鹤煤六矿井下大巷贯通测量方法与精度

收稿日期:2012－03－13

作者简介:王永法(1973—)，男，河南封丘人，高级工程师，1998年毕业于太原理工大学，长期从事矿井地质测量工作，现任鹤煤公司六矿副总工程师。

鹤煤六矿井下大巷贯通测量方法与精度分析

王永法

(河南煤业化工集团鹤煤公司六矿，河南鹤壁458000)

摘要:为解决鹤煤公司六矿－600m 北大巷施工进度缓慢问题，从－600m 北大巷南端向北施工，与该巷道北端实现贯通。在六矿－600m 北大巷贯通测量中，使用了陀螺经纬仪定向、井下“三架法”导线测量与“光电测距三角高程代四等水准”测量相结合的技术，并对贯通测量误差进行了分析。效果检验证明，采用上述多种技术相结合的施测方法有效控制了测量精度，效果良好。关键词:贯通测量;精度分析;陀螺定向;“三架法”中图分类号:TD175．5

文献标志码:B

文章编号:1003－0506(2012)07－0071－02

1工程概况

鹤煤公司六矿－600m 北大巷位于井底车场东

部，为解决－600m 北大巷施工进度缓慢问题，决定使用综掘机施工－600m 北大巷南端(三水平轨道暗斜井一侧)，从而加快与该巷道北端(三水平回风暗斜井一侧)贯通。

－600m 北大巷贯通属于一井内的巷道大型贯通，贯通线路全长约4900m (图1)，其中平巷长为3400m ，斜巷长1500m ，贯通相遇点K 点处巷道断面为4.6m ˑ3.6m (宽ˑ高)，贯通段采用全断面、一次喷浆成巷掘进。根据施工工程要求，贯通相遇点水平重要方向上的允许偏差为0.3m ，高程方向上的允许偏差为0.2m 。

2贯通技术选择

－600m 北大巷贯通测量全长约4900m ，其特

点为贯通路线长、风量大、高差大、要求精度高，致使施测困难。根据此次贯通的特点，决定采用以下测量方法:

(1)采用陀螺定向技术，加测陀螺定向边，以陀螺定向边为坚强边对导线进行整体平差。

(2)在井下导线测量中，采用全站仪“三架法”导线测量技术进行7ᵡ级导线测量。

(3)在井下高程测量中，将“光电测距三角高程

代四等水准”测量技术与全站仪“三架法”导线测

量

图1

贯通测量路线

方法结合使用进行测量。

3

贯通测量方案

3.1

测量仪器

(1)陀螺经纬仪。采用WILD GAK1-41054型

陀螺经纬仪陀螺定向，选取一次定向中误差m A =ʃ15ᵡ。

(2)全站仪。井下测角测边使用PTS-V2全站

仪，

仪器等级Ⅲ等，测边标称精度2mm ʃ2ˑ10－6

D ，测角标称精度M β=2'、MD =3mm +2ˑ10－6D ，其测角技术要求见表1。

表1

井下测角技术要求

范围划分对中次数

测回数15m 以下3315 30m 2230m 以上

1

2

注:①两测回间，应将度盘位置变换180ʎ/n (n 为测回数);②n 1，n 2为复测支导线第一、第二测量的总站数。

此次全站仪测角中误差为ʃ7ᵡ，边长范围60

200m ，观测方法为测回数，同一测回半测回互差

20ᵡ;两测回间互差12ᵡ;两次对中测回间互差20ᵡ;最大闭合差14ᵡn1+n

槡2。

3.2施测方法

3.2.1陀螺定向控制测量

陀螺定向使用WILD GAK1-41054型陀螺经纬仪，采用地面两测回、井下两测回检测其固定角及边长。

在井底已知边布设陀螺边D1—S3;在－600m 北大巷一侧靠近巷道口布设陀螺边L31—L32;在暗斜井一侧靠近巷道口布设陀螺边L14—L15(图1)。

《煤矿地质测量有关规程规定汇编》(以下称“规程”)规定:一测回测量陀螺方位角中误差为ʃ15ᵡ，实测为ʃ4.4ᵡ，满足精度要求。“规程”规定:测量陀螺方位角平均值的中误差为ʃ10ᵡ，实测为ʃ1.6ᵡ，满足精度要求。

3.2.2“三架法”7ᵡ控制导线与红外测距三角高程

测量

(1)－600m北大巷侧。－600m北大巷一侧贯通导线以D1为起算点，以此次D1—S3陀螺方位为起算方位进行导线测量，方位闭合至陀螺边L31—

L

32

，进行方位角平差、方位角闭合差计算，导线测量独立进行2次，L32点2次测量坐标互差为:ΔX=3 mm，ΔY=13mm，其导线坐标闭合差为13.3mm，满足导线全长相对闭合差1/6000的精度要求。

－600m北大巷一侧红外测距三角高程测量是以D1为起算点，独立进行2次测量，L32点2次测量红外测距三角高程闭合差为9mm，满足ʃ50槡L mm (42mm)的精度要求。其中，L为导线点间的水平路线长度，km。

(2)暗斜井侧。暗斜井侧贯通导线以D

1

为起算点，以此次D1—S3陀螺方位为起算方位进行导线测量，方位闭合至陀螺边L9—L10，进行方位角平差计算，方位角闭合差16ᵡ，导线测量再向前延伸至L15点，导线测量独立进行2次测量，L15点2次测量坐标互差为:ΔX=35mm，ΔY=32mm，其导线坐标闭合差为47mm，满足导线全长相对闭合差1/6000的精度要求。

暗斜井侧红外高程测量以D1为起算点，独立进行2次测量，L15点2次测量红外高程闭合差为12 mm，满足ʃ50槡L mm(50mm)的精度要求。

4贯通测量误差分析

此次贯通测量主要实施井下导线测量、陀螺定向测量和高程测量，贯通误差预计就是估算所采用的贯通测量方案在贯通相遇点K点的预计偏差。

4.1贯通相遇点K在水平重要方向X轴上的误差

(1)由陀螺定向误差引起的K点在贯通重要方向X轴上的误差。预计公式为:

M

Xα

=ʃm

αt

/ρˑR

Y0

式中，m

αt

为陀螺定向中误差，15mm;ρ为固定常数，

206265;R

Y0

为井下导线起始点与K点连线在Y轴上的投影长，1150m。

将数据代入公式计算得，M X

α

=ʃ0.084m。

(2)由井下量边误差与以陀螺定向边为坚强边平差后的测角误差所引起的K点在贯通重要方向X 轴上的误差。预计公式为:

M

X下

=ʃM2

Xβ

+M2

槡XL

代入数据计算得，M X

下

=ʃ0.110m。

(3)K点在贯通重要方向X轴上的预计误差。由于贯通测量时，各项测量工作均独立进行2次，故贯通相遇点K在重要方向X轴上的预计中误差为:

M

X

=ʃM2

Xα

+M2

X

槡下/槡2

代入数据计算得，M X=ʃ0.098m。

贯通相遇点K在重要方向X轴上的预计误差为:

M

X预

=2M

X

，即M

X预

=ʃ0.196m。

4.2贯通相遇点K在高程方向上的误差

(1)井下红外代水准测量的高程误差。按等外水准测量的标准，井下“三架法”红外代水准测量路线长5km，引起的高程中误差为:

M

h下

=ʃm

h槡

L，即M

h下

=ʃ0.045m。

(2)K点在高程上的预计误差。由于贯通测量时，各项测量工作均独立进行2次，故贯通相遇点K 在高程上的预计中误差为:

M

h

=ʃM2

h

槡下/槡2，即M h=ʃ0.032m。

贯通相遇点K在高程上的预计误差为:

M

h预

=2M

h

，即M

h预

=ʃ0.064m。

4.3测量误差预计结果

由计算可知，贯通相遇点K在重要方向X轴上的预计误差为ʃ0.196m，小于允许偏差值ʃ0.3m;贯通相遇点K在高程方向上的预计误差为ʃ0.064 m，小于允许偏差值ʃ0.2m，满足工程需要。

5效果检验

2010年5月，－600m北大巷(下转第86页)