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1兴文宏能煤业有限公司大旗煤矿井巷贯通测量设计编制：李春生二〇一一年四月二十日2会审意见大旗煤矿编制测量技术负责人生产技术负责人总工程师总经理能源公司工程部安监部技术部3大旗煤矿井巷工程贯通测量设计（2011年4月20日）一、工程概况：地奥能源公司大旗煤矿是年设计生产能力45万吨的新建矿井，井田东西长约6.6km，南北宽约1.3km，井田面积约8.5平方公里。矿井开拓方式为平硐开拓，从矿井的开拓方式布置图中获知，矿建时期井巷工程有五个主要井巷贯通工程，即：第一个是1008进风井与1022回风井之间的贯通，贯通导线周长约2000m（贯通距离为1400m）；第二个是主井平硐与+1008m进风井在+700水平一采区轨道上山下部车场的贯通，贯通导线周长约11200m（贯通距离为4500m）；第三个是一采区轨道上山与一采区通风上山在通风上山上的贯通，贯通导线周长约2000m（贯通距离为900m）；第四个是一采区轨道上山与一采区行人上山的贯通，贯通导线周长约2000m（贯通距离为900m）第五个是一采区轨道上山与一采区运输上山的贯通，贯通导线周长约2000m（贯通距离为900m）这五个贯通巷道均采用全断面掘进、一次成巷，相向掘进进行贯通。主要贯通工程井筒的设计参数为：1、主井平硐设计参数：井口中心的平面坐标：X=313209.9m，Y=35510797.1m；4井口中心的高程坐标：Z=693.1m；井口中心线的坐标方位角：а=160°井筒掘进断面：S′=14.4m2井筒净断面：S=12.6m2井筒水平长：D=2890m2、+1008米进风井井筒设计参数：井口中心的平面坐标：X=3117129.2m，Y=35509347.4m；井口中心的高程坐标：Z=1008.1m；井口中心线的坐标方位角：а=50°井筒掘进断面：S′=16.2m2井筒净断面：S=12.3m2井筒水平长：D=150m567二、贯通测量方案设计（一）贯通测量方案的选择大旗煤矿建井时期有五个主要井巷贯通工程，测量贯通工作任务时分繁重,这五个贯通测量工程的贯通导线周长都在2公里左右，均为重要井巷贯通工程，其中主井平硐与+1008米进风进的贯通导线周长8为11.2公里,贯通距离达4.5公里，属大型贯通工程,为了确保贯通测量工作的有序进行，按照《煤矿测量规程》的规定，对于贯通距离大于3公里的井巷贯通工程必须进行贯通测量设计和贯通误差预计。对于其余4个贯通导线周长在2000米，贯通距离在900米左右的贯通不再做方案设计和贯通误差预计，但对这些重要贯通工程均必须严格按照《煤矿测量规程》的要求进行施测,同时应采取必要的技术手段和措施保证测量精度，以实现井巷的准确贯通,以满足井巷工程的需要。主井平硐与+1008米进风井之间的贯通为两井间的贯通工程，井巷贯通距离约4.5km，地面联测导线6.7km，贯通导线全长约11.2km。根据井巷施工计划安排，在两井间的贯通路线方案选择上，可根据井巷施工的实际进展情况，选择两条主要施工路线作为贯通误差预计的方案。第一方案，贯通处为一采区轨道上山下车场，即：从主井近井点GPS3开始，一个掘进工作面分别沿主井平硐2980米、一采区轨道上山下部车场320米掘进至轨道上山下部车场和另一个掘进工作面沿+1008米进风井560m、一采区轨道上山上部车场及绕道110米、一采区轨道上山620米进行相向掘进在+700m水平一采区轨道上山下部车场处贯通。按照工程施工计划，预计贯通时间为2012年7月。第二方案，贯通处为一采区通风上山上行463米，按照工程施工计划，预计贯通时间为2012年11月或一采区运输上山上行406米处，预计贯通时间为2012年11月。这两种方案的贯通点K的位置均在误差预计X’轴的平行位置上，对贯通误差预计的结果影响不大，因此，在做贯通误差预计时只按第一方案的贯通路线获取的误差参数进行计算。9从井巷工程施工计划中获知，在一采区的四个贯通工程的贯通时间都在2012年7月至12月之间，因此，在贯通测量实施过程中，为保证贯通测量精度，应特别注意：无论哪一个方案最先实现贯通，其余的贯通测量起始数据就采用最先实现贯通后通过平差后的测量数据，其目的是缩短贯通导线周长，使井巷实现准确贯通更可靠。（二）贯通测量误差预计1、贯通相遇点的允许偏差确定根据《规程》规定，结合工程需要，考虑到贯通相遇点所处的位置为采区轨道上山、运输上山、通风上山，这些巷道均为主要巷道，经与矿技术负责人、生产技术部门共同研究，项目经理同意，贯通相遇点K在水平重要方向上的允许偏差不得超过0.3m，在高程方向上的允许偏差不得超过0.2m。2、地面与井下联系测量方案大旗矿区所在区域为高山丛林地区，地形复杂，气候条件变化无常，通视条件差，难以满足四等控制的布网要求，且矿区范围内只有国家四等点和一级点，因此，根据井田区域的具体情况，决定在主井口与1008进风井之间采用一级（5″）光电导线作为贯通联系测量，同时将光电导线作为三角高程导线，按四等水准的要求将三角高程控制作为矿区高程的首级控制，在测角和测距中按四等光电导线要求施测，以满足四等水准的精度要求。联系测量线路的选择从主井工业广场13510地质队布设的GPS2、GPS3为起始点，沿北偏东大约20°~30°的方向选择观测线路，按5″导线的要求（导线边应大于0.5km）进行布点，与国家四等点QGL、一级点509进行连接。5秒控制线路长6.7公里，共敷设了四个控制点（5、6、7、办公楼）。为满足贯通测量的需要，在井巷贯通工程施工期间分别在主井和进风井附近敷设1至2个近井点（根据导线点的通视条件布置）作为向井传递导线的联测点。⑴地面控制测量采用尼康全站仪，施测按5″光电测距导线要求独立观测两次，观测技术参数要求：测距相对中误差1/30000；测角中误差±5″；导线全长相对闭合差1/20000；水平角观测4个测回，方位角最大闭合差错误!未找到引用源。。⑵水平角观测限差：半测回归零差8″，一测回内2c互差13″，同一方向值各测回互差9″；⑶竖直角观测中丝法对向观测2个测回，倾斜角互差15″，指标差互差15″，对向观测高差较差±100s，高程闭合差错误!未找到引用源。（S—边长公里数）。11⑷光电测距2个测回（一测回读数四次），一测回最大互差10mm，单程测回间最大互差15mm，往返测或不同时间互差±√2.（2+2ppm.D）。3、井下平面控制测量井下贯通导线分别从主井近井点Ⅰ→主井平硐→一采区轨道上山下部车场→贯通相遇点K和另一掘进工作点+1008进风井近井点Ⅰ→+1008进风井平硐→+1008进风下山→+970进风平巷→+970绕道、石门→一采区轨道上山→一采区轨道上山下部车场贯通相遇点K。井下导线共设计26个导线点，导线全长4.5公里，导线经过两条25°（+1008进风井斜巷长96米、一采区轨道上山长620米）的斜巷。在导线点的布设时，在布点条件允许的情况下，尽可能使前后视的导线边相等，考虑到井下的特殊环境和通视条件，导线边的长度一般布设为90米—300米为宜。本设计的井下导线边长在15米以下的一条、15米—30米的两条、30米以上的23条，井下平面控制按15″光电导线布设，采用尼康DTM-532全站仪测角和测距。井下导线主要技术参数指标如下：测角中误差（″）一般边长（m）导线全长相对闭合差闭（附）合导线复测支导线±760—2001/80001/6000±1540—1401/60001/400012井下导线水平角观测作业要求如下：导线类别全站仪型号观测方法按导线边长分（水平边长）15m以下15m～30m30m以上对中次数测回数对中次数测回数对中次数测回数7″尼康DTM-532测回法33221215″尼康DTM-532测回法221212注：①测回间变换度盘读数180°/n（n为测回数）。②多次对中时，每次对中测一个测回。倾角小于30°的井巷中水平角观测限差如下：仪器级别同一测回中半测回互差两测回间互差两次对中测回间互差DTM-53220″12″30″GTS-60220″12″30″在倾角大于30°的井巷中，各项限差可为表中的1.5倍；在倾角大于15°或视线一边水平而另一边的倾角大于15°的主要井巷观测过程中水准气泡偏离不得超过一格，否则应整平后重测。13井下光电测距作业要求：⑴下井作业前，对测距仪进行检验和校正；⑵测定气压读至100pa，气温读至1°C；⑶每条边的测回数不得少于两个。采用单向观测或往反（或不同时间）观测时，其限差为：一测回读数较差不大于是10mm，单程测回间较差不大于15mm；往返（或不同时间）观测同一边长时，化算为水平距离（经气象和倾斜改正）后的互差，不得大于1/6000。(3)井下一级导线边长用全站仪测量，一测回四次读数，读数间较差不大于5mm。4、井下高程控制测量井下高程测量的线路与井下光电导线线路一致。高程测量在斜巷采用三角高程测量，用尼康DTM-532全站仪测角和测距，三角高程测量对两点间的高差采取对向观测的方式来提高精度；井下平巷采用S3级水准仪和普通水准尺按等外水准进行施测。井下高程控制作业技术要求：⑴巷三角高程测量技术要求14垂直角观测精度要求：观测方法尼康DTM-532（2″）拓普康GTS-602（2″）测回数垂直角互差指标差互差测回数垂直角互差指标差互差对向观测（中丝法）1——1——单向观测（中丝法）215″15″215″15″⑵三角高程测量的仪器高和觇标高应在观测开始前和结束后用钢尺各量一次。两次丈量的互差不得大于4mm，取其平均值作为丈量结果。⑶相邻两点往返测高差的互差不应大于10mm+0.3mm*l（l为导线水平边长，以m为单位）；⑷三角高程导线的高程闭合差不应大于±100mm√L（L为导线长度，以km为单位）；⑸复测支导线最终点的高程应取两次测量结果的平均值。井下水准测量的作业技术要求：15⑴井下平巷每组水准点间高差应采用往返测量的方法确定，往返测量高差的较差不应大于±50mm√R（R为水准点间的路线长度，以km为单位）；⑵相邻两点间的高差，用两次仪器高观测，其互差不大于5mm时，取平均值作为观测结果；⑶水准测量高差的较差（或高程闭合差）不超过限差时，取往返观测的平均值作为测量成果。本贯通方案设计中，对地面、井下的平面与高程控制测量的技术作业要求和技术参数的未尽事项，一律按《煤矿测量规程》规定执行。（三）、贯通测量误差预计：1．根据上述选择的测量方案，各项误差参数确定为：⑴地面光电测距导线的测角中误差mβ＝±5″，测距仪测边中误差ml＝±（2mm+2*ppm*D)；⑵井下光电测距导线的测角中误差mβ＝±15″，测距仪测边中误差ml＝±（2mm+2*ppm*D)；⑶地面三角高程把复测支线作为闭合环的允许闭合差确定为±50√[s2]，则一次独立测量的中误差为：Mh上=±25√[S2]（S为导线边长，以km为单位）；16⑷井下水准测量的允许闭合差为±50√R（mm），则一次（单程）独立测量的中误差为：Mh下=±50/（2√2）*√R=±18√R（R—水准线路的长度，以km为单位）；⑸井下三角高程的允许闭合差为±100√L，则一次独立测量的中误差为：Mh下=±50√L（mm）（L为导线长度，以km为单位）；2．贯通相遇点K在水平重要方向X′轴上的误差计算：地面控制测量对K点的误差影响①地面控制测量测角误差引起K点在X轴上的误差Mxβ上：计算公式：Mxβ上＝±mβ/ρ√∑Ryi2∑Ryi2：贯通相遇点K与地面各控制测量点在Y轴上投影的平方和计算：Mxβ上＝±5/206265*√39323769=±0.152(m)②由地面控制测量测边误差引起K点在X轴上的误差Mxl上：计算公式：Mxl上＝±√a上2∑lcos2α′+b上2Lx′2或Mxl上=√∑ml2*lcos2αlcos2α′：地面各导线边坐标增量ΔX′在边长上的二次投影长度（m）；a、b为测距的偶然和系统误差系数；α为各导线边与假定X′轴之间的夹角。计算：Mxl上＝±√0.0022*693+（2*10-6）2*292=±0.053(m)17井下导线测量对K点的误