云嶺鐵礦—156m大型平巷貫通測量精度分析

摘要：云嶺鐵礦-156m大型平巷貫通已經結束多年了，本文從測量理論上對當時的測量方法進行論證，以便今后對有類似的測量工程起到借鑒作用。

關鍵詞：平巷 貫通 精度分析 中誤差

中圖分類號：TD175 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）09（c）-0068-02

1 工程概況

云嶺鐵礦-156m大型平巷貫通工程于2005年中開始施工，Ⅱ井當時下到-153m。

從Ⅱ井-153m向Ⅰ井方向貫通掘進的巷道，先掘進到-153mⅡ井井底車場位置后，再向Ⅰ井方向掘進到K點暫停施工；而Ⅰ井-156m貫通巷道由井底直接以3‰的坡度向預定的貫通相遇點K掘進和Ⅱ井方向掘進過來的巷道貫通。貫通相遇點設計在離Ⅰ井914m處，巷道規(guī)格2.8m×3.0m，全斷面掘進，貫通巷道總長為1123m。

工程要求：允許中線偏差±0.30m，腰線偏差±0.20m。

2 貫通測量工作

云嶺鐵礦Ⅰ井和Ⅱ井之間地面為丘陵地區(qū)，兩地受礦區(qū)同一四等三角網所控制，Ⅰ井1點和Ⅱ井1點都是四等三角網中的點，利用這兩個點做近井點，施測了兩條支導線至Ⅰ井井口和Ⅱ井井口，地表導線施測用TS02全站儀觀測之。達到I級導線的精度要求。

Ⅰ井地面至-156m定向和Ⅱ地面至-153m定向均為單井定向，連接圖形為延伸三角形，定向分別獨立地進行了兩次，定向測量中誤差為±35”。上述二個定向使用的儀器均為DJ2級經緯儀。

井下導線測角以DJ2經緯儀兩個測回測定，邊長采用鋼尺往返兩次丈量，達到井下I級導線所規(guī)定的各項規(guī)范要求。

地面高程的聯測以Ⅱ井附近的B1點標高為起點，使用S3型水準儀按四等水準測量的要求進行往返觀測。導入高程采用長鋼尺懸掛井筒導入。井下高程采用S3型水準儀，按井下I級水準測量要求進行施測。

貫通巷道的施測過程見（示圖）。

3 巷道貫通后實際偏差情況

工程于2006年4月竣工，巷道在預期地點貫通后經測量，巷道實際平面位置偏差0.200m，高程偏差0.031m，符合工程要求。

4 精度分析

4.1 對水平重要方向的精度分析。

（1）地面測角誤差的影響Mxβ上

Mxβ上=±（mβ上導/p ）·√（ΣRy2i上導）+（mβ上網/p）·√（ΣRy2i上網）

mβ上導—地面導線測角中誤差，mβ上導=±7”

mβ上網—地面三角網測角中誤差，mβ上網=±2.5”

Ryi上導—地面導線第i點與K點聯線在假定的Y軸上的投影長度。

Ryi上網—地面三角網第i點與K點聯線在假定的Y軸上的投影長度。

ΣRy2i的計算如表1：

ΣRy2i上導=1278872

ΣRy2i上網=743618

Mxβ上=±（7/206265）·√1278872+（2.5/206265）·√743618

≈±0.049m

（2）地面量邊誤差的影響Mxl上

Mxl上=±√（Σm2li上·cos2αi上）

αi—地面第i邊與假定的x軸之間夾角

mli上—地面第i邊的量邊誤差可取mli=li上/（2×√2×4000）

Σm2li上·cos2αi上的計算如表2：

Σm2li上·cos2αi上=0.0024

Mxl上=±√0.0024≈±0.049m

（3）定向測量誤差的影響Mx。

Mxo=±（mαo/ρ）·Ryo

mαo—定向誤差，即井下導線起算邊坐標方位角的誤差，在這里 mαo1=mαo2=±35”。

Ryo—井下導線起算點與K點聯線在假定的Y軸上的投影長度，Ryo1=540.8米，Ryo2=241m。

Mxo1=±（35/206265）×540.8≈±0.092m

Mxo2=±（35/206265）×241≈±0.041m

注：O1指Ⅰ井定向，O2指Ⅱ井定向。

（4）井下導線測量中誤差

Mxβ下=±（mβ下/ρ）·√（ΣRy||i下）

mβ下—測角中誤差，mβ下=±7”

Ryi下—井下導線第i點與K點聯線在假定的Y軸上的投影長度。

ΣR||yi下之計算如下表3：

ΣR||yi下=3215983

Mxβ下=±（7/206265）·√3215983

=±0.061米

（5）井下導線量邊誤差的影響Mxl下

Mxl下=±√（a||Σli下·cos||αi下+b||Lx下）

li下—井下導線第i邊長度

αi下—井下導線第i邊與假定的X軸間之夾角

a，b—井下量邊的偶然誤差與系統(tǒng)誤差的影響系數，這里a=0.0005，b=0.00005。

Lx下—井下導線兩個起算點的聯線（CA下-CB下）在假定的X軸上的投影長度，Lx下=787。

Σli下cos||αi下如下表4。

li下cos||αi下=752.6

Mxl下=±√（0.0005||×752.6+0.00005||×787||）=±0.042m

（6）上述各項誤差的綜合影響Mx

Mx=±（1/√2）×√（Mx||β上+Mx||l上+Mx||ol+M||xo2+Mx||β下+Mx||l下）

Mx=±（1/√2）×√（0.049||+0.049||+0.092||+0.0041||+0.061||+0.042||）

≈±0.101m

（7）貫通相遇點K在水平重要方向的限差Mx限

Mx限=2Mx=±0.202m

（一）對豎直重要方向的精度分析

（1）地面水準測量誤差的影響

MH水上=±μ√L

L—地面水準測量路線長度，L=1.56km

μ—每公里水準測量中誤差，四等水準μ=±10mm

MH水上=±10×√1.56≈12.48mm≈±0.012m

（2）導入標高誤差的影響MHO

一次導入標高的中誤差為：

（3）井下水準測量誤差的影響MH水下

（4）上述各項誤差的綜合影響MH

（5）貫通相遇點K在豎直重要方向的限差MH限

MH限=2MH=±2×0.021=±0.042m

通過精度分析所得的限差與實際偏差比較可以看出，實際偏差小于限差。這說明從理論上講，施測方法是正確可行的。

參考文獻

[1] 武漢測繪學院測量學編寫組編著.高等學校試用教材測量學[M].北京：測繪出版社出版，1980.

[2] 采礦手冊編輯委員會編.采礦手冊：第一卷[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1988.

[3] 李青岳.高等學校試用教材工程測量學[M].北京：測繪出版社出版，1984.