 ×10-6×D)、S3水准仪。

观测方法如下：

1)用测回法观测水平角，用 KTS400全站仪测角，当边长大于30 m时，每站采用 1次对中，2测回；当边长为15～30 m时，每站采用2次对中，2测回；当边长小于15 m时，每站采用3次对中，3测回。为保证对中精度，在风大的地方采取必要的挡风措施。

2)边长用 KTS400全站仪测量，每测回4次观测取其平均值，独立进行2次测量。

3)水准测量用S3水准仪进行测量，往返各测1次，每站采用2次仪器高观测，前后视距应大致相等。为符合限差，取2次测量平均值作为最后结果。

4)斜巷采用三角高程测量，垂直角观测不小于2测回，仪器和觇标高用小钢卷尺在观测后各量1次，在不超限的前提下取2次平均值作为最终值。

5)观测各项限差按《煤矿测量规程》要求执行。

3 误差预计

3.1 误差预计基本参数确定[1]

1)井下导线测角误差：根据《煤矿测量规程》规定，井下导线采用15(″)导线测量，则井下测角中误差Mβ下= ±15/=10(″)；地面测角中误差Mβ上=±7(″)；量边中误差MD=3 mm(根据全站仪测距标称精度3+2×10-6×D)。

2)水准测量误差：根据《煤矿测量规程》规定，每千米水准测量的高差中误差的容许限差为50 mm，所以每千米井下水准测量中误差Mh下=±50/2=18 mm；地面水准测量中误差Mh上=±20/2=7 mm。

3)井下三角高程高误差：根据《煤矿测量规程》规定，每千米三角高程的高差中误差容许限差为100 mm，所以每千米三角高程的高差中误差为Mhl=±100/2=±50 mm。

3.2 在平面上的误差预计(即X轴重要方向上的误差预计)

根据两端掘进速度估计出贯通相遇点 K，以巷道掘进方向为假定坐标 Y轴，垂直方向为假定坐标X轴，绘制一张1∶2 000的误差预计图，如图2所示。

图2 误差预计

从误差预计图上可得边长投影长度计算结果如表1。

上图N1～N7为井上导线，1～16为井下导线，图上量得Lx上=Lx下=781 m；图解法求得，井上∑LCos2α=898 m；井下 ∑LCos2α=993 m 。

1)地面导线误差引起 K点在X方向上的误差

测角引起误差[3]：

量边引起误差：

2)井下导线测量误差引起 K点在X方向上的误差(观测2次)

测角引起误差[3]：

表1 边长投影长度计算结果

量边引起误差[3]：

3)上述两项误差引起的贯通相遇点 K在水平重要方向上的误差Mχk，预计误差Mχk预[4]

3.3 在竖直面的 K点误差预计(高程方向上的预计误差)[3]

1)地面水准测量引起的误差：(线路长1 599.3 m)。

2)井下水准测量引起的误差：(井下水准线路长1 907.4 m)

3)井下三角高程测量引起的误差：(斜井总长80 m)

4)贯通在高程方向上的预计误差(独立施测2次)Mh预：

从上述误差预计结果可以看出，在水平方向上和高程方向上均未超出贯通允许偏差，精度适宜，故决定采用所选择的测量方案和方法。

4 结语

该工程在2007年5月贯通后，经实际测定，贯通相遇点中线偏差为96 mm；高程偏差为65 mm。实际偏差均小于预计误差；说明本次贯通测量误差预计和方案成功。该项工程的顺利贯通，为测量专业技术提供了许多值得借鉴的经验，归纳如下：

1)对贯通测量，应根据实际情况和要求，制定贯通测量方案和测量方法，进行贯通点的误差预计，选用“技术上可行，精度上允许，经济上合理”的测量方案和测量方法，不必过于地追求高精度。

2)在井下使用全站仪测量[5]，不仅能大大降低测量人员劳动强度，减少作业计算量，而且能提高测量速度和精度。

3)在用全站仪进行贯通测量时[5]，为了提高测角精度，在实际测量水平角时应对准前视目标线绳，而测距和测竖直角时则对准前视目标棱镜。

[1]陈德忱.贯通测量误差预计在矿山测量中的应用[J].铁法科技，2007(2) ：52-55.

[2]朱建华.特大型工作面的贯通实践与分析[J].西部探矿工程，2008(1) ：113-114.

[3]牛长旭.矿山测量[M].北京：冶金工业出版社出版，1980.

[4]曾得子，杨政，张彦，等.旦架哨隧道施工控制测量方案设计及贯通误差预计[J].公路，2002(6)：27-29.

[5]王运革.全站仪在贯通测量中的应用[J].三晋测绘，2003，10(2)：41-42.