《关于井巷贯通测量误差预计本科测绘工程专业毕业论文.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《关于井巷贯通测量误差预计本科测绘工程专业毕业论文.doc（16页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、目录前言11 大井矿区概况21.1 区域构造位置以及特征21.2 井田构造特征22 贯通测量概述32.1 贯通测量32.2 井巷贯通允许偏差和误差预计参数42.2.1 贯通允许偏差的确定42.2.2 贯通测量误差预计43 贯通测量方案83.1 贯通测量方法83.2 贯通误差预计113.3减小误差措施145 结论和建议. .15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，
2、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
3、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、保证了正常的生产交替并且提高了矿井的年产量。.1 大井矿区概况大井子矿区位于内蒙古赤峰市林西县境内，矿床为大兴安岭南段东缘一个以铜锡为主的大型多金属矿床。自1972年开始，先后由辽宁省地质局昭盟二队和华北有色地质勘查局普查大队第一物探大队等开展了长期地质勘查工作，投入了大量工作量。据不完全统计，
4、仅钻探共施工钻孔520个，累计进尺22万米左右。主要控制到500-400米标高以上，老区一般在600-500米标高以上。1.1 区域构造位置以及特征大井矿矿床所处大地构造位置为兴蒙华力西地槽褶皱系南兴安华力西地槽褶皱带中部，次级（III级）构造单元为林西-科右旗复背斜。该复背斜系由黄岗-甘珠尔庙背斜及其两侧的各一个向斜构成，南东侧为林西-陶海营子（倒转）向斜。大井子矿区及位于该向斜南段北翼。1.2 矿床构造特征大井子矿床属于以铜锡为主的多金属矿床。矿体数量众多，成群成带出现。在以控制的约5千平方米范围内（不含西南区和东南区）共圈出矿（化）带体690于条，予以编号并计算储量的有210条。这些矿体
5、在一定地段内相对集中，组成规模不等的矿化密集群（带）之间矿体相对较稀疏。全矿床大致可划分为北 中 南三个大的矿体密集带。多数矿体走向NW-NWW向，侧向NE，少数矿体走向NNW，倾向NEE及走向近东西，倾向南。西部矿体倾角倾角中等偏缓，东部矿体倾角中等偏陡，向NEE及向S倾的矿体多为陡倾，深知直立，矿体产状不论走向或倾向常见折线状变化，有点油反倾的现象。2 贯通测量概述2.1 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
6、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
7、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
8、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。2.2 井巷贯通允许偏差和误差预计参数2.2.1 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
9、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：(1) 水平面内沿巷道中线方向上的长度偏差。(2) 水平面内垂直于巷道中线的左、右偏差。(3) 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0.3-0.5m，腰线间的允许偏差值可采用0.2m。立井贯通时，
10、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0.1m，小断面开凿时，可采用0.5m。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0.015-0.03m。2.2.2 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：(1) 采用光电测距导线建立地面独立控制。(2) 采用陀螺全站仪进行矿井定向(3) 井下贯通导线应合理地加测陀螺定向边，并进行平差。2.3 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
11、精密导线测量方案时的误差预计公式 测角误差的影响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
12、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= （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= （2-9）（2）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5：Mh上=(mm) （2-10）式中 L水准线路的单程长度，km 导入高程误差
13、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h；h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 Tab.2-1 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
14、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预计公式MhK= （2-16）3 第一贯通方案3.1 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0.20m,水平方向0.5m（1）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
15、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7。（2）地下控制测量方案：由于是在井下巷道中测量，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
16、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 Tab.3-1 Horizontal observation requirements and Tolerance等级 仪器类型观测方法 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Fig.3-2 Two wells directional map在两个立井个悬挂一根垂球
17、线A和B，由地面控制点布设导线测定两垂球线A、B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A、B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A、B连线在假定坐标系中的坐标方位角及长度，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
18、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
19、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A、B点水准尺上读取读数a、
20、b，然后在钢尺上读数m、n（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=7.8g/E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。3.2 贯通误差预计因为我们测量采用的是GTS-102N全站仪进行测量，它的测角中误差为
21、2，测距精度为（2mm+2ppmD）m.s.e.（1） 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=0.149m因为进行的是两次独立测量所以测角误差的影响Mx平上=0.105m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=0.002+2500=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Tab.
22、3-3 Conductors and the angle between the X axis and the cosine编号1600914-0.9401800000-11952601-0.9641500926-0.8661974522-0.9521622345-0.9541025147-0.225960107-0.1051004704-0.187811103-0.156960918-0.1056433350.43133552270.914 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：=0.008m因为进行的是两次独立测量，所以=0.006m定向误差引起K点在x轴上的误差预计：
23、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：= =0.222m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=0.002+210-6D=2.4mm。Mxl下=0.008m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= =0.006m各项误差引起K点在x轴上的总中误差预计公式MxK=0.247m贯通在水平重要方向x上的预计误差（取2倍的中误差）m（2） 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=7
24、mm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贯通在高程上的中误差（以上各项高程测量均独立进行两次）=0.063m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3.3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，
25、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0.5m，在高程方向上的误差小于0.2m，所以第一套预计方案满足要求，但是精度较差.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
26、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,提高贯通段巷道质量。通过阳煤集团芦北矿两井贯通的实例，我们可以总结出大中型
27、贯通测量应遵循的一些基本原则：（1） 大中型贯通施测前，应进行贯通测量方案设计和贯通测量误差预计。（2） 贯通测量施测过程中，应采用一些有效的技术手段，如三架联测法等来提高导线观测精度。（3） 从贯通测量的外爷观测到内业计算，都应坚持用多余的数据进行检校的原则，以提高测量成果的可靠度。总之，只要抓好贯通测量中的每一个环节工作，就能保证每一个贯通工程都。能实现准确贯通，使测量真正起到“眼睛”的作用通过此次大型贯通，我学到了很多东西，而且也将很多我们课堂上所得的知识应用到了现实的贯通上，实现了真正意义上的理论实践想结合。而且从这次贯通中，我们都取得了丰富的贯通实践经验，同时也给我们这样一个启迪：对于大型的贯通工程，首先应根据工程的限差要求进行误差预计，采用合理先进的测量方法和测量手段；并在施测过程中严格执行测量规程，贯通工程就一定会达到预期的效果。
