井深660m中段兩井大型貫通測量

趙炳晨，查海濤，李梅林

（銅冠礦山建設股份有限公司，安徽銅陵244000）

井深660m中段兩井大型貫通測量

趙炳晨*，查海濤，李梅林

（銅冠礦山建設股份有限公司，安徽銅陵244000）

大型貫通測量是礦山測量工作的一項重要工作，貫通工作質量的好壞，直接關系到整個礦山的安全生產和社會效益。敘述了贊比亞謙比西東南礦體井深660m中段南風井與副井兩井貫通測量的誤差預計及具體實施。該方法對類似工程的貫通測量有一定的參考價值。

貫通測量；誤差預計；陀螺定向；千米長鋼尺

1　工程概況

贊比亞謙比西東南礦體南風井地面井口標高＋1218.8m，井深 677.6m；副井地面井口標高 ＋1233.615m，井底標高＋80m，井筒深度1153.615m，井深680m中段石門巷從井筒邊開始施工了40m。貫通巷道全長為1822.02m，地面控制測量線路長2973m，貫通測量路線長約4795m，是該礦建礦以來首次遇到的最長距離的巷道貫通工程。技術上要求很高，測量系統復雜，工作量大，貫通難度大。

目前，因副井井筒下掘施工（施工至+329.615m），井深660m中段已停施工。該中段主要是從南風井獨頭掘進。從工程的具體情況來看，該工程預計在距副井井中40m處貫通。貫通相遇點明顯地偏向于副井，對貫通精度十分不利。

2　貫通質量要求

兩井間巷道對接貫通或巷道與井筒馬頭門的對接貫通，依據《有色金屬礦山井巷工程測量規范》（YSJ415-93）[2]要求，貫通測量接合點中線允許偏差為30cm，豎直方向上的允許偏差為20cm。

3　貫通測量方案

3.1已有測量資料情況

礦部地面已建立了控制點多個，因場地的變更，現已保薦的僅2個點SE8-1和SE09。

3.2井深660m貫通測量方案

以全站儀為主測設導線。地面控制測量重新進行連接復測,同一根鋼絲同樣方法在貫通巷道的兩端井筒內分別導入高程。從整個貫通工程來看，該貫通測量誤差的來源主要是地面控制測量，井筒聯系測量和井下控制測量3個部分。

3.2.1地面控制測量

地面由2個控制點SE8-1和SE09開始，用徠卡TS02 plus2″R500全站儀[2（″1+1.5×10-6×Dmm）]測設7″級導線至副井與南風井，并分別建立了副井與南風井的近井點和近井邊。施測時水平角1次對中2個測回，距離和高差往返各測6次，導線獨立施測2次。三角高程測量按四等水準的精度要求，其對向觀測高差較差為±40Dmm（D為全站儀測距水平長度，以km計算），儀器高、覘標高采用鋼尺量至毫米級。施測時各項限差均符合規范規定。

3.2.2聯系測量

這部分包括2條豎井（副井與南風井）的聯系測量。聯系測量所用的測量設備為徠卡TS02 plus2″R500全站儀2臺套，DS3水準儀2臺，1000m長鋼尺，中船重工GT3-3型陀螺經緯儀。

（1）南風井聯系測量。定向時采用2根長1000m?1.4mm的碳素彈簧鋼絲雙線投點至井深660m，以建立其近井點和近井邊，同時用1000m長鋼尺和2臺全站儀將地面近井點的高程導入至井下定向點上。巷道施工到一定長度時，再用陀螺經緯儀進行陀螺定向，修正幾何定向時的方位角。

（2）副井聯系測量。因副井660m巷道從井中始，只施工了40m就轉入到豎井井筒的下掘，考慮到井下巷道的空間條件，在施工該巷道時，僅在地面井筒封口盤上適當位置用全站儀放樣出馬頭門方向上的一邊線點，同時對井中進行實測，并將其調至馬頭門方向上。利用該中線和邊線，用瞄直法指導馬頭門及其外延巷道平面的施工；同時用1000m長鋼尺和2臺水準儀將地面近井點的高程導入至井下高程控制點上，以指導該馬頭門及其外延巷道頂底板的施工。

導入高程獨立進行2次，其互差不得超過井深的1/8000。這樣聯系測量的誤差主要包括投點誤差、水平角測量誤差以及鋼尺導入高程誤差。

3.2.3井深660m中段控制測量

（1）平面控制測量。井深660m中段南風井與副井巷道長1822.02m。用徠卡全站儀測設一級導線，水平角采用測回法或全圓觀測法一次對中2個測回測角，并變換度盤位置，邊長往返各4個測回，導線獨立施測2次，各項限差均符合相應規范規定。

（2）高程控制測量。高程控制測量用DS3水準儀施測一級水準，2次儀高測定，其較差不符值不得大于4mm。

4　誤差預計所需基本參數的確定

（1）因地面是由2個控制點SE8-1和SE09分別施測至副井與南風井，這樣可認為這2點的測量誤差對貫通點K不構成影響。

（2）地面采用導線方案時的誤差預計，測角中誤差：

mβ1=±7″

（3）南風井+1218.8m至井深660m定向投點誤差：

me1=±4mm

（4）副井+1233.615m至井深660m定向投點誤差：

me2=±4mm

（5）副井瞄直法施工測量40m巷道所引起的誤差：

m1=±100mm

（6）南風井井深660m中段徠卡全站儀測角中誤差：

mβ2=±10″

（7）井深660m水平陀螺定向誤差：

mβ陀=±10″

（8）地面及井下導線各點與K點連線在Y′軸上的投影長度RY′（m），在設計圖上量取（見圖1）,其數據見表1。

表1　地面及井下導線各點與K點邊線在Y′軸上的投影長度

（9）導線量邊誤差按儀器標稱精度計算，見表2。

表2　地面及井下導線量邊誤差

（10）南風井和副井地面近井點的三角高程測量每公里的高差中誤差：

ml上=±20mm

（11）南風井和副井（井深660m）導入高程中誤差：

mh=±29.2mm

（12）井下Ⅰ級水準測量中誤差：

mh1=±15mm，

5　貫通測量誤差預計

根據施工計劃，預計K點為貫通點。過K點作X′軸和Y′軸（X′軸與Y′軸垂直），建立誤差計算假定坐標系，其點位布置見貫通誤差預計圖1。

5.1貫通相遇點K在水平重要方向X′上的誤差預計

（1）地面導線測量引起K點在X′方向上的測角誤差（角度獨立測量2次）：

量邊誤差引起的（邊長獨立測量2次）：

式中：ml上——量邊誤差；

α′——各邊與X′軸方向的夾角。

（2）南風井2次定向平均值引起的誤差：

（3）南風井一井定向的投點誤差：

me1=±4(mm)

（4）副井瞄直法的投點誤差：

me2=±4(mm)

（5）南風井井深660m水平導線測量引起K點在X′方向上的誤差：

由測角誤差引起的（角度獨立測量2次）：

由量邊誤差引起的（邊長獨立測量2次）:

式中：ml下——量邊誤差；

α″——各邊與X′軸方向的夾角。

（6）由陀螺定向引起的誤差:

式中：RYo——F5點與K點連線在Y′軸上的投影長；

OⅡ——F1點與F16點間導線重心。

（7）貫通在水平重要方向X′上的總誤差：

取2倍中誤差作為極限誤差：M允＝2M＝±264.28(mm)

5.2貫通相遇點K在高程上的誤差預計

（1）地面三角高程測量引起的K點高程誤差：

（2）貫通在高程上的總中誤差（以上各項高程測量均獨立進行2次）：

（3）貫通在高程上的預計誤差：

從誤差預計可說明，該測量方案可滿足工程規范規定要求，南風井井深660m與副井的貫通可遵照上述方案執行。

6　貫通精度及閉合差

6.1貫通實際偏差

該巷道貫通后，其實際偏差值見表3。

表3　貫通實際偏差值

6.2貫通導線的閉合差

貫通偏差能滿足巷道的正常使用，達到了預期的目的。

7　結語

該工程的順利貫通，為我們提供了許多值得借鑒的經驗。

（1）在復雜條件下的大型貫通測量，應有準確并優化了的貫通誤差預計，使誤差控制在允許范圍內。

（2）測量人員必須認真負責貫通測量中的各項工作，增加檢核條件，避免粗差，保證測量成果的精度和可靠性。

（3）井筒條件惡劣時，應在定向水平進行陀螺定向，修正幾何定向時的方位角偏差，提高貫通測量精度。

（4）井筒內聯系測量時，井上、下必須明確專人負責，專人管理信號聯系；進入井筒須配帶安全帶，并應特別警惕不要將物件掉入井筒，以確保人員、設備、設施安全。

[1]張國良.礦山測量學[M].徐州：中國礦業大學出版社.

[2]YSJ415-93有色金屬礦山井巷工程測量規范[S].

[3]李良輝.西溝礦技術改造工程井巷貫通測量誤差預計[J].甘肅科技，2013,29（5）：36.

P21

B

1004-5716（2016）11-0126-04

2016-01-05

2016-01-13

趙炳晨（1990-），男（漢族），安徽銅陵人，助理工程師，現從事礦山技術測量和管理工作。