王抗　胡乃鳳

摘要：闡述了大型兩井之間貫通工程的施測(cè)方案，從整個(gè)作業(yè)過程及最終成果看，該項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案可行，完全能夠滿足大型貫通的需要，也為以后的類似貫通工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：投料井；聯(lián)系測(cè)量；陀螺定向；貫通精度

1 充填投料井貫通工程概述

皖北煤電恒源股份五溝煤礦根據(jù)需要，為了提高煤礦資源儲(chǔ)量的回收，對(duì)東翼采區(qū)回采上限的煤炭進(jìn)行充填開采。設(shè)計(jì)從地面做一個(gè)投料井，為了確保投料井順利貫通，測(cè)量人員需要對(duì)投料井做貫通設(shè)計(jì)。投料井為垂直井筒，該工程2010年末開工，2011年7月順利竣工。該工程屬于副井和投料井間的大型兩井貫通工程，貫通精度要求高，為了減少地面測(cè)量誤差，以兩個(gè)近井點(diǎn)為起始邊，用GPS控制測(cè)量。為了確保井上下測(cè)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)一，通過副井進(jìn)行聯(lián)系測(cè)量，確保井上下的坐標(biāo)系統(tǒng)一致，確保貫通精度能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。本次貫通工程的高程控制也是在副井聯(lián)系測(cè)量時(shí)，從副井將地面平面及高程控制系統(tǒng)傳遞至井下，也確保井上下高程控制的統(tǒng)一性。但是投料井的垂直水平面，由于受孔徑的限制，不能直接在投料井中作聯(lián)系測(cè)量，所以投料井在施工中有施工誤差，根據(jù)設(shè)計(jì)投料井的施工誤差不得大于高度的1/1000，最終的測(cè)斜誤差也不得超過此標(biāo)準(zhǔn)。

2 具體貫通實(shí)際施測(cè)方案

2.1 地面D級(jí)GPS控制點(diǎn)情況

利用五溝煤礦提供控制點(diǎn)“生產(chǎn)樓”、“1#宿舍樓”為起算點(diǎn)，采用標(biāo)稱精度為3mm+1ppm南方S82雙頻GPS接收機(jī)進(jìn)行觀測(cè)。施測(cè)了“生產(chǎn)樓”、“1#宿舍樓”，并聯(lián)測(cè)到國(guó)家Ⅲ等點(diǎn)。同時(shí)考慮到我礦以前的地面和井下數(shù)據(jù)都是以此邊作為起始依據(jù)，為了減少誤差，盡量以兩點(diǎn)作為起始依據(jù)，測(cè)后以獨(dú)立基線向量觀測(cè)值組成GPS網(wǎng)進(jìn)行平差處理。在各站平差的基礎(chǔ)上，計(jì)算各點(diǎn)在WGS-84坐標(biāo)系中的空間三維坐標(biāo)。將各點(diǎn)的WGS-84坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為北京54坐標(biāo)系，經(jīng)檢測(cè)各點(diǎn)相對(duì)位置關(guān)系良好，檢測(cè)結(jié)果完全符合規(guī)程要求，可以作為本工程起算數(shù)據(jù)，施測(cè)方案遵循相關(guān)規(guī)范。

2.2 地面三等水準(zhǔn)檢測(cè)

水準(zhǔn)檢測(cè)自“副W1”、“主E1”施測(cè)符合水準(zhǔn)路線至原野外水準(zhǔn)控制點(diǎn)“N1”，“E1”。施測(cè)方案嚴(yán)格遵循測(cè)量規(guī)程的規(guī)定。往返實(shí)測(cè)兩次，結(jié)果與原有成果相比較變化很小。因此可以將“副W1”“主E1”作為水準(zhǔn)路線的起算點(diǎn)，測(cè)量的野外水準(zhǔn)控制點(diǎn)“N1”，“E1”最終值作為地面投料井高程標(biāo)定的水準(zhǔn)依據(jù)。

2.3 聯(lián)系測(cè)量坐標(biāo)傳遞

坐標(biāo)傳遞通過罐籠底部的矩形方口，往井筒內(nèi)下放鋼絲、鋼尺進(jìn)行坐標(biāo)、高程傳遞。井下鋪設(shè)厚度50mm的大板，用于放置穩(wěn)定重鉈的大水桶，當(dāng)重鉈掛好后，檢查了重鉈沒有與桶壁、桶底接觸，并下放了3個(gè)信號(hào)圈檢查鋼絲沒有抗線，這時(shí)才進(jìn)行了聯(lián)系測(cè)量。

地面采用了GTS-332型全站儀，按一級(jí)導(dǎo)線要求測(cè)角，采取全站儀測(cè)距配以小鋼尺量邊。井下采用了GTS-335型全站儀，首先對(duì)鋼絲進(jìn)行擺動(dòng)觀測(cè)，擺動(dòng)觀測(cè)5個(gè)逆轉(zhuǎn)點(diǎn)，計(jì)算出中值即為角度觀測(cè)點(diǎn)，角度觀測(cè)按7″導(dǎo)線要求施測(cè)三測(cè)回，測(cè)回最大互差8″（限差12″），量邊時(shí)將棱鏡放置在鋼絲后，采用全站儀測(cè)距，再用小鋼尺量取砧板至鋼絲距離。

第一次觀測(cè)完后，移動(dòng)了鋼絲大約30mm，重復(fù)以上工作，進(jìn)行了第二測(cè)回。兩次聯(lián)系測(cè)量中，兩測(cè)回互差4mm（規(guī)程要求不大于±20mm）。

2.4 井下陀螺定向

使用瑞士GAK-1型15″級(jí)陀螺經(jīng)緯儀，采用中天法2（測(cè)前地面儀器常數(shù)測(cè)回?cái)?shù)）- 2（井下定向邊陀螺方位角測(cè)回?cái)?shù)）- 2（測(cè)后地面儀器常數(shù)測(cè)回?cái)?shù)）的操作程序進(jìn)行。地面以“生產(chǎn)樓-1#宿舍樓”為起算邊，測(cè)取地面儀器常數(shù)，再測(cè)得副井下“JK4-JK5”定向邊坐標(biāo)方位角。井上下都由同一觀測(cè)者進(jìn)行觀測(cè)。

同一定向邊兩測(cè)回陀螺方位角的最大互差12″（限差40″），測(cè)前測(cè)后儀器常數(shù)最大互差13″（限差40″）。測(cè)量成果如表1：

2.5 井下高程傳遞

采用100m比長(zhǎng)鋼尺連接成的1100m 長(zhǎng)鋼尺，從地面高程基點(diǎn)副近“W1”“主E1”分別傳遞至井下高程基點(diǎn)，鋼尺下掛比長(zhǎng)時(shí)的拉力重量15Kg重鉈，鋼尺固定好后，井上下均采用S3自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀同時(shí)觀測(cè)，兩次儀器高，觀測(cè)兩測(cè)回，兩測(cè)回最大互差2mm（限差4mm）。移動(dòng)鋼尺重復(fù)以上工作，進(jìn)行第二測(cè)回。高程傳遞兩次得到井下JK4點(diǎn)高程互差為4mm，JK5點(diǎn)高程互差為3mm（遠(yuǎn)小于限差L/8000=400/8000=50mm）。內(nèi)業(yè)計(jì)算時(shí)加了比長(zhǎng)、溫度及自重等改正數(shù)。

2.6 井下導(dǎo)線測(cè)量

井下7″導(dǎo)線測(cè)量，采用徠卡TC1202型全站儀（測(cè)角：2″，測(cè)距：2+2ppm）四架法觀測(cè)，導(dǎo)線邊長(zhǎng)及高差采用正倒鏡、往返觀測(cè)。井下導(dǎo)線測(cè)角中誤差不大于7″，復(fù)測(cè)支導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差達(dá)1/9000，施測(cè)過程中嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范。

2.7 井下三角高程測(cè)量

高程測(cè)量采用在測(cè)井下7″導(dǎo)線時(shí)一并測(cè)設(shè)的三角高程成果。三角高程測(cè)量中只量取了儀器高（本工程采用四架法觀測(cè)，所用全站儀儀器高與棱鏡高等高），相鄰兩點(diǎn)往返測(cè)高差均小于規(guī)程規(guī)定，施測(cè)過程中嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范。

3 貫通測(cè)量設(shè)計(jì)實(shí)施和精度評(píng)定

3.1 設(shè)計(jì)實(shí)施情況

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，測(cè)量人員首先對(duì)地面的控制點(diǎn)檢核，然后進(jìn)行GPS控制點(diǎn)測(cè)量，按照設(shè)計(jì)的投料井的坐標(biāo)標(biāo)出地面位置。然后進(jìn)行副井的聯(lián)系測(cè)量，包括坐標(biāo)、高程傳遞以及井下陀螺邊定向，在進(jìn)行井下巷道的7"級(jí)導(dǎo)線控制，使井上下的位置控制在誤差允許的范圍內(nèi)，保證施工的順利進(jìn)行。

3.2 精度的評(píng)定

依照設(shè)計(jì)和允許限差，本次測(cè)量方案要求貫通工程在水平重要方向上的誤差不超過0.4m，高程誤差不超過0.3m，投料井設(shè)計(jì)井中心坐標(biāo)為（3713942.672，39467465.929），實(shí)測(cè)貫通后井中心位置坐標(biāo)為（3713943.149，39467466.019）。根據(jù)貫通設(shè)計(jì)書設(shè)計(jì)方案，測(cè)量控制在重要方向上的最終誤差不超過±0.276m。

實(shí)測(cè)最終點(diǎn)位誤差fX=477mm ，fY=90mm

點(diǎn)位總誤差為f=±485mm（包括測(cè)量誤差和測(cè)斜誤差）

點(diǎn)位誤差在水平重要方向上X′的誤差為+378mm，符合限差規(guī)定。按照設(shè)計(jì)施工隊(duì)伍施工時(shí)，井上下平面中心位置不得超過高度的1/1000m，即誤差不超過0.3m。施工完成后，經(jīng)測(cè)斜測(cè)量出在貫通重要方向上的誤差為+265mm，實(shí)際測(cè)量控制誤差即為+123mm，井下路線長(zhǎng)度為3410m，最后在重要方向上相對(duì)誤差：

f/L=1/12800<1/6000（符合測(cè)量規(guī)程限差規(guī)定）

高程最終誤差為85mm，也小于設(shè)計(jì)要求的0.3m。通過對(duì)貫通后的投料井的實(shí)測(cè)位置精度評(píng)定，貫通設(shè)計(jì)和誤差預(yù)計(jì)能夠完全滿足生產(chǎn)需要，基本方案和測(cè)量方法等能夠滿足設(shè)計(jì)要求，最終的實(shí)際誤差在貫通誤差預(yù)計(jì)的范圍之內(nèi)。

參考文獻(xiàn)

[1]原能源部頒布的現(xiàn)行《煤礦測(cè)量規(guī)程》1989年版.

[2]《中短程測(cè)量規(guī)范》GB16818-97.

作者簡(jiǎn)介：王抗（1985-），男，安徽濉溪人，助理工程師，主要從事礦山測(cè)量技術(shù)工作。