羅嬰明，何平生

（江西蕩坪鎢業(yè)有限公司，江西 大余 341514）

寶山礦區(qū)深部斜井貫通測(cè)量誤差分析與實(shí)踐

羅嬰明，何平生

（江西蕩坪鎢業(yè)有限公司，江西 大余 341514）

貫通工程質(zhì)量取決于貫通方案是否合理以及測(cè)量方法與精度。研究以寶山礦區(qū)-115 m～-145 m中段提升斜井與人行斜井貫通測(cè)量為例，分析了井下導(dǎo)線測(cè)量方法和成果的準(zhǔn)確性對(duì)貫通精度的影響，對(duì)測(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)常見(jiàn)問(wèn)題提出了應(yīng)對(duì)措施與建議，并對(duì)貫通精度進(jìn)行了誤差預(yù)計(jì)。利用偽傾角法進(jìn)行貫通腰線的標(biāo)注，提高了工程質(zhì)量和效率。研究結(jié)果對(duì)此類貫通工程具有一定的借鑒意義和指導(dǎo)作用。

提升斜井；人行斜井；貫通測(cè)量；測(cè)量精度

隨著金屬礦山的建設(shè)，貫通工程相當(dāng)重要且尤為常見(jiàn)。為保證工程順利進(jìn)行，縮短工期和減少工程投資，減小測(cè)量人員勞動(dòng)強(qiáng)度，本研究立足本礦的實(shí)際情況。以寶山礦區(qū)-115 m～-145 m水平中段提升斜井與人行斜井貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)為例，對(duì)有關(guān)方法和技術(shù)進(jìn)行探討和總結(jié)。

1 工程概況

寶山礦區(qū)屬于江西蕩坪鎢業(yè)有限公司下屬礦山，1967年投產(chǎn)至今已經(jīng)開(kāi)采49年。本次貫通工程是寶山礦區(qū)深部采礦延伸工程在-115 m中段下30 m處，向西南方向開(kāi)拓-115 m～-145 m中段主斜井和人行斜井。該礦區(qū)-115 m中段以上的探礦、開(kāi)拓工程也已經(jīng)基本結(jié)束，開(kāi)發(fā)-115 m中段以下礦產(chǎn)資源已成當(dāng)務(wù)之急。迫切需要盡早完成-115 m～-145 m中段主提升斜井工程的施工，為礦區(qū)生產(chǎn)提供接替資源和深部開(kāi)拓礦產(chǎn)資源提供依據(jù)。本次貫通工程施測(cè)示意圖如圖1所示。

圖1 貫通工程施測(cè)示意圖Fig.1 A schematic diagram of the holing-through project

2 貫通測(cè)量方案

2．1 起算邊的確定

貫通測(cè)量起算數(shù)據(jù)為-15 m中段豎井口附近的J1-J2 邊。J1-J2 方位角為：35°01′10″，J2 點(diǎn)坐標(biāo)為：X：28 771.420，Y：27 582.065，Z：-12.482。

2.2 井下導(dǎo)線測(cè)量方法與措施

2.2.1 工具的選擇與檢查

貫通測(cè)量?jī)x器采用南方NTS-342R全站儀測(cè)角精度為±2″，測(cè)距精度為±3 mm+3×10-6D。開(kāi)始測(cè)量前校準(zhǔn)儀器水平軸與豎軸，調(diào)節(jié)水平與垂直微調(diào)螺旋檢查其水平垂直是否有位移情況，利用光學(xué)對(duì)中器對(duì)中，檢查與減少儀器誤差對(duì)測(cè)量產(chǎn)生的影響。

2.2.2 導(dǎo)線測(cè)量

井下導(dǎo)線測(cè)量，采用7″導(dǎo)線技術(shù)要求，導(dǎo)線前、后視方向的盤左和盤右，將盤左和盤右換算后取平均值，可以在提高測(cè)角精度的同時(shí)檢查其錯(cuò)誤。導(dǎo)線觀測(cè)，采用往返測(cè)回法，盤左盤右各觀測(cè)兩測(cè)回，如果測(cè)回超限時(shí)，應(yīng)進(jìn)行重測(cè)。在布設(shè)導(dǎo)線點(diǎn)時(shí)，盡量選擇以直伸形式布設(shè)，減少轉(zhuǎn)折角個(gè)數(shù)帶來(lái)的邊長(zhǎng)誤差和測(cè)角誤差對(duì)橫向貫通誤差的影響。根據(jù)井下7″導(dǎo)線測(cè)量技術(shù)要求，計(jì)算盤左盤右觀測(cè)平均值閉合差 L（L=盤左平均值+盤右平均值-360°）[1]。在觀測(cè)過(guò)程中水準(zhǔn)管氣泡不得偏離中心一格，當(dāng)接近限值時(shí)應(yīng)重新整平儀器。

導(dǎo)線測(cè)量采用往返復(fù)測(cè)支導(dǎo)線的測(cè)量方法。整個(gè)導(dǎo)線采用全站儀兩測(cè)回方法，平面控制采用7quot;級(jí)控制導(dǎo)線，精度要求半測(cè)回互差不大于12″，一測(cè)回2C 值不大于 20″[2]。

邊長(zhǎng)測(cè)量和角度測(cè)量同時(shí)進(jìn)行，完成角度測(cè)量馬上進(jìn)行邊長(zhǎng)測(cè)量。觀測(cè)前，應(yīng)測(cè)量對(duì)站點(diǎn)、前后視站的溫度和氣壓，取其平均值，將平均值輸入儀器中。邊長(zhǎng)測(cè)量往返測(cè)量4次，取其平均值作為最后結(jié)果。每次較差小于3 mm，返測(cè)較差小于5 mm。

2.3 誤差的來(lái)源及分析

在貫通測(cè)量過(guò)程中，主要可分為測(cè)角引起的誤差、量邊引起的誤差、三角高程點(diǎn)引起的誤差。

測(cè)角誤差主要來(lái)源于：（1）儀器本身產(chǎn)生的誤差稱為儀器誤差。（2）操作時(shí)產(chǎn)生的誤差，因瞄準(zhǔn)和讀數(shù)引起的誤差。（3）外界條件引起的誤差，如井下濕度、溫度、礦塵量、照明等方面產(chǎn)生的誤差。

量邊引起的誤差主要來(lái)源于：（1）真空中光速值的測(cè)定誤差。（2）大氣折射率的誤差。（3）儀器加常數(shù)測(cè)定的誤差。（4）棱鏡常數(shù)測(cè)定的誤差。

三角高程點(diǎn)引起的誤差主要來(lái)源于：（1）水準(zhǔn)氣泡居中的誤差。（2）望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)誤差。（3）儀器誤差。（4）人為及外界條件的影響。

在水平重要方向X軸方向上的貫通誤差中測(cè)量誤差及量邊誤差是最主要的誤差來(lái)源。在豎直方向上的貫通誤差中三角高程點(diǎn)是最主要的誤差來(lái)源。

3 貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)

3.1 誤差參數(shù)的確定

根據(jù)《冶金礦山測(cè)量規(guī)范》的規(guī)定。取得井下導(dǎo)線測(cè)角中誤差為：mβ=±15quot;。邊長(zhǎng)測(cè)量誤差參數(shù)根據(jù)南方NTS-342R全站儀測(cè)距標(biāo)稱精度，求得偶然誤差為a=0.005與系統(tǒng)誤差b=0.000 005[3]。

3.2 貫通相遇點(diǎn)K的誤差估算預(yù)計(jì)

以-145 m中段主斜井與-115 m中段貫通中心點(diǎn)與相遇點(diǎn)在水平重要方向上的中誤差為例。導(dǎo)線點(diǎn)由-15 m中段起算邊J1-J2沿-15 m中段主斜井徑路中心線正巷布設(shè)導(dǎo)線直至-145 m中段相遇點(diǎn)K2，-115 m中段人行斜井布設(shè)導(dǎo)線直至主斜井中心點(diǎn)為K1點(diǎn)。確定-115 m～-145 m中段主斜井中心點(diǎn)的坐標(biāo)及高程，再利用坐標(biāo)反算計(jì)算出方位角、傾角、坡度。然后按計(jì)算的坐標(biāo)方位角、坡度進(jìn)行施工。直至主斜井貫通，貫通后導(dǎo)線聯(lián)測(cè)，形成-115 m中段正巷—人行斜井-145 m中段正巷形成閉合導(dǎo)線。因此工程貫通重要方向X方向的中線的水平偏差[1]，就是由導(dǎo)線點(diǎn)測(cè)量引起相遇點(diǎn)的誤差。按井下導(dǎo)線點(diǎn)支導(dǎo)線的誤差計(jì)算公式可得出。

3.2.1 導(dǎo)線測(cè)角誤差

井下導(dǎo)線測(cè)角誤差對(duì)貫通點(diǎn)的影響計(jì)算公式見(jiàn)式（1）所示。

式中：mβ為井下導(dǎo)線點(diǎn)的測(cè)角中誤差，根據(jù)井下導(dǎo)線基本控制導(dǎo)線測(cè)量的要求這里取測(cè)角中誤差為15＂。ρ為固定值206 265，∑Ryi2為井下測(cè)角導(dǎo)線點(diǎn)第i點(diǎn)連線投影長(zhǎng)的平方和，Ryi由預(yù)計(jì)圖上直接量取。

井下導(dǎo)線各測(cè)角誤差對(duì)貫通點(diǎn)K1和K2的影響，由施測(cè)圖1上分別求得：∑RyK12=271 094.3 m和∑RyK22=147 446.8 m。代入公式（1）分別得MXBK1=0.037 m和MXBK2=0.027 m。

3.2.2 導(dǎo)線量邊誤差

在誤差預(yù)計(jì)中，導(dǎo)線點(diǎn)對(duì)貫通相遇點(diǎn)的影響，可由公式（2）計(jì)算。

式中：a為井下量邊偶然誤差系數(shù)，根據(jù)儀器標(biāo)稱精度取精3 mm+3×10-6D按井下導(dǎo)線一般不超過(guò)100 M，得出 a=0.000 3+3×10-6×46=0.004 m；l為井下導(dǎo)線邊i條邊的邊長(zhǎng)，m；α為導(dǎo)線各邊與X軸間的夾角，（°）[4]。

井下導(dǎo)線由施測(cè)圖1上的貫通相遇點(diǎn)K1和K2分別求得∑m2cos2iK1=1 076.4 m和∑m2cos2iK2=811.39 m，代入公式（2）得到：MiK1=0.001 m 和 MiK2=0.001 m。

3.2.3 貫通在水平重要方向X軸的中誤差

井下導(dǎo)線點(diǎn)測(cè)角誤差和導(dǎo)線點(diǎn)量邊誤差引起的K1、K2點(diǎn)在X軸上的總中誤差可根據(jù)公式（3）取中誤差值的2倍為預(yù)計(jì)誤差。

將 MXBK1、MiK1和 MXBK2、MiK2數(shù)據(jù)代入公式（3）得M2XK1=0.043 m，M2XK2=0.027 m。取2倍中誤差為預(yù)計(jì)誤差，得 M2XK1預(yù)=0.086 m 和 M2XK2預(yù)=0.054 m。

3.2.4 高程誤差預(yù)計(jì)

井下三角高程測(cè)量誤差引起貫通點(diǎn)K1、K2的誤差，可按公式（4）計(jì)算確定。

式中：mh0為根據(jù)井下斜巷高程測(cè)量數(shù)據(jù)分析得出的高程測(cè)量每千米高差中誤差，按基本控制精度施測(cè)取得30/2=15 mm；L為井下高程測(cè)量路線長(zhǎng)度，m。

根據(jù)施測(cè)圖1上的K1、K2貫通點(diǎn)三角高程導(dǎo)線總長(zhǎng)求得LK1=608 m和LK2=724 m，代入公式（4）得：MHK1=0.037 m和MHK2=0.040 m。取2倍中誤差為預(yù)計(jì)誤差，得 MHK1預(yù)=0.074 m 和 MHK2預(yù)=0.080 m[5]。

3.2.5 貫通測(cè)量中偽傾角方法

在貫通測(cè)量過(guò)程中，當(dāng)巷道每掘進(jìn)到一定距離時(shí)，就要及時(shí)進(jìn)行中腰線的標(biāo)定工作，針對(duì)斜井測(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)的偽傾角的問(wèn)題，利用fx-5800p計(jì)算器編制了程序：“A”?→A?（（90°-（tan-1（cos（C-A）×tan（Q））））°◢“B”?→B?（（90°-（tan-1（cos（B-C）×tan（Q））））°?

程序中：A為左幫偽傾角讀數(shù)，B為右?guī)蛡蝺A角讀數(shù)，C為水平讀數(shù)，Q為設(shè)計(jì)斜井角度。

3.3 效果分析及貫通提高貫通精度措施

巷道貫通后，經(jīng)過(guò)聯(lián)測(cè)，實(shí)際偏差與預(yù)計(jì)的誤差比較結(jié)果如表1所示。

表1 貫通測(cè)量實(shí)際偏差與預(yù)計(jì)誤差比較結(jié)果Tab.1 The contrasting results between actual deviation and prediction error

從表1貫通預(yù)計(jì)誤差和實(shí)際結(jié)果對(duì)比，貫通點(diǎn)的偏差完全符合《冶金礦山測(cè)量規(guī)范》規(guī)定要求[6]。此次工程順利貫通后測(cè)量證明，此次貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)，符合設(shè)計(jì)書(shū)和滿足了貫通工程的需要，達(dá)到了前期技術(shù)設(shè)計(jì)的目的，滿足了貫通之初的工程需要。貫通誤差預(yù)計(jì)結(jié)果只是貫通測(cè)量工作的基礎(chǔ)，因此需在施工過(guò)程中，及時(shí)對(duì)斜井的中腰線進(jìn)行標(biāo)定。掘進(jìn)到一定階段或一定長(zhǎng)度時(shí)，要及時(shí)進(jìn)行測(cè)量和填圖，根據(jù)測(cè)量結(jié)果及時(shí)調(diào)整巷道掘進(jìn)方向和坡度。以控制掘進(jìn)工作面按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行掘進(jìn)。在測(cè)量環(huán)境允許范圍內(nèi)盡可能的增長(zhǎng)導(dǎo)線邊長(zhǎng)，減小方位角傳遞誤差，以調(diào)高貫通精度[7-8]。

4 結(jié)語(yǔ)

研究在-115 m～-145 m中段提升斜井貫通測(cè)量過(guò)程中，確定了起算邊，采用往返復(fù)測(cè)支導(dǎo)線的方法進(jìn)行了導(dǎo)線測(cè)量，同時(shí)分析了誤差的來(lái)源并在貫通工程中進(jìn)行了預(yù)計(jì)，提高了貫通的精度。

（1）在施測(cè)前首先要根據(jù)巷道實(shí)際情況，選擇合理的測(cè)量方案、測(cè)量?jī)x器和方法。認(rèn)真做好貫通工程誤差預(yù)計(jì)，各項(xiàng)測(cè)量中誤差宜采用該礦統(tǒng)計(jì)分析的實(shí)際值。

（2）測(cè)量前要認(rèn)真做好儀器的檢核工作（有條件的可送專業(yè)的檢核機(jī)構(gòu)進(jìn)行），避免儀器造成不必要的誤差。

（3）施測(cè)中采用偽傾角法進(jìn)行腰線的標(biāo)注，可利用編程計(jì)算器先編好偽傾角計(jì)算程序現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算，提高工作效率，減輕工作強(qiáng)度。

對(duì)于類似井下貫通工程，采用該方法進(jìn)行誤差預(yù)計(jì)，根據(jù)貫通工程實(shí)際情況選擇合理的測(cè)量方案和手段；在施測(cè)過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行測(cè)量規(guī)程減少各環(huán)節(jié)中測(cè)量誤差的影響，才能確保工程安全準(zhǔn)確的貫通，達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期的效果。

[1] 干正如，曾憲珪，鐘曉陽(yáng).某中段副斜井貫通設(shè)計(jì)及誤差估算[J].有色金屬（礦山部分），2009，（6）：11-16.GAN Zhengru，ZENG xiangui，ZHONG Xiaoyang.The run-through design and error estimate of auxiliary slope-shaft in an inside segment[J].Journal of Nonferrous Metals（Part of Mine），2009，（6）：11-16.

[2] 干正如，李沛鴻，劉陶勝.全站儀在斜井貫通中的誤差分析及應(yīng)用[J].黃金，2011，32（3）：37-41.GAN Zhengru，LIPeihong，LIU Taosheng.Erroranalysisand application of total station in inclined shaft piercing project[J].Gold，2011，32（3）：37-41.

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[6] 中華人民共和國(guó)冶金工業(yè)部．冶金礦山測(cè)量規(guī)范[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，1992.

[7] 龐國(guó)強(qiáng).煤礦井下長(zhǎng)距離貫通測(cè)量實(shí)踐 [J].礦山測(cè)量，2016，44（2）：15-17，52.PANG Guoqiang.Practice of long distance holing through in coal mine[J].Mining Survey，2016，44（2）：15-17，52.

[8] 劉兆富，任洪文，韓智堯，等.貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)自動(dòng)化的研究與應(yīng)用[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2013（16）：44-45.

（編輯：游航英）

行業(yè)信息

D

礦山企業(yè)礦權(quán)轉(zhuǎn)讓信息

廣西龍華礦業(yè)有限公司

6個(gè)探礦權(quán)為稀土礦種：廣西憑祥板斗鈦鐵礦，廣西玉林市北流市鳳凰垌銀礦，廣西玉林市北流市隆盛鉛鋅礦，廣西玉林市北流市石玉金礦，廣西玉林市容縣黎村銀礦，廣西玉林市容縣楊梅銅礦。各礦區(qū)內(nèi)均有縣級(jí)公路或鄉(xiāng)級(jí)公路通過(guò)；探礦權(quán)面積172.48 km2，稀土礦石量19 233.7萬(wàn)t，稀土氧化鎢全相147153.2t、離子相 88948.3t。

邵陽(yáng)江鎢瑞鴻礦業(yè)有限公司

礦山位于湖南省邵陽(yáng)市洞口縣那溪鄉(xiāng)，主要開(kāi)采礦種為銅礦和鎢礦，礦區(qū)面積2.1km2，采礦許可證有效期5年。

礦山?jīng)]有正式開(kāi)采，僅完成了生產(chǎn)探礦工作，目前處于籌建之中。礦區(qū)初步圈定24個(gè)單、細(xì)脈帶型鎢礦體，估算礦石量 1339 萬(wàn) t，WO3金屬量（332+333）為23104t，WO3平均品位0.16%。其中332級(jí)資源量 3 112 t，333級(jí)資源量19992t。石英大脈礦體資源量2778t，平均品位0.25%。

礦山距離洞口縣城60 km，距離滬昆高速30 km。

聯(lián)系人：李先生

聯(lián)系電話：0791-86219536

The Holing-thorough Measurement Error Analysis on the Deep Inclined Shaft of Baoshan Mining Area

LUO Yingming,HE Pingsheng
(Jiangxi Dangping Tungsten Industry Co.,Ltd.,Ganzhou 341514,Jiangxi,China)

The quality of holing-through projects depends on the measurement accuracy.Using the holing-through measurement of the hoisting inclined shaft and pedestrian inclined shaft in the middle section of Baoshan Mining area (-115 m～-145 m)as the case,this paper analyzes the impact of downhole traverse measuring method and result accuracy on holing through precision.Countermeasures and suggestions for the common problems arising in the measures process were then put forward.The false dip method is used to mark the through waist line,which improves the quality and efficiency of the project.The results provide favorable reference significance for similar projects.

hoisting inclined shaft;pedestrian inclined shaft;holing-through survey;measurement accuracy

TD175+.5

A

10.3969/j.issn.1009－0622.2017.05.009

2017-08-16

羅嬰明（1986-），男，江西贛州人，助理工程師，主要從事礦山測(cè)量工作。

何平生（1969-），男，江西贛州人，高級(jí)工程師，主要從事礦山測(cè)量和技術(shù)管理工作。