雙系統(tǒng)長距離貫通測量的實(shí)施

李永康，李赟瑜

1.陜煤韓城礦業(yè)公司下峪口煤礦，陜西 渭南 715405

2.陜煤韓城礦業(yè)公司地質(zhì)測量部，陜西 渭南 715400

1 工程概況

該工程全長10463.7m，屬于特大型貫通；加之2-1采區(qū)2#?；匚挥诘诙?，其測量資料是由立井（上世紀(jì)90年代初)測量資料推算的，而4215-2#瓦聯(lián)位于第一水平，其測量資料是由平硐（上世紀(jì)80年代初）推算的。規(guī)程規(guī)定，貫通中線偏差小于0.5m，腰線偏差小于0.2m。因此貫通測量對于整個工程來說是至關(guān)重要的。

2 貫通測量誤差預(yù)計

貫通測量設(shè)計圖略。

1）經(jīng)計算K點(diǎn)在高程上的預(yù)計誤差為:

2）經(jīng)計算K點(diǎn)在水平重要方向上的預(yù)計誤差為:

由于導(dǎo)線長度過大，在水平重要方向上的預(yù)計誤差超過了規(guī)程規(guī)定值。因此必須采取相應(yīng)的措施，確保準(zhǔn)確順利貫通。

3 誤差分析

貫通誤差是由測量儀器、環(huán)境、觀測人員水平等多種因素引起的。但主要的誤差來源有兩個方面，一是已知點(diǎn)的測量誤差（起始點(diǎn)點(diǎn)位誤差和起始邊方位角誤差），二是導(dǎo)線測量過程中的誤差（測角、量邊誤差)。

3.1 起始點(diǎn)點(diǎn)位誤差、起始邊方位角誤差對貫通的影響分析

起始點(diǎn)點(diǎn)位誤差在導(dǎo)線測設(shè)過程中是等量傳遞的，不會對貫通產(chǎn)生大的影響，但是起始邊方位角的誤差將對貫通產(chǎn)生較大影響，其影響大小與導(dǎo)線形狀、長度等有關(guān)。對直伸形和測站數(shù)多、導(dǎo)線長度較長的支導(dǎo)線來說影響將更大。起始方位誤差對貫通橫向（X軸方向）誤差大小可由下式計算:

式中m αι—起始邊方位角誤差；

△y—橫坐標(biāo)之和。

對于該貫通，坐標(biāo)系統(tǒng)的統(tǒng)一是至關(guān)重要的。

3.2 導(dǎo)線測量過程中的誤差對貫通影響分析

導(dǎo)線測量過程中誤差，包括測角、量邊誤差?？捎孟旅娴慕乒奖硎?

式中:mβ為測角中誤差；

a為量邊偶然誤差系數(shù)；

b為量邊系統(tǒng)誤差系數(shù)；

△y i為起始點(diǎn)到支導(dǎo)線各點(diǎn)的坐標(biāo)差；

l i為支導(dǎo)線各邊長的觀測值；

αi為支導(dǎo)線各邊方位角的觀測值。

由上式知道，導(dǎo)線最弱點(diǎn)（貫通點(diǎn)）在水平重要方向（與巷道掘進(jìn)方向垂直）上的誤差m x是由角度測量誤差引起的，m x其大小與測角誤差mβ 成正比。因此測角誤差是影響貫通精度的主要因素。在巷道方向（與巷道掘進(jìn)方向一致）上的誤差m Y 是由邊長測量誤差引起的。

通過上面分析可以得出，對于本工程，精度要求較高的是水平重要方向。也就是說起始邊方位角誤差和測量過程中的測角誤差是影響貫通精度的主要因素。

4 貫通控制測量方案及減少誤差的措施

4.1 測量方案

建立獨(dú)立的測量控制網(wǎng)。對于平面控制，考慮到一、二水平坐標(biāo)系統(tǒng)的統(tǒng)一和貫通導(dǎo)線較長等因素，我們對一、二水平進(jìn)行了導(dǎo)線連測，這樣可以最大限度地消除起始資料和控制測量對貫通的影響。

4.2 減少誤差的措施

貫通測量結(jié)果的好壞，關(guān)鍵是外業(yè)觀測的工作質(zhì)量。因此在實(shí)際施測過程中，根據(jù)施測成果衡量所達(dá)到的精度，每一步都進(jìn)行了可靠的檢核，并經(jīng)常深入井下檢查和調(diào)整貫通巷道的方向和坡度，以盡量減少測量誤差對工程的影響。

1）井下平面控制測量采用導(dǎo)線測量方法進(jìn)行。施測時嚴(yán)格遵守《規(guī)程》7″級導(dǎo)線的有關(guān)規(guī)定。高程控制測量采用三角高程測量的方法與平面控制測量同時進(jìn)行；

2）井下控制導(dǎo)線各獨(dú)立測量四次；

3）確保原始資料的可靠性；對該工程設(shè)計進(jìn)行了認(rèn)真的檢核；

4）對于對中誤差，我們盡量采用三架法測量，以減小儀器和覘標(biāo)對中誤差對導(dǎo)線測角的影響；盡最大限度的采用長邊導(dǎo)線；同時在風(fēng)大的地點(diǎn)測量時采取有效的擋風(fēng)措施以減小儀器和覘標(biāo)對中誤差的影響。

5 貫通測量施測

1）井下導(dǎo)線的布設(shè)

導(dǎo)線點(diǎn)全部布設(shè)在頂板上。施工導(dǎo)線直線段邊長為60m～80m，曲線段除外?？刂曝炌▽?dǎo)線采用跳點(diǎn)法測設(shè)，邊長大約在140m～200m。邊長改正公式為

式中SAB—全站儀測量的斜長；

αAB為儀器測量的豎角，則A、B兩點(diǎn)的高差值

其中i-儀器高； v-覘標(biāo)高。

2）高程測量平巷采用S3水準(zhǔn)儀進(jìn)行。斜巷采用全站儀三角高程方法測量，往、返觀測。儀器、覘標(biāo)高精確量至毫米位。豎角觀測兩測回，測回互差小于15″。往、返觀測計算出的高差限差小于15mm，計算公式仍采用。

其中K=0.08

6 貫通精度

貫通后經(jīng)聯(lián)測，方位角閉合差28″，點(diǎn)位誤差△x=0.011m，△y=0.343m，最大相對閉合差0.138m，完全達(dá)到了貫通要求的標(biāo)準(zhǔn)。

7 結(jié)論

這次雙系統(tǒng)長距離貫通測量的實(shí)施，取得了比較高的精度。從這次貫通測量的成功實(shí)施中主要取得如下結(jié)論:

1）對于較大的貫通工程，建立獨(dú)立的測量控制網(wǎng)是非常重要的。對于本次貫通的平面控制，我們考慮到一、二水平坐標(biāo)系統(tǒng)可能不統(tǒng)一，因此對一、二水平進(jìn)行了導(dǎo)線連測，這樣可以最大限度地消除起始資料和控制測量對貫通的影響；2）對于影響測角精度的主要因素對中問題，我們盡量采用三架法測量。確實(shí)需要儀器和覘標(biāo)對中時，采取有效的擋風(fēng)措施和大垂球以最大限度地減小對中誤差對導(dǎo)線測角的影響。盡最大限度的采用長邊導(dǎo)線。從貫通結(jié)果看，這些措施的實(shí)施極大地提高了導(dǎo)線施測精度；3）注意原始資料的可靠性，我們對該工程設(shè)計的資料，包括方位、坐標(biāo)、距離、高程、坡度等都進(jìn)行了認(rèn)真的檢核。對測量起算數(shù)據(jù)反復(fù)查對，確保準(zhǔn)確無誤。為了確認(rèn)井下測量起始點(diǎn)是否受采動影響，每次測量前，我們進(jìn)行了專門的檢查測量，在查明確無破壞和位移后再使用；4）貫通結(jié)果的好壞，一是看選擇的貫通方案和測量方法是否正確，二是看外業(yè)觀測工作的質(zhì)量。因此我們在實(shí)際施測過程中，及時根據(jù)施測成果進(jìn)行精度評定，并及時填圖，通過多種方法對測量結(jié)果的可靠性進(jìn)行檢核，這樣可以確保測量成果的準(zhǔn)確。

[1]王紹林，何滔，桑光燦.煤礦測量手冊[M].北京:煤炭工業(yè)出版社，1979.

[2]煤礦測量規(guī)程[M].北京:煤炭工業(yè)出版社，1989.