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1、大型贯通测量设计论文 目 录前言11 芦北矿区概况211 区域构造位置以及特征212 井田构造特征22 贯通测量概述321 贯通测量322 井巷贯通允许偏差和误差预计参数4com 贯通允许偏差的确定4com 贯通测量误差预计43 第一贯通方案831 贯通测量方法832 贯通误差预计1133减小误差措施144 第二贯通方案1541 贯通测量方法15com 平面控制测量方案15com 地下控制测量方案17com 矿井联系测量方案17com 地面及井下高程控制测量方案19com 导入高程方案1942 贯通误差预计19com用GPS布网时的贯通误差19com 地下控制方案205 最优方案的选择2451
2、 在平面控制方面2452 在井下控制方面246 结论和建议26致谢27参考文献28附录A 译文29附录B 外文文献41前言贯通测量尤其是大型巷道贯通测量是矿山测量工作的一项重要工作贯通工程质量的好坏直接关系到整个矿井的建设生产和经济效益为了加快矿井的建设速度缩短建井周期保证正常的生产接替和提高矿井产量经常采用多井口或多头掘进这样就会出现两井间或井田的长距离巷道贯通测量所以两井间贯通测量就成为了矿井生产中必不可少的一项工作4近50年来随着电子技术计算机技术光机技术和通讯技术的发展测绘仪器制造也得到了长足进展其高科技产品代表之一就是电子全站仪全站仪是当前比较流行也比较实用的测绘仪器应用全站仪与传统
3、的科技手段和地质勘探技术理论相结合在矿山勘探设计开发和生产运营的各个阶段对矿区地面和地下的空间资源和环境信息进行采集存储处理显示利用将极大地提高资源勘探的效率降低成本减少人力物力使矿区开采更加有效地进行国际上矿山测量仪器正向着多功能小型化数字化和全自动化方向发展目前国内外两井贯通理论比较成熟两井间贯通必须遵循以下原则1在确定测量方案和方法时应保证贯通所必须得精度过高和过低得精度要求都是不可取得2对完成得测量和计算工作均要有客观得检查如进行不少于两次独立测量计算由两人分别进行或采取不同得方法不同计算工具等在此我们做了芦北矿两井贯通测量矿井的顺利贯通加快了了矿井的建设速度缩短了建井的周期保证了正常
4、的生产交替并且提高了矿井的年产量1 芦北矿区概况芦北矿是由阳煤集团投资新建的大型现代化矿井该矿区位于阳泉市一期总体规划区的东北部该矿距离阳泉市区约28公里建设规模为年产原煤300万吨总投资约15亿元人名币煤矿工业广场占地400亩井田面积2002平方公里探明的资源储量为20845亿吨矿井服务年限为52年建设周期为2年芦北矿井田位于山西省昔阳县境内井田地理坐标为东经113o33113o40北纬37o3037o39井田含地层为石炭系海陆交互相含煤建造本溪组上石炭系太原组和下二叠系陆相沉积山西组其主要含煤地层为太原组山西组含煤6-19层11 区域构造位置以及特征芦北井田区域构造位于沁水坳陷的东北边缘北
5、段太行山隆起之西翼基本构造形态为走向北北西向南西西向倾斜的单斜构造在此单斜又发育次一级呈S反S型的波状褶曲影响可达20度以上断层褶曲轴向为北东少数为北西陷落柱较发育12 井田构造特征芦北井田构造处于阳泉矿区地层走向由北西向南北方向的转折地带先后经过三次应力的作用先期为南北向的挤压应力其后是东西向的挤压压力作用后期为南北向的扭动应力作用三次力的作用一次比一次强烈每次都兼有南北方向的扭动因而它的构造形态表现出双重性井田东部的断层褶曲主要表现为南北向特征井田中不西部的断层褶曲又主要表现为东西向特征总体上全井田为走向北西向南西向倾斜的单斜构造次一级的褶曲大多为北东向少数为北西和南北向断层主要密集于东部
6、2 贯通测量概述21 贯通测量采用两个或多个相向或同向的掘进工作面分段掘进巷道使其按设计要求在预定地点彼此结合叫做巷道贯通在煤矿开采过程中贯通测量是矿井建设发展的重要一环由于贯通测量工作涉及地面和井下不但要为矿山生产建设服务也要为安全生产提供信息以供管理者做出安全生产决策贯通测量的任何疏忽都会影响生产甚至可能导致事故的发生因此贯通测量是一项非常重要的测量工作测量人员所肩负的责任是十分重大的如果因为贯通测量过程中发生错误而导致巷道未能正确贯通或贯通后结合处的偏差值超限都将影响巷道质量甚至造成巷道报废人员伤亡等严重后果在经济和时间上给国家造成重大的损失因此要求测量人员一丝不苟严肃认真对待贯通测量工
7、作贯通测量工作中一般应当遵循下列原则 1 要在确定测量方案和测量方法时保证贯通所必须的精度既不能因精度过低而使巷道不能正确贯通也不能因盲目追求过高精度而增加测量工作量和成本 2 对所完成的每一步测量工作都应当有客观独立的检查校核尤其要杜绝粗差贯通测量工作的主要任务包括6根据贯通巷道的种类和允许偏差选择合理的测量方案和测量方法重要贯通工程要进行贯通测量误差预计根据选定的测量方案和测量方法进行各项测量工作的施测和计算以求得贯通导线最终点的坐标和高程各种测量和计算都必须有可靠的检核对贯通导线施测成果及定向精度进行必要的分析并与误差估算时所采用的有关参数进行比较若实测精度低于设计的要求则应重测根据求得
8、的有关数据计算贯通巷道的标定几何要素并实地标定贯通巷道的中线和腰线根据掘进工作的需要及时延长巷道的中线和腰线定期进行检查测量和填图并根据测量结果及时调整中线和腰线巷道贯通后应立即测量贯通实际偏差值并将两边的导线连接起来计算各项闭合差还应对最后一段巷道的中腰线进行调整重要贯通工程完成后应对测量工作进行精度分析作出技术总结22 井巷贯通允许偏差和误差预计参数com 贯通允许偏差的确定井巷贯通一般分为一井内巷道贯通两井之间的巷道贯通和立井贯通3种类型凡是由一条导线起算边开始能够敷设井下导线到达贯通巷道两端的均属于一井内的巷道贯通两井间的巷道贯通是指在巷道贯通前不能由一条起算边向贯通巷道的两端敷设井下
9、导线而只能由两个井口通过地面联测联系测量再布设井下导线到待贯通巷道两端的贯通立井贯通主要包括从地面及井下开凿的立井贯通和延深立井时的贯通1贯通巷道接合处的偏差值可能发生在3个方向上水平面内沿巷道中线方向上的长度偏差水平面内垂直于巷道中线的左右偏差竖直面内垂直于巷道腰线的上下偏差以上三种偏差中第一种偏差只对贯通在距离上有影响对巷道质量没有影响后两种偏差和对于巷道质量有直接影响所以又称为贯通重要方向的偏差井巷贯通的允许偏差值主要根据工程的需要按井巷的种类用途施工方法及测量工作所能达到的精度确定在一般情况下可以采用如下数值平巷或斜巷贯通时平巷或斜巷贯通式中线间的允许偏差可采用03-05m腰线间的允许
10、偏差值可采用02m立井贯通时全断面开凿井同时砌永久井壁井筒中心间的允许偏差可采用01m小断面开凿时可采用05m立井贯通全断面掘砌并在破保护岩柱之前预安罐梁罐道时井筒中心间允许偏差可采用0015-003mcom 贯通测量误差预计井巷贯通工程的质量对矿井建设和生产有重大影响因此必须按规程规定认真进行设计和精心组织工程施工对于大型贯通工程最好采用以下方法采用光电测距导线建立地面独立控制采用陀螺全站仪进行矿井定向井下贯通导线应合理地加测陀螺定向边并进行平差23 两井间巷道贯通误差预计参数1 测量误差引起贯通相遇点K在水平重要方向上的误差预计公式 地面控制采用莱卡精密导线测量方案时的误差预计公式 测角误
11、差的影响Mx上 2-1 量边误差的影响 2-2 或 2-3式中地面导线测角中误差 各导线点与K点连线在y轴上的投影长度 导线量边误差 L导线边长 两定向连接点的连线在x轴上的投影长度 地面导线量边偶然误差系数 地面导线量边系统误差系数 各导线x轴之间的夹角定向误差引起K点在x轴上的误差预计公式 2-4式中ma0定向误差即井下导线起算边的坐标方位角中误差 Ry0井下导线起算点与K点连线在y轴上的投影长度井下导线测量误差引起K点在x轴上的误差预计公式 测角误差的影响 2-5式中 m下井下导线测角中误差 Ry下井下导线各点与K点连线在y轴上的投影长度若导线独立测量n次则n次测量平均值的影响为Mx下
12、2-6量边误差的影响Mxl下 2-7式中 为井下光电测距的两边误差 为导线各边与x轴的夹角各项误差引起K点在x轴上的总中误差预计公式MxK 2-8如果以上观测都独立进行两次的话那么MxK 2-92测量误差引起贯通相遇点K在高程上的误差预计公式地面水准测量误差引起K点在高程上的误差预计公式规程规定井口水准点的高程测量应按地面四等水准测量的精度要求施测四等水准支导线往返测的高程平均值的中误差为5Mh上 mm 2-10式中 L水准线路的单程长度km 导入高程误差引起K点在高程上的误差预计公式Mh0 2-11式中h为两次独立导入高程的互差规程规定hh为井筒深度井下水准测误差引起K点在高程上的误差预计公
13、式a 按单位长度高差中误差估算Mh 2-12式中 mh0单位长度高差中误差系按实测资料求得的数值 R 水准路线的长度kmb按下表的精度要求估算表2- 1井下四等水准误差表 Tab2-1 Underground levels errors table水准支线往返测量的高差不符值mm闭附和路线的高程允许闭合差mm井下水准测量的允许闭合差为mm所以一次单程独立测量的中误差为Mh mm 2-13式中 R水准路线的长度km 若进行n次独立测量则n次测量平均值的中误差为 Mh 2-14斜巷中高程测量引起的误差按规程规定的限差推算一次测量的高程中误差为 Mh 50 2-15各项误差引起K点的高程上的总中误差
14、预计公式MhK 2-163 第一贯通方案31 贯通测量方法在地面两个近井点选用GTS-102N全站仪进行测量依据煤矿测量规程三角高程测量规范确定贯通容许误差为垂直方向020m水平方向05m1平面控制测量方案地面控制网是地下工程特别是矿井贯通工程正确性的基础地面控制测量的基本任务是根据地下工程特点和需要在地面布设一定形状的控制网并精密测定其地面位置地面控制测量的目的是为了控制全局限制测量误差的传递和积累保障测量工作的相对精度8 施测方法我们使用的是导线网把导线布设成网形或闭合环形5复测导线施测等级四等使用仪器为智能型全站仪作业限差按照7经纬仪导线的限差来进行72地下控制测量方案由于是在井下巷道中
15、测量所以不能像地面那样布置成三角或三边网边角网智能设立导线或导线网作为井下平面测量控制所以井下平面控制测量实际上就是导线测量我们采用和井上控制测量相同的方法来进行井下平面控制测量3矿井联系测量方案为了将地面坐标导入井下我们在主副井之间采用两井定向具体做法如下地面设立连接点近井点K 通过联系测量将地面的平面坐标方位角及高程传递到井下永久点上作为井下控制测量起始数据井口水准基点的高程测量按四等水准测量的精度要求测设作业限差如表3所示表3-1水平方向观测要求及限差表 Tab3-1 Horizontal observation requirements and Tolerance等级 仪器类型观测方法
16、 测回数光学测微两次重合读数之差 半测回归零差 一测回内2C互差同一方向值各测回互差四等 J2 方向 93 8 13 9联系测量的具体做法如下图所示图3-2两井定向示意图Fig3-2 Two wells directional map在两个立井个悬挂一根垂球线A和B由地面控制点布设导线测定两垂球线AB的坐标内业计算时首先由地面测量结果求出两垂球线的坐标并计算出AB连线的坐标方位角和长度 3-1 3-2 因地下定向水平的导线构成无定向导线为解算出地下个点的坐标假设A为假定坐标系的原点A1边位假定坐标纵轴轴方向由此可计算出地下各点 在假定坐标系中的坐标并求出AB连线在假定坐标系中的坐标方位角及长度
17、即 3-3 3-4 3-5 式中H竖井深度R地球的平均曲率半径应小于地面和地下连接测量中误差的2倍则 依此可重要计算出地下各点的坐标由于测量误差的影响地下求出的B点坐标与地面测出的B点坐标存有差值如果其相对闭合差符合测量所要求的精度时可进行分配因地面连接导线精度较高可将坐标增量闭合差按边长或坐标增量成比例反号分配给地下导线各坐标增量上最后计算出地下各点的坐标风井联系测量我们采用了一井定向的方法具体方法类似两井定向方法不同之处在与一井定向采用一井内投入钢丝4地面及井下高程控制测量方案井下高程控制分为级和级控制 级控制是为了建立井下高程测量的首级控制其精度较高基本上能满足贯通工程在高程方面的精度要
18、求级水准测量的精度较低作为级水准点的加密控制主要是为了满足矿井生产的需要操作方法利用全站仪进行四等测三角高程进行施测前必须对所使用的仪器进行检校检校完后将仪器架在测站上中丝法对向观测三测回井下高程测量使用的仪器工具与地面高程测量基本一样 测量等级五等电磁波测距三角高程5井下导线高程测量方案因为b1L25属于斜巷所以我们采用三角高程测量因为L25L1属于平巷所以我们采用传统水准测量6导入高程方案为使地面与地下建立统一的高程系统应通过斜井平硐或竖井将地面高程传递到地下巷道中该测量工作称为高程联系测量也可称为导入高程因为是立井所以我们才用的是长钢尺法导入高程具体方法如下将经过检定的钢尺挂上重锤其重力
19、应等于钢尺检定时的拉力自由悬挂在井中分别在地面与井下安置水准仪首先在AB点水准尺上读取读数ab然后在钢尺上读数mn注意为了防止钢丝上下弹动产生读数误差地面与地下应同时在钢尺上读数同时测定地面地下的温度和由此可求得B点高程 3-6 式中为钢尺改正数总和 包括尺长改正温度改正自重伸长改正 其中钢尺温度改正计算时应采用井上下实测温度的平均值钢尺自重伸长改正计算公式为 3-7 式中钢尺长度 m-n钢尺悬挂点至重锤端点间长度即自由悬挂部分的长度钢尺的密度r 78gE钢尺的弹性模量一般取为kg当钢尺悬挂重量与钢尺检定时的拉力不相同的话还应加入拉力改正32 贯通误差预计因为我们测量采用的是GTS-102N全
20、站仪进行测量它的测角中误差为2测距精度为2mm2ppmDcom贯通相遇点K在水平重要方向x上的误差预计地面光电测距导线的测角和测边误差引起K在x轴上的误差预计根据该矿300条导线4个测回的实测资料分析取测角中误差 测角误差的影响Mx上 6161 0149m因为进行的是两次独立测量所以测角误差的影响Mx平上 0105m测边误差的影响 地面量边误差按导线平均边长500m按我们使用的GTS-102N全站仪的测距标称精度取 00022500 3mm具体的导线与X轴之间的角列表如下为了避免图纸的混乱我们没有在图上进行标出我们在下表列出表3-3 导线与X轴之间的夹角以及余弦值Tab3-3 Conducto
21、rs and the angle between the X axis and the cosine编号1600914-09401800000-11952601-09641500926-08661974522-09521622345-09541025147-0225960107-01051004704-0187811103-0156960918-0105643335043133552270914 由上表可计算出量边误差引起的K点在x方向上的误差大小为 0008m因为进行的是两次独立测量所以 0006m定向误差引起K点在x轴上的误差预计主副井两井独立两次定向平均值的误差所引起的K点的误差井下导线
22、测量误差引起K点在x轴上的误差角度独立测量两次 m下井下导线测角中误差我们这里取7测角误差 0222m量边误差的影响 按导线平均边长200m根据仪器的标称精度ml下 0002210-6D 24mmMxl下 0008m因为进行的是两次独立测量所以算术平均值的中误差为 Mxl下 0006m各项误差引起K点在x轴上的总中误差预计公式MxK 0247m贯通在水平重要方向x上的预计误差取2倍的中误差m测量误差引起贯通相遇点K在高程上的误差预计公式按规程限差反算四等水准测量每1km的高差中误差 7mm地面水准测量误差引起的K点高程误差即导入高程引起的K点高程误差即井下三角高程测量引起的K点高程误差m贯通在
23、高程上的中误差以上各项高程测量均独立进行两次 0063m贯通在高程上的误差预计即4高程测量的误差主要来源于三角高程测量误差和高程导入所造成的三角高程测量误差主要靠细心比如用望远镜瞄准时要瞄准中心水准管的气泡要居中在巷道中测量时镜站的照明要好而高程导入误差的主要来源有 气流对垂球线和垂球线的作用 滴水对垂球线的影响 钢尺的弹性作用 垂球线的摆动面和标尺面不平行 垂球线的附生摆动33减小误差措施为了减小误差我们采取了以下措施1尽量增大两垂球线间的距离并选择合理的垂球线位置例如使两垂球线连线方向尽量与气流方向一致这样尽管沿气流方向的垂球线倾斜可能较大但是最危险的方向即垂直于两垂球线连线方向上的倾斜却
24、不大因而可以减少投向误差2适当加大垂球重量这样可以减小晃动3摆动观测时垂球线摆动的方向应尽量与标尺平行并适当增大摆幅但不宜超过100mm根据相关规程要求贯通在水平方向上的误差小于05m在高程方向上的误差小于02m所以第一套预计方案满足要求但是精度较差4 第二贯通方案41 贯通测量方法com 平面控制测量方案1施测方法采用GPS进行平面控制下面我们就介绍一下用GPS机型控制的特点GPS测量的特点是对点间的边长没有限制也不要求两点间通视而且点位精度均匀它与常规方法相比具有很大的优越性和灵活性适合各种地下工程的地面控制测量尤其适合山岭地区大型隧道和跨河跨海隧道的地面控制测量22网点应满足一定的精度要
25、求合理地确定施测精度标准既能保证当前工程的需要又留有适当的余地同时考虑今后其他工程的可能需要以便节省人力物力提案高工作效益加快施测进度3Table 4-1 GPS grade classification级别固定误差mm比例误差系数 A A3001 A501 B81 C105 D1010 E1020工程控制网一般属D级或E级相当于国家三等网和四等网GPS网布设时除了联测测区内高级GPS点外不必按常规测量方式逐级布网可根据实际需要采用相应的等级规定一次完成全网的布点和施测当测区内无高级GPS点时可与测区内或附近的国家大地控制点连测 4 网形设计GPS网形设计是施测方案的基础它侧重考虑如何检核GP
26、S数据质量和保证点位精度为了检核GPS数据质量GPS网应当构成闭合环状闭合环有同步环和异步环之分两台接收机同时观测相同的卫星所得同步观测资料可以解算出两站之间的一条基线响亮将不同时段观测的各基线构成的闭合环叫做异步环3台接收机同时观测相同的卫星所得的同步观测资料解算出3个基线响亮构成三角形同步环路其中只有两条是独立的一般用K台接收机同步观测时可解算出k k-1 2条基线响亮其中只有k-1条是独立的同样由若干条独立基线构成的闭合环也叫异步环同步环中由各基线向量构成的坐标闭合差之和等于零否则基线解算结果有粗差测量中通常用增加多条观测或附加条件的方法采用最小二乘法进行平差以提高点位的精度并增加其可靠
27、性由独立基线构成的闭合环或增加观测的时段数都可产生多余观测多余观测数的计算是由独立基线数减去待定点数设计中总的观测点为m用k台接收机在各点做n次观测则同步观测的次数s mnk独立基线向量数b k-1 s k-1 mnk布设GPS网时应当由异步闭合构成区域性的子环路然后由若干子环路在构成覆盖整个测区闭合的网环路每个子环路可以作为施测方案分期观测的依据每个子环路观测结束后便可及时评定GPS数据质量在GPS网设计时应进行时段设计时段越长越有可能选取图形强度较好的星组的观测数据由于卫星的运动和测站随地球自转运动卫星相对测站的几何图形在不断变化星组中卫星更替造成时段的自然分段每一个时段称为一个子时段为了
28、使观测能处于最佳时段在技术设计时可更具测站的概略坐标及卫星星历作外推预报计算出观测时一天的图形强度因子找出间隙区选择最佳观测时段在GPS网设计时应尽可能多与高级GPS控制点或国家测设的三角点水准点进行连测以便提供数据处理的基准值和成果测量的外部检核com 地下控制测量方案 地下控制方案我们选择使用导线网作为井下平面测量控制地下导线测量的作用是以必要的精度建立地下的控制系统并依据该控制系统可以放样出隧道或巷道的掘 进方向与地面导线测量相比地下工程中的地下导线测量具有以下特点1由于受巷道的限制其形状通常形成延伸状地下导线不能一次布设完成而是随着巷道的开挖而助教向前延伸2导线点有时设于巷道顶板需采用
29、点下对中3的开挖先敷设边长较短精度较低的施工导线指示巷道的掘进而后敷设高等级导线对低等级导线进行检查校正 4地下工作环境较差对导线测量干扰较大1施测方法采用与方案一相同的方法即智能设立导线或导线网作为井下平面测量控制所以井下平面控制测量实际上就是导线测量com 矿井联系测量方案联系测量通过平硐斜井以及立井将地面的平面坐标系统及高程系统传递到地下使地面与地下建立统一的坐标系统该项工作称为联系测量联系测量工作的必要性在与保证地下工程按照设计图纸正确施工确保巷道的贯通确定地下工程与地面建筑物铁路河湖等之间的相对位置关系保证采矿工程安全生产同时及早采取预防措施使地面建筑物铁路免遭重大破坏立井平面测量的
30、任务是确定地下导线起算边的坐标方位角和地下导线起算点的平面坐标高程联系测量的任务是评定地下高程基点的高程其中测定地下导线起算边的坐标方位角是很重要的环节而且它对导线终点位置的影响是很大的我们通常将立井平面联系测量简称为立井定向10方法二与方法一基本相同但是在方案二中定向我们加测了陀螺边在井下我们总共加了四条陀螺边具体见图纸陀螺经纬仪是一种将陀螺仪和经纬仪解和结合在一起的仪器它利用陀螺仪本身的物力特性及地球自转的影响实现自动寻找真北方向从而测定地面和地下工程中任意测站的大地方位角在地理南北纬度不大于75度的范围内它可以不受时间和环境等条件限制实现快速定向陀螺经纬仪的一次测定作业过程如下在地面已知
31、边上测定仪器常数以及待定边上测定陀螺方位角需进行多次而每次的作业过程是相同的该作业过程称为陀螺方位角的一次测定其作业步骤如下在测站上整平对中陀螺经纬仪以一个测回测定待定边或已知边的方向值然后将仪器大致对正北方粗略定向测定近似北方向锁紧灵敏部启动陀螺马达待达到额定转速后下放陀螺灵敏部用粗略定向的方法测定近似北方向完毕后制动陀螺并托起锁紧将望远镜视准轴转到近似北方向位置固定照准部测前悬带零位观测打开陀螺照明下放陀螺灵敏部进行侧前悬带零位观测同时用秒表记录自摆周期T零位观测完毕托起并锁紧灵敏部精密定向精密测定陀螺北采用有扭观测方法如逆转点法等或无扭观测方法如中天法时差法摆幅法等精密测定已知边或待定边
32、的陀螺方位角测后悬带零位观测以一个测回测定待定边或已知边的方向值测前测后2次观测的方向值的互差和级经纬仪分别不得超过10和25取测前测后观测值的平均值作为测线方向值陀螺仪悬带零位观测当陀螺马达不转动并且灵敏部下放时陀螺灵敏部受悬挂带和导流丝的扭力作用而产生摆动的平衡位置应与目镜分划板的零刻划线重合该位置称为悬带零位也称无扭位置如果摆动的平衡位置与目镜分划板的零刻划线不重合则用零线来跟踪灵敏部时悬挂带上的扭矩不完全等于零会使灵敏部的摆动中心发生偏移将使测定的螺旋北方向带有误差所以在螺旋仪开始工作之前和结束后均要进行悬带零位观测测定悬带零位时应将经纬仪整平并固定照准部然后下陀螺灵敏部并从读数目镜中
33、观测灵敏部的摆动当陀螺仪较长时间末运转时测定零位之前应将马达开动几分钟预热然后切断电源待马达停止转动后再放下灵敏部在分划板上连续读3个逆转点读数以格计估读到01格按下式计算零位如悬带零位超过05格就要进行校正如陀螺定向时测前测后所得的零位变化超过03格时应按公式加入零位改正数com 地面及井下高程控制测量方案施测方法方案二采取的是与方案一相同的测量方法com 导入高程方案 我们这里仍然采用长钢尺法导入高程方法同方案一在此不作赘述42 贯通误差预计com用GPS布网时的贯通误差在将GPS用于两井间巷道贯通测量时可选用E级网或D级网精度来测设两井井口附近的近井点而且两井近井点之间应尽量通视如图纸所
34、示南梁D为两井的近井点K点为贯通相遇点这时由于地面GPS测量误差所引起的K点在x轴方向上的贯通误差可按下列公式估算3式中近井点K和D之间的边长中误差按计算固定误差对于D级及E级GPS网a10mm比例误差系数D级GPS网b10E级GPS网b20两近井点连线与贯通重要方向X轴之间的夹角按上面的式子在图中确定相应的参数则有我们采用的GPS是天宝5700所以其中的a 0003mb 05m所以 0004m 00040629 0003mcom 地下控制方案我们加测了三条陀螺边b2b3L28L27L4L3L1A三条陀螺边其中b1b 3为支导线而剩下L28L27L4L3之间构成方向附合导线L4L3L1A构成方
35、向附合导线我们将b1b3这条陀螺边称为S1依次为S2S3S4对于S2和S3之间的导线点我们先将坐标原点移到导线的平均坐标点上也就是导线的重心上我们先将之间的导线点的坐标列表如下表4-2各导线点的坐标Table 4-2 The coordinates of the wire编号 XYL288523467171047442799L278540836901047445032L268552829371047442544L258573552971047448805L248598314001047447425L238615166351047444385L228630326801047444385L2186
36、43928841047447911 表4-3各导线点的坐标Table 4-3The coordinates of the wire编号 XYL208653970151047445000L198653970151044531803L188653970151041631313L178653970151038711704L168653970151035799484L158653970121032880201L148653970151029964667L138653970151027052952 表4-4各导线点的坐标Table 4-4The coordinates of the wire编号 XYL
37、128653970151024141460L118653979031021233913L108653979031018315142L098653979031015396218L088682836171015397370L078711647231015397625L068729876721015394116L058752245481015394477L048766062011015400988L038779233561015397391由上表得出 然后再图上找出这个点然后将坐标原点平移到这个点过这个点做出新的坐标轴称为然后在图中作出从L28L27L3到新轴的垂线如图纸所示对于S3和S4之间也如以
38、上操作表4-4各导线点的坐标Table 4-5The coordinates of the wire编号 XYL38779233561015398016L28793852771015397370L18793934671015719529L08793287381015912535LC8793645191016406298LB8796006081016500000A8800000001016500000由上表得 87928510 101597600找出相应的坐标然后过此点做出新的轴如图纸所示则m下井下导线测角中误差我们这里取71贯通相遇点K在水平重要x方向上的误差预计测角误差 0163m测边误差量
39、边误差的影响 按导线平均边长200m根据仪器的标称精度ml下 0002210-6D 24mmMxl下 0008m因为进行的是两次独立测量所以算术平均值的中误差为 Mxl下 0006m定向误差引起K点在x轴上的误差预计公式 两井定向一次定向中误差 162618255 0020m各项误差引起K点在x轴上的总中误差预计公式MxK 0164m贯通在水平重要方向x上的预计误差取2倍的中误差m测量误差引起贯通相遇点K在高程上的误差预计公式因为在井下和井上高程采用的方法和方案一相同那么误差预计应与方案一相同如下地面水准测量误差引起的K点高程误差即导入高程引起的K点高程误差即井下三角高程测量引起的K点高程误差
40、m井下水准测量引起的K点高程误差贯通在高程上的中误差以上各项高程测量均独立进行两次 0043m贯通在高程上的误差预计即5 最优方案的选择经过上述两套方案的讨论发现两套方案在精度上都满足需要但是在下面几点上B方案明显优于A方案51 在平面控制方面平面控制的精度对于全站仪导线做控制有很多缺点首先测站间必须通视用人多测量周期长且受时间其后地形等因素限制而且用人多所以费用也比较高相对于全站仪来说现在流行的GPS精度定位高可以更加准确的测量出相应的数据而且观测时间短测站间无需通视可提供三维坐标且不受时间其后地形等因素的影响工程预算 控制测量时各类工程建设过程中重要的基础技术工作传统的大地控制测量方法包括
41、闭合导线三角网锁双导线主副导线支导线导线加三角网锁等高程测量采用水准测量和三角高程测量多采用三角高程测量这些传统测量方法的外业测量时间长需要投入人力较多且效率低下而且费用较高精度较低52 在井下控制方面测量精度方案一采用的是7导线网来做的控制控制精度满足精度需要在水平方向的贯通误差是0466m在高程上的贯通误差是0126m满足规程规定的在水平方向的贯通误差小于05m在高程上的贯通误差小于02m的精度要求方案二采用的是15导线加测陀螺边的方法在水平方向的贯通误差是0328m在高程上由于和方案一采用相同的方法所以在高程上的贯通误差也是0126m在方案二中我们加测了S1S2S3S4四条陀螺边由于陀螺
42、边的加测使我们的贯通精度大大的提高9测回数在第一套方案中由于我们只是采用的7导线网作为井下贯通的控制网所以我们需要多测几个测回才能保证测量的精度而方案二中由于我们采用的是15导线加测陀螺边的方法所以我们采用导线独立测量两个测回然后加测陀螺边就能满足精度的需要所以方案二的应用使测量工作更加的简单而且在工程预算方面方案二的使用也使测量成本大大的降低综上所述B方案在精度方面及工程预算方面都要优于A方案说明采用新技术新一期不仅精度比常规仪器的方法要高出很多而且在资金人员使用上都要节省所以本次贯通测量选用B方案6 结论和建议贯通测量的好坏固然决定于贯通质量的好坏固然决定于所选择的贯通方案和测量方法是否正确但更重要的是实际施测工作的质量一方面在重要贯通工程开始施测前要充分做好人员准备另一方面要切实抓好质量保证体系的贯彻落实除此之外还要注意采取如下措施 1 提高控制测量的精度 2 测量过程中提高仪器对中精度如使用四联脚架法施测 3 在斜巷中测角时注意对中精度和仪器整平的精度每测回重新对中整平 4 矿山井巷易受地质条件限制形成短边巷道建议使用陀螺全站仪加测短边陀螺方位角提高贯通精度 5 在巷道中由于顶板淋水等原因导线点的标识有时不清楚专门制作导线点标志牌实行挂牌管理 6 小断面掘进当贯通距离剩余20 m以上时采取小断面掘进