三水平南翼中间并联回风上山误差预计与精度分析.docx

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三水平南翼中间并联回风上山误差预计与精度分析

鹤煤公司技术成果评审表

申报单位：

申报时间：

编号：

项目名称

贯通测量方案的选择在实际巷道中应用

------三水平南翼中间并联回风上山贯通测量技术管理

项目类别

技术成果

完成单位

地测科

协作单位

主要完成人

程章允、张景立、郝先虎、张红岩、李献军

项目起止时间

2011.8---2013.2

主要内容及社会经济效益：

该工程是我矿三水平延深采区主要的回风系统巷道。

原三水平边界回风系统，巷道受压变形严重，造成三水平延深下山采区在施工期间回风不流畅，经过多次维修，仍达不到预期的效果。

矿领导及技术人员经过实地勘察和研究决定，在3107中巷处从新开掘一条新的巷道以完善三水平延深下山采区的回风系统，这样不仅可以完善通风系统，又不影响三水平延深的正常生产，保证安全生产平稳发展。

根据矿井现场条件，在巷道施测前制定两套贯通测量方案，经过方案的比对、分析、论证，采用第二套方案，不仅使三水平南翼中间并联回风上山顺利贯通，又保障矿井安全生产。

贯通后进行了闭合导线的测算，导线测量总站数n=28导线测量总长度[L]=889m坐标增量的闭合差fx=0.112m、fy=-0.152m、fh=0.208m坐标方位角闭合差fa=106＂相对闭合差f/[L]=1/4703线量闭合差f=√fx2+fy2=0.189m相对高程闭合差fh/[L]=1/4274

通过地测人员的大量现场勘探、细致收集原始数据、计算和分析资料，经贯通论证，所得测量资料具有科学性、可靠性的。

三水平南翼中间并联回风上山的贯通，不仅完善我矿的通风系统，也为瓦斯区域治理岩巷工程创造有利的生产条件，保证安全生产良好的平稳发展态势，同时为今后类似的贯通工作奠定了基础，提供了准确的科学技术成果资料，值得广泛推广应用。

基层单位推荐意见：

单位盖章

负责人签字

公司专业评审小组意见：

负责人签字

公司评审委员会意见：

负责人签字

最终评审结果

获奖等级

盖章

贯通测量方案的选择在实际巷道中应用

------三水平南翼中间并联回风上山贯通测量技术管理

一、工程概况：

鹤煤公司五矿位于鹤壁矿区中部，北依三矿，南邻六矿，由于矿井衰老，资源枯竭，产量递减。

在对延深开采时，首先解决好外围辅助回风系统的改造和升级，为瓦斯区域治理岩巷工程创造良好的条件，保证矿井安全生产平稳发展的良好态势。

该工程是我矿三水平延深采区主要的回风系统巷道。

原三水平边界回风系统，巷道受压变形严重，造成三水平延深下山采区在施工期间回风不流畅，经过多次维修，仍达不到预期的效果。

矿领导及技术人员经过实地勘察和研究决定，在3107中巷处从新开掘一条新的巷道以完善三水平延深下山采区的回风系统。

这样不仅可以完善通风系统，又不影响三水平延深的正常生产。

该工程设计全长338.05m（斜距）、360.2m（平距），平巷40m，251.403m（斜距）巷道为+16°30＇，68.754m（斜距）巷道为+34°。

支护形式

采用直墙半圆拱锚网喷加锚索支护，锚杆采用Φ20×2000mm的树脂锚杆，铺Φ8金属点焊网，网规格800×1100mm，网孔100×100mm；锚索采用Φ17.8×8000mm钢绞丝，锚索端头锚固，锚索孔口外露张拉端200mmm,砼喷厚100mm。

测量路线：

（1）方案一

该工程为一井内的重要贯通工程，导线从3107中巷381#—383#边为起算边开始施测，（注：

381#、383#经过3301中巷与3107中巷大中型贯通，并进行了平差的导线点）一路由3107中巷至三水平南翼中间并联回风上山边施工边测量最终达到贯通点，顺利贯通。

另一路由3107中巷，途径3107中巷通道、三水平南翼轨道下山、三水平南翼总回风、三水平南翼总回风辅助回风巷到达贯通点。

最终形成闭合环。

（2）方案二：

一路由3107中巷至三水平南翼中间并联回风上山边施工边测量最终达到贯通点，顺利贯通。

另一路由三水平南翼并联总回风至23采区一川、23012下顺槽、三水平南翼总回风、三水平南翼总回风辅助回风巷到达贯通点。

最终形成闭合环。

两套方案相比较，方案一，施测路线短，精度高，但三水平南翼轨道下山，巷道压力大，变形严重，安全系数低，个别区段顶板垮落不通视，无法正常测量导线。

方案二，施测路线远，但测量路线顺畅，只要在观测时把各项限差和误差减小到最低限度，精度可以保证顺利贯通。

两套方案比较，决定采用第二套方案进行导线测量。

2.贯通测量所采用的仪器及工具：

经纬仪瑞士威特T21台、钢尺1把、小钢卷尺3个、测绳、测钉等

二、测量工作情况

为了保证该工程能够按设计要求精确贯通，使贯通实际偏差值小于允许偏差。

在矿、科的直接领导下和有关单位的大力支持下，由我矿测量组负责贯通导线的测量工作。

为了巷道精确贯通，我们在贯通点进行现场勘测，以便领导能及时了解巷道的进度和决策。

施测前按照生产需求，以贯通中线偏差值不大于300㎜，腰线偏差值不大于200㎜为原则，依据《煤炭测量规程》规定，对本次贯通测量编制了贯通方案、设计和误差预计，并严格按照《煤炭测量规程》之规定的方案进行测量工作。

1.导线测量情况：

（1）水平角测量：

根据贯通测量方案、设计和误差预计，本次导线测量均独立施测导线两遍。

经纬仪采用测回法观测水平角和竖直角，每站同一测回中半测回互差不大于20"。

竖直角采用一个测回，往返观测，量边采用经过比长的50m钢尺，悬空丈量，并施以比长时的拉力（15㎏），当边长大于尺长时，采用分段丈量，定线偏差不大于30㎜，错动钢尺两次读数，读至毫米，长度互差不大于3㎜，当水平边长互差不大于边长的1/6000时，取两次丈量边长的平均值作为最终值，在边长小于15m或竖直角大于15º的倾斜巷道中，丈量边长时往返水平边长的互差不大于边长的1/4000。

（2）高程控制测量：

高程控制测量，倾斜巷道采用三角高程与平面控制测量同步进行。

通过斜巷导入高程时，垂直角采用中丝法对向观测每站一个测回，仪器高和觇标高应用小钢卷尺在观测前、后各量一次，两次丈量结果不得超过4㎜，最终取平均值为丈量结果，相邻两点往返高差不大于100㎜+0.3㎜×L（L为导线水平边长，以米为单位）。

2.测量过程对经纬仪导线测量误差的来源分析和消除方法

为保证井下经纬仪导线测量的精度，就要在测量过程中可能产生的各种误差误差，对这种误差进行分析、总结和了解其累积得规律，以便采取有效的技术措施来减少或消除各种误差对导线测量精度的影响，避免有于精度要求所造成的工时和工程质量事故，以便提高工作效率，更好的为煤炭生产建设服务。

（1）误差，仪器本身检校不完善而引起的误差。

消除或减少误差的方法，测量人员应对所使用的经纬仪，在工作前或定期进行经纬仪的几何关系检校。

通过对经纬仪的检校，可使其残余误差在容许范围之内，同时采用测回法的观测方法来消除仪器本身检校不完善而引起误差的影响。

（2）仪器加工不完善所引起的误差。

消除或减少误差的方法，度盘分划误差可以采用度盘的不同部位进行观测，来减小误差的影响。

仪器偏心误差可以采取两个镜位（即盘左、盘右）取其平均值得方法加以消除。

（3）仪器整置不正确或因外界条件变化而产生的仪器竖轴倾斜所产生的误差。

消除或减少误差的方法，一种是在倾斜巷道内测角时，采用跨水准管整置仪器，使仪器竖轴精确竖直。

另一种是采用测回法来避免此类误差。

（4）人为产生的误差，由于观测者的自身条件和业务水平以及仪器整置熟练程度、操作习惯、生理特点的不同，而产生的误差。

消除和减小误差的方法，提高观测者的自身条件，加强业务学习，正确操作仪器，提高整体业务素质。

（5）对中误差分觇标对中误差和仪器对中误差。

精确安置仪器是消除或减小对中误差的方法。

（6）测角方法的误差，高于J6级的仪器采用测回法可以消除或减小测角的误差。

3.提高测角量边精度的措施：

（1）因为井下导线测量测角误差主要来源于仪器误差、测角方法误差和对中误差。

而测角方法误差又主要包括瞄准误差和读数误差。

观测时应在保证通视良好，成像清晰稳定的基础上，按规程规定要求，采用测回法进行观测，每仪器站点分别进行两个测回，确保测角准确无误。

（2）在风速较大的巷道中施测导线时，仪器对中采用4寸硬塑料管子进行挡风。

前、后视垂线的垂球加大垂球的重量；

（3）在有可能的条件下，尽量增大导线的边长，已提高测角的精度；

（4）在潮湿的巷道中，前后视照射垂球线时，采用红细布捂在矿灯上照射垂球线的测量标志；

（5）分段丈量边长时，采用界尺定线法，精确定出界尺标志进行丈量；

（6）在巷道快掘进至拐点处时，利用巷道设计长度计算拐点的坐标，根据巷道最前的导线点与设计拐点的坐标进行解算，以控制剩余长度；

（7）观测时仪器转动要平稳，每次照准目标，不得过分拧紧水平和垂直固定螺旋和微动螺旋，微动螺旋应尽量使用中间部位。

（8）观测过程中，照准部水准气泡偏离中心不得超过一格，接近一格时，应在测回之间重新整置仪器避免了测量错误的产生。

（9）当望远镜旋转超过了要观测的目标时，必须旋转一周后重新照准，不得反向旋转。

（10）架设仪器后，测站、镜站都不准离人。

（11）丈量边长时，严格按照规程规定的测回数及读数次数进行读数，即一次量边三次读数。

（12）外业观测记录必须做到记录真实、注记明确、整洁美观、格式统一，严格按规定要求记录，不能自测自记。

（13）一切原始观测值和记事项目，必须在现场记录在规定格式的外业手簿中。

严禁凭记忆补记。

测站或测段的名称、工作地点、仪器类型及编号，观测者及记录者，工作日期，等级，成像情况，观测开始及结束时间等均按要求编写，并绘制必要草图。

凡更正错误，均应将错字整齐划去，在其上方填写正确的文字或数字，禁止涂改、擦改、转抄。

对超限划改的成果，须注明原因和重测结果所在的页数。

（14）对原始观测数据更改的规定：

水平角和垂直角的观测，其秒值不得做任何涂改，秒值读错、记错应重新观测。

原始记录的度、分，确属读错、记错，可在现场更正，但同一方向两个镜位不得同时更改同一常数。

垂直角观测中“分”的读数个测回不得连续更改同一数字。

距离测量和水准测量中，厘米以下数值不得更改。

米和分米确属读错、记错可在现场更改；但在同一测站、同一距离、同一高差的往、返测或两次测量的相关数字不得连环更改。

（15）记录员在记录过程中，要耐心、认真、细致、精力集中。

并采用复述方法记录，能及时发现观测中产生的错误（如对错度盘，看错方向等）和超限情况。

掌握好重测及取舍原则，合理地进行重测、补测，确保记录、计算正确无误，使观测成果满足各项限差要求，符合有关规范规定。

作业观测结束后，应对观测手薄进行全面检查。

记录计算正确无误，各项限差及检验项目均符合规范的要求后方可迁站。

4.内业计算：

（1）导线施测前对起算数据认真抄录和检查，在内业计算前认真检查记录和核算；

（2）计算导线边长的各项改正数和往返丈量边长的平均值；

（3）每施测一次导线及时计算各点坐标值，并及时填绘施工进度图和设计图，发现问题及时分析和解决；

所有测量结果，都有独立计算两份资料。

巷道贯通后，及时连测了导线即形成闭合环线。

5.日常标定中、腰线：

中、腰线的标定均按设计，经过验算后标定，为了避免巷道开口时所产生的误差，采用导线经纬仪拐角方法给定中线，随着巷道的延伸，导线及时跟踪，中线点的延长不超过30m，腰线点每30m～40m设置一组，每组不少于2个，腰线点画在巷道帮上。

设置中线点时，每组不少于3个，点与点之间距离不小于2m。

在延设中、腰线点的过程中，对使用的中、腰线点，逐个进行检查，逐个及时校正。

三、贯通精度评定

三水平南翼中间并联回风上山，根据原设计要求，中线偏差值不大于300㎜，腰线偏差值不大于200㎜，巷道贯通后，所进行的闭合导线的测量的结果：

序号

项目

数值

1

导线测量总站数

n=28

2

导线测量总长度

[L]=889m

3

坐标增量的闭合差

fx=0.112m、fy=-0.152m、fh=0.208m

4

坐标方位角闭合差

fa=106＂

5

相对闭合差

f/[L]=1/4703

6

线量闭合差

f=√fx2+fy2=0.189m

7

相对高程闭合差

fh/[L]=1/4274

三水平南翼中间并联回风上山的贯通是一项优质测量工程，由于该工程贯通精度高，对巷道今后使用和生产创造了良好的工作条件。

六、总结

本次贯通测量工程通过进行科学严密的精度论证和计算，制定了切实可行的贯通测量方案，有效地解决了影响导线测量精度的难题，使导线测量精度得到显著提高。

因及时提供科学的测量数据，给领导充裕时间的决策，实现了安全顺利贯通，为矿井下一步的生产经营发展创造了有利的条件，不仅完善我矿的通风系统，也为瓦斯区域治理创造良好地条件，保持了安全生产平稳发展的良好态势，创造了极大的经济效益，是一项优秀的测量工程。

为鹤煤五矿的发展奠定了基础，为今后的类似贯通工程积累了更多的宝贵经验，在类似条件下贯通测量工作，具有很好的推广应用前景。