矿山贯通工程测量精度的控制及其优化

我国地域辽阔，矿山等物产资源丰富，为提高矿山资源的合理利用，需要打通矿山通道，便于人员和设备进出。矿山贯通工程是一项非常复杂的施工项目，不仅施工难度大，而且对贯通隧道线路有着极其严格的技术要求，施工单位必须依靠精准的导向测量技术，确保工程按照前期设计规划的贯通线路施工。

1) 通过将破碎的底板围岩视为松散体，依据“朗肯”土压力理论，对巷道底板受力进行力学分析，得出五阳矿76采区2号专用回风巷发生全断面底鼓的破坏形式。

在小组合作教学模式中，不是教师给学生布置了合作探究任务以后就算完成教学任务，而是要给学生提供一定的合作指导，让学生之间可以互相配合、知识互补，通过小组成员的密切配合让学生发现知识，体验到合作学习的乐趣.因此，教师要在掌握学生性格、知识水平、认知能力等方面的基础上，根据“组内异质，组间同质”的原则合理的划分小组，并让学生结合自己的兴趣和特长担任合适的组内角色，从而提高学生的合作效率.

近年来，随着矿山贯通施工技术的快速发展，采矿活动向着更广、更深的区域推进，特别是区域性矿山的建设，贯通工程距离越来越长，贯通方式也呈现出纵向、横向、竖井、斜井等多种贯通形式，当然，这其中对贯通测量精度的要求也越来越高，施工单位必须在测量精度控制和优化上多下功夫，提高测量水平，确保测量精度。目前，矿山贯通工程中测量中，分为地面测量和井下测量两个部分，常用的测量技术主要有平面控制测量技术、高程控制测量技术、井下巷道控制测量技术、绘图技术、工程施工管理技术等。为提升贯通测量精度问题，工程测量技术也在不断发展和进步，其中，地面测量精度控制主要依靠GPS、遥感等测量技术，井下测量精度控制主要依靠全自动高精度陀螺定向、精确定位等技术的应用。本论文以个旧东部矿区某特大型贯通工程为分析案例，针对该工程案例研究矿山贯通测量精度控制技术及其优化措施，以供参考。

1 实际工程案例分析

1.1 工程案例介绍

工程案例为个旧东部矿区1360中段南北特大型贯通工程，该项目工程位于个旧市东南部，北起松矿甲界山，南至斗姆阁选矿工业园区，地面直线距离27公里，主干坑道全长31公里；区域内有个旧经老厂到大屯锡矿，个旧到卡房分矿硬化（柏油）公路，以及矿区内矿山（碎石）公路，交通方便；测区地形起伏较大，两边低中间高，北部标高1360m，中部最高至2750m，南部标高1360m，地形复杂，属云贵高原地形地貌；测区内大多为旱地、竹林、灌木和荒山，无河流，有季节性冲沟、沟壑，通视一般；植被主要为次生针叶林，混生灌木，属亚热带山地季风型气候，一般5-10月为雨季，11月至次年4月为旱季。该工程是云锡有史以来井下导线最长、技术难度最大、施工周期最长、测量条件最恶劣的贯通工程，工程贯通后，将为云锡拓展找矿空间、持续发展起到重要作用。

1.2 矿山贯通工程测量实施方法及流程

1.2.2 贯通测量实施流程

1.2.1 贯通测量实施方法

视高考如生命的北方人，早在那个年月里就变态地迫切追求升学率了。我初中时便有晚课，分两个班，一个叫补差，一个叫培优，月考分数排名靠前去培优，靠后则去补差。我和朋友的功课都属于中不溜阵营，上下随便一波动就波动去了隔壁班，两人一会儿培优一会儿补差，好不热闹。

为确保工程质量达标符合要求，依托云锡公司的先进测量技术，按照规范和设计要求，制定合理、科学有效的技术路线、测量方案和技术措施。

具体施工方法包括：进行地表卡房、老厂与松矿坐标系统联测，检查或消除坐标系统差异；在井下进行陀螺经纬仪定向和数据平差处理，提高坑下控制精度：对坑内导线用3秒级别的导线进行全面复测，逐点统计坐标差值，杜绝资料错误，确保控制测量成果准确可靠；制定严密的技术措施，确保测设质量。

该项目工程是云锡公司三大找矿平台之一的1360平台，矿山贯通工程测量依托于云锡公司的技术支持，云锡公司具备矿山地表及井下控制测量、地形测量、大型贯通的测量技术能力，具有较先进的GPS静态、动态（RTK）全天候测量仪器、TC802全站仪、高精度陀螺定向仪、南方测绘技术软件等技术装备及水平。在大型贯通测量技术方面处于国内同行业的领先优势。

根据该工程案例情况，针对矿山贯通测量精度控制，实际实施主要流程如下：

（1）收集松矿、老厂井下首级测量控制资料，分析原有资料的可靠性；

（2）围绕本项目的关键点，制定经济上合理、技术上可行的测量方案，确保工程在规程允许范围内正确贯通；

（3）根据案例工程实际工况，编制贯通工程测量控制技术设计书；

（4）复测老厂1560中段至1360运输大巷8#口，松矿1360运输大巷8#口至1360南沿主巷，井下一级水准复测；

（5）在1360平台进行井下陀螺经纬仪定向、导线平差、资料改算，提高井下控制导线精度；

（6）工程放样、施工指导、质量检查与控制；（7）研究效果分析与评估、成果资料整理等。

3.1.1 GPS测量误差分析

2 矿山贯通工程测量精度控制方案实施要点分析

该项目于2015年3月实现准确贯通，各项指标均优于规范要求，精度较高，为1360中段地质找矿平台的建设奠定了基础。项目贯通测量精度控制采用的方案及实施要点分析如下。

AdcRegs.ADC_ST_FLAG.bit.INT_SEQ1_CLR=1; //清除AD中断的标志位

2.1 GPS测量精度控制实施方案

GPS测量技术是地面测量精度控制中常用的技术方案之一，得益于目前卫星定位技术的全面发展和普及，GPS测量技术在矿山贯通工程中也得到了广泛的应用。

依据本项目工程实际工况条件，选择松矿04-1、B10为测常数边，原新建矿1520坑口1101、K705为测常数边，煤炭冲以1302、1303为测常数边，陀螺定向观测主要限差见表2。

庐山西海的采摘养生旅游可以分为两个季节分别是夏季和秋季，庐山西海种植大量的杨梅，它是庐山西海的一大特产，杨梅成熟一般在5月份，所以为庐山西海的夏季采摘提供了条件。而庐山西海有许多橘子种植园，橘子成熟在10月份以后，它为秋季采摘提供了条件

为保证GPS测量精度，首先需要确定坐标联测方案和网形结构，为统一坐标系统或检查原有控制精度，采用成熟的GPS卫星定位技术进行松矿、原新建矿1520坑口、煤炭冲、南部工业园区按D级控制网要求进行联测，同时，以松矿原有Ⅳ等控制点长山、1420两点为基点布设，新埋设GLS1、1101、1302、1360、G141、G142点，中间过渡老厂原有控制丫口山、小黑山做检查，再延伸至南端工业园区的1360坑口，共13个点组成GPS控制网。GPS网按D级四等技术要求施测，采用独立观测边构成闭合图形，主要技术指标见表1。

2.1.2 GPS测量作业及数据处理要求

GPS作业需按照技术要求执行，首先，进入卫星采集前应观察测量pdop值，当测量值小于等于5时方可允许进入，在GPS测量过程中，要准确记录日期、天线高、点名、时段号等；其次，测量定位模式必须处于3D状态，每时段开机后，作业人员量取天线高，并及时输入测站名、时段号、天线高等信息，观测人员在作业过程中必须寸步不离，不得擅离职守，确保仪器设备的测量稳定；此外，观测过程中应避免使用对讲机、手机等对接收机产生信号干扰，雷雨天气时也应停测停线，防止雷击风险。再次，当GPS网最长边大于14公里时，要求同步采集时间必须大于120分钟，每日观测结束后，应及时将数据转存，防止观测数据丢失。针对GPS观测数据处理，统一用南方测绘GPS数据处理软件进行平差计算。平差启用参数依据长山、1420两已知点，推算其它11个GPS观测点的坐标和高程，并以此对数据进行处理。

2.2 陀螺经纬仪定向测量精度控制实施方案

公立高等院校作为财政拨款的事业单位，其预算是政府财政预算的重要组成部分，政府公共财政改革必将对高校事业发展产生比较大的影响，也给高校现行的预算编制带来不小的冲击。高校应该顺势而为，主动适应国家财政预算管理的改革节奏，建立跨年度预算平衡机制，因地制宜，适时运用滚动预算编制方法，编制与高校事业发展相适应的中长期预算。

2.2.1 陀螺常数测定方案的确定

陀螺经纬仪定向技术是坑内首级平面控制中常用的一种技术手段，本工程案例中以地面近井点长山、1420、1101、K705起测，按3秒导线的精度分别联测到松矿1360中段和原新建矿1520中段及以下，为了进一步提高坑内导线的精度，在本项目中1360、1450、1600中段的适当地段进行陀螺经纬仪定向，采用GAK1（10″级）陀螺仪和WILD T2（2″级）经纬仪进行定向测量，以此提升导线精度。

2.1.1 确定坐标联测方案和网形结构

2.2.2 坑下定向方案实施要点

本施工案例中，松矿在1360坑内已进行过四次陀螺定向，定向边之间相距2.5～5.5公里之间，最远边在中央竖井平巷岔口附近。1360基础平还有14公里待施工，按每3～5公里定一次，需要定向约5次。定向方法统一采用逆转点法，定向边长不得短于50m；仪器应严格整平对中，观测过程中水准气泡偏离不得超过0.5格，度盘位置变换180°/n，每一条定向边最少要观测两个测回，且要分别在测线两端点摆站观测，同一边两测回的陀螺方位角误差不得超过±30″。观测主要限差同样见表2。

2.3 坑内高程控制方案实施要点

坑内高程控制由直接水准和三角高程组成。1360坑内高程控制由地表Ⅳ等水准点引测进坑，坑内全程布设高级水准；1800运输大巷至1360基础平台、3线斜坡道至1360基础平台，由于坡度较大可采用三角高程控制，各段均须采用对向观测，各项技术指标如下。

第二类，商业聚集型。大多是河边的码头。如酉水流域的王村、里耶、洗车河、石堤、大溪、百福司、沙道沟；乌江流域的龚滩、淇滩、思渠等；清江流域的兹丘、景阳河、庆阳坝。

2.3.1 直接水准观测技术要求

直接水准观测技术中，需要遵循以下技术指标：首先，设置水准点，一般间隔300m～800m为一组，每组至少包含两个水准点，两个水准点间距不应低于30m且不宜超过80m；其次，水准测量时，每组水准点间往返各测一次，每站用不同仪高（或其他方法）观测，其互差应分别不大于3mm、4mm，前后视距离大致相等，视线长度选择15～75m之间；此外，直接水准观测中必须控制在一定的允许闭合差范围内，直接水准高程允许闭合差见表3。

采用三角高程测量时，首先，在每一站观测过程中，觇、仪高用小钢尺丈量两次，分别在观测开始和观测量结束时量取，两次丈量误差应小于2mm；其次，三角高程测量采用对向观测，天顶距观测一般采用二测回；再次，通过斜井导入高程时应不少于四测回，天顶距观测值取到1″，高程计算值取至1mm，其中，天顶距观测值限差需按表4中规定执行。

2.3.2 三角高程测量技术要求

3 矿山贯通工程测量精度控制方案优化策略分析

影响贯通工程测量精度的因素主要来自各项测量实施方案中的设计和操作误差，本施工案例中，为优化策略精度控制方案，需尽量减小各项测量方案以及测量仪器设备使用过程中的操作方法等产生的测量误差，对各项测量阶段误差分析及优化结果处理如下。

3.1 测量精度控制误差分析

晌午过后，柳含烟拿浴巾去井台摇起一桶水将整个头颅淹没水中好一会，因为她整个上午都在憧憬萧飞羽为她插上了自由的翅膀，可由于萧飞羽不仅是个名副其实的少年郎，她还能从他似乎把她当成了布娃娃清晰地感知他有童贞般的纯朴，所以她在萧飞羽眼里虽然是个年幼无知的丫头，萧飞羽在她心里也是个稚气未褪的孩子，也由于萧飞羽毕竟是个孩子她被插上自由翅膀的憧憬又与幻想交织，以致她越想越迷糊，越想越扑朔迷离。

将方法 1.3.1所提取到的花桥板栗淀粉配置成质量分数为10%的淀粉悬浊液，置于90 ℃热水中加热糊化30 min后，分别移装于平皿（90×15 mm）中并在室温条件下冷却，即得相态转变次数0次的淀粉凝胶样品。再将剩余淀粉凝胶依次移装密封置于-18 ℃的冰箱中进行冷冻处理，冷冻 22 h之后，将其放入30 ℃温水中进行融化，融化时间为2 h。至此获得水分子相态转变1次后的花桥板栗淀粉凝胶。按此方法依次制备相态转变次数为1、2、3、4、5、6、7次的淀粉凝胶样品，备用。

地面控制的误差主要来源于GPS测量控制，GPS测量的误差主要与卫星、传播途径以及接收设备等三个方面有关。因此，为了保证GPS接收机的观测精度，选点应尽量避开有强电磁辐射源的影响，如：发电厂、无线电台、电视发射天线、高压输电线等。还应注意周围不应有障碍物、大面积水域、树林等，防止引起多路径效应。据近10年GPS控制测量资料表明，平差后点位误差在1mm～20mm之间，边长相对误差为10～100万分之一。松矿坑口近井点至煤炭冲近井点之间距离为25公里。按十万分之一的精度计算，则点位误差约为±0.251m。

3.1.2 坑内平面控制误差分析

该项目贯通工程两端的坑内控制按照3秒导线布设，要求进行初测、复测和加测，其中加测为每3公里左右加测一段陀螺定向边。项目中坑内导线总长约31公里，按规程2.5万分之一的施测精度预计，则坑下控制的误差计算如下：首先计算单程3秒导线的误差为1.24m；其次计算坑下两端的陀螺定向误差为0.877m；最后，计算得出平面控制在贯通点总的点位预计误差为0.912m，该平面误差已经属于极限误差。

已有研究表明,不同的微胶囊包裹工艺方法对微胶囊的性质会有较大的影响。朱红梅等人比较了4种物理方法对制备香草兰精油微胶囊的影响[6]; 贺龙通过制备3种甜橙微胶囊,研究不同工艺步骤对微胶囊的性能的影响[7]; Zasypkin等人研究了不同的改性淀粉用于挤压糖玻璃化包埋风味物质的影响[8]; Tackenberg等人采用麦芽糊精、蔗糖和水的混合物对风味油进行包埋,研究各组分对胶囊固体性质影响[9]。目前,虽然有较多论文研究了不同的微胶囊制备工艺对微胶囊的影响,但是针对挤压法的工艺研究较少。

3.1.3 地表和坑内高程控制误差分析

地表高程控制误差：个旧矿区于1964～1966年之间已建设有Ⅲ、Ⅳ等水准网，各大矿山均是由此网引测至本矿区，再联测至坑口近井点。联测线路一般都是沿公路行进，松矿至卡房公路线长约50公里，按三等水准每公里高差中误差6mm计算，地表水准高程中误差为±0.42.4mm。

坑内高程控制误差：该项贯通工程坑内高程控制实施中，北端13公里为直接水准控制，南端约17公里计划用三角高程控制，三角高程观测采用全站仪往返观测，所以高程误差预计参照坑下高级水准的精度要求进行预计。在贯通点总的高程误差为97.6mm，取二倍中误差为极限误差则为±192.5mm。

1.2.1对照组采用方法 本组研究对象实施2D DSA脑血管检查，采用心血管造影系统进行检测，仪器由GE公司提供的GE LCV-Plasw，经股动脉实施血管造影，选用非离子型对比剂。

3.2 优化处理结果

通过以上误差分析，可以得出优化结果如下：

（1）参测单位现有的人员结构、设备仪器可满足该项工程的需求。但在实施过程中须加强组织管理和技术检查，确保认识一致，测设质量达标。

紧急切断阀应具有自动和手动关闭功能，手动关闭功能包括控制室遥控关闭和现场手动关闭[9]。当液位高高或低低报警时通过SIS完成联锁紧急切断功能，及时切断储罐进出口管道上的进出口阀门，避免溢油冒罐或抽瘪储罐的情况发生；同时，在操作站设置紧急切断阀的远程控制开关，或在SIS辅操台上设置紧急关阀按钮，便于操作人员在发生火灾或安全联锁失效等突发状况时能够远程手动切断阀门；另外，安装于火灾危险区域外的现场操作开关可以使现场人员在第一时间发现异常后及时切断阀门，防止事故升级。

（2）由误差预计得出：平面极限误差为±0.912m，竖直面极限误差为±0.195m。平面预计误差已小于允许偏差值（允许±1.0m），竖直面预计误差小于允许偏差值（允许值±0.3）。说明贯通测量方案合理可行。

（3）松矿与卡房现用的边长投影参数——平均曲率半径虽然不同，但由于平均曲率半径相差小于500m影响的误差较小，可以忽略不计。

4 结语

贯通测量是矿山井下工程建设实现井下运输、通风、开采系统重要工作之一，也是一个系统的、综合的测量技术工作，不仅考验着施工单位的技术能力，也考验着贯通测量作业人员的技术水平。施工单位应重视矿山贯通工程测量精度控制问题，采用先进的测量技术，同时，严格执行测量精度控制要求，对测量过程中产生的误差进行分析，不断优化测量方案，尽量减少测量误差，确保贯通测量数据的精准可靠。

[1]北京市规划委员会．建筑工程施工测量规范[M]．北京：中国建筑工业出版社，2013，6．

[2]刘明月，浅析矿山隧道工程测量精度控制问题及优化对策[J]，隧道工程施工技术，2019．07．

[3]马洪涛，论矿山贯通工程测量中精度控制问题及解决策略[J]，工程测量技术，2018．12．

[4]张世宏，隧道工程施工中导向测量技术及应用前景分析[J]，公路与隧道工程，2020．11．

[5]吴静泽，穿山隧道导向测量方法应用及测量重难点分析[J]，建筑工程机械，2019．05．