崔鵬艷，程朋，魏永棠

（1.陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 渭南 714000；2.山西省煤炭地質(zhì)物探測(cè)繪院，山西 晉中 030603；3.山西省孝義市政府工程建設(shè)事務(wù)管理局，山西 孝義 032300）

貫通測(cè)量技術(shù)在礦山、鐵路、交通、電力等工程建設(shè)中發(fā)揮著重要的作用，貫通測(cè)量的質(zhì)量直接影響整個(gè)工程建設(shè)、安全生產(chǎn)以及其所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，因此，在貫通測(cè)量技術(shù)應(yīng)用方面研究廣泛。為了使盾構(gòu)機(jī)能夠準(zhǔn)確地按照設(shè)計(jì)軸線開挖掘進(jìn)，必須采用有效的隧道貫通測(cè)量精度的技術(shù)方法，根據(jù)貫通測(cè)量誤差傳播的規(guī)律，得到不同導(dǎo)線布網(wǎng)形式對(duì)隧道貫通測(cè)量誤差的影響，利用測(cè)量中數(shù)據(jù)誤差傳播的理論，對(duì)設(shè)計(jì)的巷道貫通方案進(jìn)行誤差預(yù)計(jì)與分析，將傳統(tǒng)的最小二乘原則與橫向貫通誤差為零的約束條件相結(jié)合，提高貫通測(cè)量施工精度，對(duì)貫通誤差進(jìn)行預(yù)估分析，避免誤差過大使中線幾何變形。本文根據(jù)高河礦實(shí)際狀況，針對(duì)該礦區(qū)的E2311工作面，進(jìn)行貫通測(cè)量的方案設(shè)計(jì)、誤差預(yù)計(jì)及精度分析。

1 礦區(qū)概況

高河能源井田位于潞安礦區(qū)南部，礦井每個(gè)盤區(qū)都有五條大巷，巷道間隔50m。E2311工作面北部一側(cè)，E2311輔運(yùn)順槽與北翼輔運(yùn)大巷相連接，E2311膠帶順槽與北翼膠帶大巷連接，南部一側(cè)的E2311回風(fēng)順槽與北翼回風(fēng)東大巷連接，E2311進(jìn)風(fēng)順槽通過運(yùn)輸繞道與北翼輔運(yùn)大巷相連接。E2311進(jìn)風(fēng)順槽長度為2005.270m，E2311膠帶順槽長度為1833.932m。要求在E2311進(jìn)風(fēng)順槽與E2311膠帶順槽之間進(jìn)行貫通測(cè)量工作，貫通切眼距離為325.5m。

2 貫通測(cè)量方案設(shè)計(jì)

2.1 已知數(shù)據(jù)

高河礦井下導(dǎo)線已知數(shù)據(jù)為7″級(jí)南翼膠帶運(yùn)輸大巷導(dǎo)線數(shù)據(jù)，E2311切眼兩側(cè)的E2311進(jìn)風(fēng)順槽與E2311膠帶順槽分別以導(dǎo)線點(diǎn)F10和F11為起算數(shù)據(jù)，其空間位置信息如表1所示。

表1 井下導(dǎo)線已知點(diǎn)數(shù)據(jù)

2.2 方案設(shè)計(jì)

根據(jù)本次礦區(qū)貫通測(cè)量的特點(diǎn)，采用的是南翼膠帶運(yùn)輸機(jī)大巷7″級(jí)導(dǎo)線起始數(shù)據(jù)，巷道施測(cè)導(dǎo)線為30″級(jí)采區(qū)控制支導(dǎo)線。貫通測(cè)量選用徠卡TS09 PLUS全站儀，用于井下級(jí)光電導(dǎo)線測(cè)量作業(yè)。

如圖1所示，井下全部導(dǎo)線沿巷道布置，采用支導(dǎo)線形式。導(dǎo)線點(diǎn)相隔100米左右布設(shè)一個(gè)導(dǎo)線永久點(diǎn)（特殊地方特殊處理，例如，巷道拐角、高差相差大的地方導(dǎo)線點(diǎn)間的距離相對(duì)短些），導(dǎo)線點(diǎn)選擇在巷道頂板穩(wěn)固，通視良好，且易于安置儀器，不易受來往礦車、行人影響的地方，并且頂板處的導(dǎo)線點(diǎn)用錨固劑將測(cè)釘固定到巷道頂板梯子梁上，并在測(cè)釘上懸掛一根工程線，同時(shí)，將導(dǎo)線點(diǎn)位用紅油漆或白油漆圈出來并在巷道幫上醒目地寫下點(diǎn)的編號(hào)，掛牌管理。每隔一段時(shí)間隨著巷道的掘進(jìn)，必須下井沿著原來的導(dǎo)線點(diǎn)繼續(xù)向前用同樣的方法布設(shè)導(dǎo)線點(diǎn)，并編號(hào)。

E2311進(jìn)風(fēng)順槽：在南翼膠帶運(yùn)輸大巷上的起算數(shù)據(jù)點(diǎn)為7″級(jí)導(dǎo)線數(shù)據(jù)F10和F11。E2311進(jìn)風(fēng)順槽與導(dǎo)線點(diǎn)JF1通視，即通過在F10點(diǎn)架設(shè)儀器，后視F11點(diǎn)，前視JF1，對(duì)E2311進(jìn)風(fēng)順槽內(nèi)的點(diǎn)進(jìn)行布設(shè)，設(shè)計(jì)點(diǎn)位(JF1－JF2…JF20－JF21)的距離為100m永久導(dǎo)線點(diǎn)。

E2311膠帶順槽：E2311膠帶順槽起算數(shù)據(jù)點(diǎn)為F11，在F11點(diǎn)進(jìn)行儀器的架設(shè)，后視F10，前視點(diǎn)J1進(jìn)行設(shè)計(jì)，依次對(duì)點(diǎn)（J1－J2…J20－J21）進(jìn)行布設(shè)，點(diǎn)位間隔為100m。

每隔一段時(shí)間，隨著巷道的掘進(jìn)又布設(shè)有新的導(dǎo)線點(diǎn)，必須下井進(jìn)行導(dǎo)線的加測(cè)或復(fù)測(cè)，測(cè)量方法同上。

圖1 E2311工作面貫通測(cè)量設(shè)計(jì)圖

3 誤差預(yù)計(jì)

貫通設(shè)計(jì)要求水平重要方向的允許偏差為0.30m，豎直走向?yàn)檠氐装暹M(jìn)行掘進(jìn)，不存在豎直重要方向上的貫通偏差。導(dǎo)線點(diǎn)的布置及線路的分布圖詳見圖1。

K點(diǎn)在水平重要方向上的貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)計(jì)算如下，Ry′為K點(diǎn)與各導(dǎo)線連線在Y′軸上的投影長，可由設(shè)計(jì)圖紙量??；從CAD圖上量取各個(gè)Ry′的值，由式（1）計(jì)算可得導(dǎo)線測(cè)角誤差引起的K點(diǎn)在X′方向上的誤差，式中mβ為井下導(dǎo)線的測(cè)角中誤差，本設(shè)計(jì)采用的是光電測(cè)距，由光電測(cè)距引起的誤差由式(2)可計(jì)算得到，其中，α′為導(dǎo)線各邊與X′軸間的夾角，l為各導(dǎo)線在X′上的投影長，則K點(diǎn)在X′方向上的預(yù)計(jì)中誤差為式(3)所示，在實(shí)際觀測(cè)中進(jìn)行兩次獨(dú)立觀測(cè)，則可得到K點(diǎn)在水平重要方向上的預(yù)計(jì)貫通誤差為式(4)所示。

4 結(jié)語

（1）根據(jù)以上的預(yù)計(jì)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在本次的一井貫通測(cè)量設(shè)計(jì)中的貫通相遇點(diǎn)K的水平重要方向上的偏差小于《煤礦測(cè)量規(guī)程》的貫通限差0.30m的要求，說明在本次設(shè)計(jì)中，所選擇的測(cè)量方案與測(cè)量方法都能滿足貫通限差的精度要求。

（2）以上的計(jì)算結(jié)果還可以發(fā)現(xiàn)，在貫通測(cè)量中，測(cè)角誤差引起的貫通誤差是主要的。