馬 力

(太鋼礦業(yè)公司工程部，山西太原 030027)

太鋼尖山鐵礦新建溜井系統(tǒng)于2006年開始建設(shè)，新建溜井系統(tǒng)主要包括:1)豎井部分:3號溜井、4號溜井，長度均為515 m;2)斜井部分:人行進風斜井、溜井施工斜井、安全通風斜井、3號膠帶斜井，設(shè)計總長度 4 983 m;3)平巷部分:1 078平巷、1 220平巷、1 410平巷，設(shè)計總長度2 350 m;4)峒室群:3號、4號破碎峒室群，掘進設(shè)計量為25 018 m3。在斜井、平巷各布設(shè)貫通測量控制導線。其中井下膠帶斜井貫通導線長度為3 507 m。井上閉合導線長度為6.5 km。針對太鋼尖山鐵礦新建溜井系統(tǒng)的工程特點，從控制網(wǎng)的實地布設(shè)、精度要求乃至巷道橫向貫通誤差的估算都進行了精心設(shè)計，保證了巷道工程的整體性與整個路線線形的連續(xù)性。

1 橫向貫通誤差

井下巷道的橫向貫通誤差由地面導線網(wǎng)控制測量、峒室內(nèi)導線測量、豎井聯(lián)系測量等幾種誤差引起確定。

井下巷道貫通處的偏差值，可能發(fā)生在三個方向上:1)水平面內(nèi)沿巷道中線方向上的長度偏差;2)水平面內(nèi)垂直于巷道中線的左、右偏差;3)豎直面內(nèi)垂直于巷道腰線的上、下偏差。三種偏差中，第一種偏差只對貫通在距離上有影響，對巷道質(zhì)量沒有影響;后兩種偏差對于巷道質(zhì)量有直接影響，所以又稱為貫通重要方向的偏差。

井巷貫通的允許偏差值，依據(jù)《煤礦測量規(guī)程》《三角高程測量規(guī)范》，確定貫通容許誤差為:垂直方向 ±0.20 m，水平方向±0.5 m。

2 方案設(shè)計

2.1 地面平面控制測量方案

地面平面控制網(wǎng)的布網(wǎng)形式可以采用三角鎖、三角網(wǎng)、三邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)、導線網(wǎng)。現(xiàn)在由于全站儀的廣泛使用，僅測角或僅測邊與同時測邊角對測量工作的工作量沒有影響，再加上平差用計算機程序進行，使得測量工作進展加快。所以一般不布設(shè)三角網(wǎng)、三邊網(wǎng)，而是統(tǒng)一為邊角網(wǎng)。對于本工程來講，根據(jù)現(xiàn)場實際情況布設(shè)為導線網(wǎng)。導線網(wǎng)布設(shè)一般原則為圖形結(jié)構(gòu)良好，地面導線點盡量少，以減少測角和測邊誤差的影響，在每個斜井口、豎井口處應(yīng)設(shè)置導線點。該導線網(wǎng)由南方NTS-340全站儀進行施測，測角中誤差mβ=2″，測距精度為2 mm+2 ppm。施測等級為四等。

2.2 地下控制測量方案

在井下巷道中測量，不能布置成邊角網(wǎng)，只能設(shè)立導線或?qū)Ь€網(wǎng)作為井下平面測量控制。所以，地下控制測量方案采用導線測量，井下平面控制測量的方法等同于井上控制測量。

2.3 礦井聯(lián)系測量方案

為了將地面坐標導入井下，我們在溜井之間采用兩井定向，具體做法如下:地面設(shè)立連接點、近井點，通過聯(lián)系測量將地面的平面坐標、方位角及高程傳遞到井下永久點上，作為井下控制測量的起始數(shù)據(jù)。井上、井下水準基點的高程測量，按四等水準測量的精度要求測設(shè)。

因為我們測量采用的是南方NTS-340全站儀進行測量，它的測角中誤差mβ=2″，測距精度為±(2 mm+2 ppm×D)。

3 誤差分析

地上平面控制導線網(wǎng)圖見圖1。

3.1 貫通相遇點P點在水平重要方向上X的誤差預(yù)計

1)地面光電測距導線的測角和測邊誤差引起貫通相遇點P在水平重要方向上的誤差預(yù)計:

取測角中誤差 mβ上= ±5.0″。

測角誤差的影響:

其中，mβ上為地面導線的測角中誤差;Ryi為各導線點與P點連線在y軸上的投影長度。

測邊誤差的影響:

地面量邊誤差:按導線平均邊長600 m，按我們使用的南方NTS-340全站儀的測距標稱精度取 ml上=0.002+2 ×10－6×600=±3 mm。

量邊誤差引起的P點在x方向上的誤差大小為:

其中，ml上為導線量邊的誤差;α為各導線x軸之間的夾角。

2)定向誤差引起P點在x軸上的誤差預(yù)計:

兩豎井進行獨立兩次定向，平均值的誤差所引起的P點的誤差:

其中，ma0為定向誤差，即井下導線起算邊坐標方位角的中誤差;Ry0'主為井下導線起算點與P點連線在y軸上的投影長度。

3)井下導線測量誤差引起P點在x軸上的誤差(角度獨立施測兩次)。

mβ下為井下導線測角中誤差，取7″。

測角誤差:

其中，mβ下為井下導線測角的中誤差;Ry下為井下導線各點與P點連線在y軸上的投影長度。

量邊誤差的影響:

按導線平均邊長300 m，根據(jù)儀器的標稱精度ml下=0.002+2 ×10－6D= ±2.6 mm。

其中，mli為井下光電測距的兩邊誤差;α'i為井下導線各邊與x軸的夾角。

4)各項誤差引起P點在x軸上的總中誤差預(yù)計公式:

5)貫通在水平重要方向x上的預(yù)計誤差(取2倍的中誤差)。

3.2 測量誤差引起貫通相遇點P在高程上的誤差預(yù)計

按規(guī)程限差進行反算，四等水準測量每1 km的高差中誤差為

1)地面水準測量誤差引起的P點高程誤差。即:

2)引入高程引起的P點高程誤差。即:

其中，h為井筒深度。

3)井下三角高程測量導致的P點高程誤差。

4)貫通在高程上的中誤差(均獨立兩次進行高程測量)。

5)貫通在高程上的誤差預(yù)計。

4 關(guān)鍵技術(shù)要點總結(jié)

1)要對原始資料的可靠性、起算數(shù)據(jù)進行核實，確認為準確無誤。用原有地面控制網(wǎng)時，必須對原有網(wǎng)的精度、控制網(wǎng)點位進行實測，如果檢查中發(fā)現(xiàn)不符合要求，就不能使用這些數(shù)據(jù)。在使用控制點和起算數(shù)據(jù)時必須保證可參性。

2)巷道里在布設(shè)導線網(wǎng)時，要盡可能布設(shè)成似等邊直伸形導線，在允許的測量環(huán)境范圍內(nèi)盡可能地選長邊。要注意盡量把地下巷道控制住，導線的布設(shè)長度要大體相等，有利于符合誤差預(yù)計的精度要求，井內(nèi)導線的布設(shè)不能靠邊，應(yīng)該沿地下巷道的中線方向上延伸。井內(nèi)的導線邊長度一般小于井外的導線邊長度，如果遇到坡度大或是不好布設(shè)導線等特殊情況時，應(yīng)該具體分析，合理布置。

3)貫通誤差預(yù)計時，應(yīng)根據(jù)合理的方案來進行預(yù)計選用哪種方法是估算最合理的。應(yīng)該考慮客觀因素的影響。誤差預(yù)計時還應(yīng)適當?shù)目紤]各種客觀因素的誤差大小，把這些因素合理的加進去。

4)巷道每掘進到一定長度時，要及時對導線進行復測及精度估算，要及時增設(shè)基本導線點。要進行經(jīng)常性的檢測指導開挖的臨時點的正確性，確保峒室開挖。如果因其他原因而改變設(shè)計路線或方案時，要對精度進行重新估算。

［1］中華人民共和國能源部.煤礦測量規(guī)程［M］.北京:煤炭工業(yè)出版社，1989.

［2］張國良，朱家鈺，顧和和.礦山測量學［M］.徐州:中國礦業(yè)大學出版社，2001.

［3］索效蓉，李國林.同煤集團塔山礦主副井平峒高精度貫通測量［J］.礦山測量，2006(1):65-67.