銀光勝

(廣西錫山礦業(yè)有限公司，廣西南寧 530022)

0 前言

在礦山測(cè)量中，貫通測(cè)量是一項(xiàng)比較復(fù)雜而又辛苦的工作[1]，對(duì)于貫通工程，由于受場(chǎng)地和施工條件的限制，施工測(cè)量精度不高，測(cè)量容易出差錯(cuò)；測(cè)量人員在井巷貫通工程中所負(fù)的責(zé)任重大，要求測(cè)量人員以高度的責(zé)任感與事業(yè)心，嚴(yán)肅認(rèn)真地對(duì)待貫通測(cè)量工作；為保證貫通工程的順利完成，在實(shí)際工作中應(yīng)根據(jù)工程的要求確定合理的測(cè)量方案和方法，以使貫通測(cè)量達(dá)到精度與采礦工程要求相適應(yīng)，過(guò)高或過(guò)低的精度要求都不適宜，因此必須根據(jù)貫通工程的需要，編制測(cè)量方案，進(jìn)行誤差預(yù)計(jì)，從而正確指導(dǎo)貫通測(cè)量工作的實(shí)施。

誤差預(yù)計(jì)方法是對(duì)貫通精度的一種估算，不是預(yù)計(jì)貫通實(shí)際偏差的大小，而是預(yù)計(jì)實(shí)際偏差可能達(dá)到的限度，將估算誤差與工程允許偏差相比較，選擇符合工程要求的、合理的、測(cè)量方案和方法，進(jìn)行指導(dǎo)和施工。以大新錳礦地下開(kāi)采工程340 m平硐貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)方案實(shí)例。

1 工程簡(jiǎn)介與貫通方案

340 m平硐是大新錳礦首個(gè)地下開(kāi)采工程，整個(gè)工程大致為東西走向，東起340 m平硐口，西至380 m平硐口，施工設(shè)計(jì)圖如圖1所示。

圖1 340 m平硐施工設(shè)計(jì)

為了加快施工進(jìn)度，決定進(jìn)行雙向掘進(jìn)貫通。貫通方案：西由380 m平硐口開(kāi)始往東南方向掘進(jìn)221 m后再掘進(jìn)1個(gè)80 m長(zhǎng)斜巷到340 m水平；東面由 340 m平硐口開(kāi)始往西掘進(jìn)，平面總長(zhǎng)1 927.6 m，預(yù)計(jì)在圖1的 K點(diǎn)貫通。假定的 Y軸表示貫通巷道的掘進(jìn)方向，以X軸表示重要方向(水平方向)；貫通時(shí)水平偏差允許為0.3 m[2]，高程方向上的允許偏差0.2 m，為確保貫通在平面和高程的精度達(dá)到上述要求，特制定如下測(cè)量方案。

2 測(cè)量方案

測(cè)量?jī)x器：地面和井下均采用科力達(dá) KTS400全站儀(測(cè)角精度 5(″)，測(cè)距精度 3+2 ×10-6×D)、S3水準(zhǔn)儀。

觀測(cè)方法如下：

1)用測(cè)回法觀測(cè)水平角，用 KTS400全站儀測(cè)角，當(dāng)邊長(zhǎng)大于30 m時(shí)，每站采用 1次對(duì)中，2測(cè)回；當(dāng)邊長(zhǎng)為15～30 m時(shí)，每站采用2次對(duì)中，2測(cè)回；當(dāng)邊長(zhǎng)小于15 m時(shí)，每站采用3次對(duì)中，3測(cè)回。為保證對(duì)中精度，在風(fēng)大的地方采取必要的擋風(fēng)措施。

2)邊長(zhǎng)用 KTS400全站儀測(cè)量，每測(cè)回4次觀測(cè)取其平均值，獨(dú)立進(jìn)行2次測(cè)量。

3)水準(zhǔn)測(cè)量用S3水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)量，往返各測(cè)1次，每站采用2次儀器高觀測(cè)，前后視距應(yīng)大致相等。為符合限差，取2次測(cè)量平均值作為最后結(jié)果。

4)斜巷采用三角高程測(cè)量，垂直角觀測(cè)不小于2測(cè)回，儀器和覘標(biāo)高用小鋼卷尺在觀測(cè)后各量1次，在不超限的前提下取2次平均值作為最終值。

5)觀測(cè)各項(xiàng)限差按《煤礦測(cè)量規(guī)程》要求執(zhí)行。

3 誤差預(yù)計(jì)

3.1 誤差預(yù)計(jì)基本參數(shù)確定[1]

1)井下導(dǎo)線測(cè)角誤差：根據(jù)《煤礦測(cè)量規(guī)程》規(guī)定，井下導(dǎo)線采用15(″)導(dǎo)線測(cè)量，則井下測(cè)角中誤差Mβ下= ±15/=10(″)；地面測(cè)角中誤差Mβ上=±7(″)；量邊中誤差MD=3 mm(根據(jù)全站儀測(cè)距標(biāo)稱精度3+2×10-6×D)。

2)水準(zhǔn)測(cè)量誤差：根據(jù)《煤礦測(cè)量規(guī)程》規(guī)定，每千米水準(zhǔn)測(cè)量的高差中誤差的容許限差為50 mm，所以每千米井下水準(zhǔn)測(cè)量中誤差Mh下=±50/2=18 mm；地面水準(zhǔn)測(cè)量中誤差Mh上=±20/2=7 mm。

3)井下三角高程高誤差：根據(jù)《煤礦測(cè)量規(guī)程》規(guī)定，每千米三角高程的高差中誤差容許限差為100 mm，所以每千米三角高程的高差中誤差為Mhl=±100/2=±50 mm。

3.2 在平面上的誤差預(yù)計(jì)(即X軸重要方向上的誤差預(yù)計(jì))

根據(jù)兩端掘進(jìn)速度估計(jì)出貫通相遇點(diǎn) K，以巷道掘進(jìn)方向?yàn)榧俣ㄗ鴺?biāo) Y軸，垂直方向?yàn)榧俣ㄗ鴺?biāo)X軸，繪制一張1∶2 000的誤差預(yù)計(jì)圖，如圖2所示。

圖2 誤差預(yù)計(jì)

從誤差預(yù)計(jì)圖上可得邊長(zhǎng)投影長(zhǎng)度計(jì)算結(jié)果如表1。

上圖N1～N7為井上導(dǎo)線，1～16為井下導(dǎo)線，圖上量得Lx上=Lx下=781 m；圖解法求得，井上∑LCos2α=898 m；井下 ∑LCos2α=993 m 。

1)地面導(dǎo)線誤差引起 K點(diǎn)在X方向上的誤差

測(cè)角引起誤差[3]：

量邊引起誤差：

2)井下導(dǎo)線測(cè)量誤差引起 K點(diǎn)在X方向上的誤差(觀測(cè)2次)

測(cè)角引起誤差[3]：

表1 邊長(zhǎng)投影長(zhǎng)度計(jì)算結(jié)果

量邊引起誤差[3]：

3)上述兩項(xiàng)誤差引起的貫通相遇點(diǎn) K在水平重要方向上的誤差Mχk，預(yù)計(jì)誤差Mχk預(yù)[4]

3.3 在豎直面的 K點(diǎn)誤差預(yù)計(jì)(高程方向上的預(yù)計(jì)誤差)[3]

1)地面水準(zhǔn)測(cè)量引起的誤差：(線路長(zhǎng)1 599.3 m)。

2)井下水準(zhǔn)測(cè)量引起的誤差：(井下水準(zhǔn)線路長(zhǎng)1 907.4 m)

3)井下三角高程測(cè)量引起的誤差：(斜井總長(zhǎng)80 m)

4)貫通在高程方向上的預(yù)計(jì)誤差(獨(dú)立施測(cè)2次)Mh預(yù)：

從上述誤差預(yù)計(jì)結(jié)果可以看出，在水平方向上和高程方向上均未超出貫通允許偏差，精度適宜，故決定采用所選擇的測(cè)量方案和方法。

4 結(jié)語(yǔ)

該工程在2007年5月貫通后，經(jīng)實(shí)際測(cè)定，貫通相遇點(diǎn)中線偏差為96 mm；高程偏差為65 mm。實(shí)際偏差均小于預(yù)計(jì)誤差；說(shuō)明本次貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)和方案成功。該項(xiàng)工程的順利貫通，為測(cè)量專業(yè)技術(shù)提供了許多值得借鑒的經(jīng)驗(yàn)，歸納如下：

1)對(duì)貫通測(cè)量，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況和要求，制定貫通測(cè)量方案和測(cè)量方法，進(jìn)行貫通點(diǎn)的誤差預(yù)計(jì)，選用“技術(shù)上可行，精度上允許，經(jīng)濟(jì)上合理”的測(cè)量方案和測(cè)量方法，不必過(guò)于地追求高精度。

2)在井下使用全站儀測(cè)量[5]，不僅能大大降低測(cè)量人員勞動(dòng)強(qiáng)度，減少作業(yè)計(jì)算量，而且能提高測(cè)量速度和精度。

3)在用全站儀進(jìn)行貫通測(cè)量時(shí)[5]，為了提高測(cè)角精度，在實(shí)際測(cè)量水平角時(shí)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)前視目標(biāo)線繩，而測(cè)距和測(cè)豎直角時(shí)則對(duì)準(zhǔn)前視目標(biāo)棱鏡。

[1]陳德忱.貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用[J].鐵法科技，2007(2) ：52-55.

[2]朱建華.特大型工作面的貫通實(shí)踐與分析[J].西部探礦工程，2008(1) ：113-114.

[3]牛長(zhǎng)旭.礦山測(cè)量[M].北京：冶金工業(yè)出版社出版，1980.

[4]曾得子，楊政，張彥，等.旦架哨隧道施工控制測(cè)量方案設(shè)計(jì)及貫通誤差預(yù)計(jì)[J].公路，2002(6)：27-29.

[5]王運(yùn)革.全站儀在貫通測(cè)量中的應(yīng)用[J].三晉測(cè)繪，2003，10(2)：41-42.