义煤集团新安煤矿15区下山上车场贯通测量设计书文档格式.docx
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4.工作面测量设计9
4.1采区概况9
4.2设计原则10
4.3测量方案选择10
4.4预计误差规定及计算方法11
4.4.1预计误差规定11
4.4.2误差预计计算方法11
4.515区下山上车场贯通误差预计13
4.5.1贯通设计方案13
4.5.2贯通点误差预计13
4.6贯通测量施测规定15
4.6.1基本要求15
4.6.2导线点设置16
4.6.3水平角观测16
4.6.4边长测量17
4.6.5井下钢尺量边时的误差分析17
4.6.6导线延长18
4.6.7高程测量18
4.6.8内业计算19
4.6.9绘制贯通测量导线设计图19
5.贯通测量中注意的问题及应采取的措施20
5.1贯通测量工作的步骤20
5.2贯通测量中注意事项20
5.3测量仪器的检校21
5.3.1经纬仪21
5.3.2对钢尺要进行比长检定21
5.4贯通后中、腰线的调整21
5.4.1中线的调整21
5.4.2腰线的调整21
5.5施工中注意事项22
结束语23
致谢24
参考文献25
附录26
义煤集团新安煤矿
15区下山上车场贯通测量设计书
摘要
本设计是矿业开发过程中经常用到的测量文件，是测量工作进行的依据和规范，通过对矿井概况、矿井地理、矿井地质、矿井测量等现状的了解，详细介绍了贯通测量中，贯通点在水平方向和垂直方向上误差的预计方法、日常测量工作中注意的问题等，并以新安煤矿15区下山上车场为例，通过计算，对该工作面预计贯通点K在水平和竖直两个方向上的误差进行了预计，并将预计误差同允许误差进行比较，从而确定了日常测量工作的程序，规范了测量工作。
关键词：
贯通设计，限差规定，误差预计，贯通K点预计误差
YIMAcoalgroupXinanColliery’sarea15downthemountainonfieldmeasurementdesign
Abstract
Thisdesignisoftenusedtomeasurethefileinthecourseofminingdevelopment,isameasureofworkisthebasisandthestandard,BasedontheunderstandingofwhatMineprofiles,mine'
geography,minegeology,minemeasurementetc.Describedindetailthroughmeasurements,Throughpointsinthehorizontaldirectionandtheverticaldirectionisexpectederrormethod,problemsofattention,suchasthedailymeasurements.ForexamplexinanColliery’sarea15downthemountainonfieldmeasurementdesign,Bycalculating,OftheFacethroughpointKisexpectederrorinthetwohorizontalandverticaldirectionsontheexpected,andtheexpectederrorwiththeallowableerrortocompare,Inordertodeterminetheday-to-daymeasurementprogram,forStandardizethemeasurementwork
KEYWORDSThroughdesign,tolerancerequirements,theerrorisexpected,throughtheK-pointisexpectederror
1.引言
矿山测量是采矿科学的一个分支学科，是采矿科学的重要组成部分。
它是综合运用测量、地质及采矿等多种学科的知识，来研究和处理矿山地质勘探、建设和采矿过程中由矿体到围岩、从井下到地面在静态和动态下和各种空间几何问题，它是一门边缘学科[1]。
矿山测量是开发矿业过程中不可缺少的一项重要的基础技术工作，在矿井生产建设的各个时期都要进行矿山测量工作。
在贯彻执行安全、经济、合理地最大限度采出有用矿物的基本方针过程中，矿山测量部门起着非常重要的作用，因此矿山测量被誉为矿山的“眼睛”。
采用两个或多个相向或同向掘进的工作面掘进同一井巷时，为了使其按照设计要求在预定地点正确接通而进行的测量工作，称为贯通测量。
采用贯通方式掘进井巷，可以加快施工进度，改善通风状况与劳动条件，有利于矿井开采与掘进的平衡接续。
它是加快矿井建设的重要技术措施，在矿井建设与采矿生产过程中得到普遍应用[2]。
井巷贯通时，矿山测量人员的任务就是要保证各掘进工作面均沿设计位置与方向掘进，使贯通后接合处的偏差不超过规定限度，对采矿生产不造成严重影响。
贯通测量是一项非常重要的测量工作，测量人员所负的责任是十分重大的。
贯通测量的基本方法是测出待贯通巷道两端导线点的平面坐标和高程，通过计算求得巷道中线的坐标方位角和巷道腰线的坡度，此坐标方位角和坡度应与原设计相符，差值在容许范围内，利用上述数据在巷道两端分别标定出巷道中线和腰线[3]，指示巷道按照设计的同一方向和同一坡度分头掘进，直到贯通相遇点处相互正确接通。
井巷贯通分为一井内巷道贯通、两井间巷道贯通和立井贯通三种类型。
接合处的偏差值，可能发生在三个方向上：
（1）水平面内沿巷道中线方向上的长度偏差，这种偏差只对贯通在距离上有影响，而对巷道质量没有影响；
（2）水平面内垂直于巷道中线的左、右偏差；
（3）竖直面内垂直于巷道腰线的上、下偏差。
后两种偏差对于巷道质量有直接影响，称为贯通重要方向的偏差，是我们重点研究的对象[2]。
为了切实搞好贯通工作，使日常测量工作有章可循，根据《煤矿规程》要求，通过对矿井概况、地测工作现状、贯通工程的目的、任务和要求等情况的了解，确定贯通巷道的允许偏差，以此，选择合理的测量方案与测量方法，对测量过程中的误差进行预计，并将计算出的预计误差同贯通巷道的容许偏差进行比较，确定了本次测量工作的各项依据，编制了《15区下山上车场测量设计书》。
2.矿井概述
2.1编制15区下山上车场贯通设计的依据、目的与任务
2.1.1编制目的
为了确实搞好15区下山上车场的贯通测量，起到测量工作“眼睛”的作用，搞好安全生产，按照《煤矿测量规程》要求，必须在井巷施工前了解贯通井巷的实际情况，并根据贯通巷道的性质、用途确定贯通巷道的容许偏差，以此选择合理的测量方案与测量方法，使各种测量工作有章可循，故编制此《15区下山上车场贯通测量设计书》。
2.1.2编制依据
严格按照“实地测定、统计分析、科学计算、实事求是、客观实际”的二十字要求，依据生产科下达的《15区下山上车场平面设计图》、《煤矿地质测量有关规程规定汇编》、《测量学》、《矿山测量学》、《煤矿安全规程》、《矿井地质规程》、《矿井水文地质规程》、《生产矿井储量管理规程》、《煤矿地质测量图例》、《煤田地质图例》及义马煤业集团公司有关规定要求的实施细则等作为编制依据。
2.1.3编制任务
（1）根据巷道种类和允许偏差，选择合理的测量方案，并进行贯通误差预计。
（2）依选定的测量方案进行施测和计算，做到测量工作有章可循。
（3）对测量结果进行评定，验证贯通测量误差预计和误差分析的正确程度，丰富贯通测量经验和理论。
2.2井田位置、范围和交通
2.2.1井田位置及范围
新安煤矿位于新安县城以北15km处，石寺镇境内。
地理座标为东经112°
02′30″～112°
14′00″，北纬34°
45′00″～34°
54′30″。
井田范围东以F29及F2断层为界，西以第三勘探线为界，浅部以煤层底板+150m等高线及小煤窑下部边界为界，深部以煤层底板-200m等高线为界。
下邻新义井田、义安井田和孟津井田。
新安井田走向长15.5km，倾向宽3.5km，面积50.26km2。
2001年申报采矿许可证确定矿区范围由54个拐点组成。
2.2.2井田交通
陇海铁路、310国道和连霍高速公路从井田南部经过，由新安县城至西沃、北冶等乡镇的S246公路经过井田中部，交通便利。
由南岗火车站至新安井田的专用铁路（18km）支线，为新安煤矿的煤炭外运提供了方便。
见图2-1。
图2-1交通位置与井田范围示意图
2.3自然地理
2.3.1地形及地貌
新安井田属低山丘陵区，地势西高东低，
山脉走向大致由南西向北东延伸。
最高海拔处云梦山为635m，最低海拔处眷兹一带为200m左右，相对高差435m。
西北部为低山区，由震旦、寒武、奥陶系地层组成一级分水岭。
东部由二叠系坚硬的平顶山砂岩及砂质泥岩组成不对称的单面山地形，为二级分水岭。
北部多由二叠系砂岩、泥岩及砂质泥岩构成丘陵地带，由于地层倾角平缓，岩石抗风化能力较差，故形成坡缓顶园的山丘。
冲沟较发育，水土流失较严重。
畛河河谷地形平缓开阔，基本为“U”字型河谷，但发育不对称。
石寺村桥以西，南岸谷坡较陡，冲刷剥蚀较强；
北岸谷坡较缓，堆积作用显著。
石寺村桥以东则相反，河谷阶地具明显的不对称性。
一般可划分两级阶地：
一级阶地为河漫滩以上第一个平台，主要由灰黄色砂粘土或砂土构成，一般高出河床10m左右，村庄密布，宽度几十米至上百米，地形平坦。
二级阶地多沿次一级河谷分布，一般高出河床20～40m，主要由黄土或砂粘土组成，局部见砂卵石直接复盖基岩之上，其特征为垂直节理发育，沟谷纵横。
另外北部山顶零星分布有砂卵石层，略有胶结，厚度1m左右，高出河床50～100m。
2.3.2水文
流经本井田的主要河流有畛河，次为石寺河与北冶河，属黄河水系。
畛河发源于青野地，流入井田后，经上弧灯村、渠里村、石寺村、磨屋村、李村流入小浪底库区。
河床宽度200～500m，河道宽度20～30m。
石寺河流入本井田后，在石寺村附近汇入畛河，河床宽度100～200m，河道宽度10～20m。
北冶河从井田东部流入库区。
流向与地层走向斜交，河床平坦，一般旱季干涸，雨季山洪暴发，洪流量可达368.58m3／s（1958年7月1日），淹没宽度150m左右[4]。
石寺河和北冶河系畛河支流，因流量小，未单独进行观测。
据黄委会仓头观测站畛河观测资料，流量观测年份为1956年至1967年。
1968年以后，由于断面淤积快，不固定，一直未恢复观测。
据已获得的资料，历年最大流量4280m3／s（1958年7月17日），最小流量0.1m3／s（1967年6月28日），多年平均流量2.35m3／s，年平均最大流量5.73m3／s（1964年），年平均最小流量0.62m3／s（1959年）。
最大年径流量l.813亿立方米（1964年），最小年径流量0.1953亿立方米（1959年），平均为0.7408亿立方米。
1976年竣工的畛河及石寺河堤由石块砌成，高2m左右，1982年8月和1995年8月两次发生洪水，局部堤段被冲垮，但洪水位仍未超过以往最高洪水位，所以最高洪水位仍采用1966年提交的煤田精查报告的资料，即上游最高标高为+336.55m，下游最低标高为+201.40m，新安矿井附近最高洪水位标高为+280.70m。
小浪底水库位于黄河中游，设计最高蓄水水位+275m，到达设计水位后将覆盖新安井田40%的面积。
2.3.3气象
本区属于暖温带大陆性季风气候，四季分明，具夏季炎热多雨，冬季寒冷多风的特征。
降雨量较适中，一般为600～700㎜／a，夏季降雨量占全年的60％左右，最高年降雨量为1282.3㎜（2003年），最低年降雨量为373.4㎜（1965年），平均为670.1㎜。
冬季气温寒冷，夏季炎热，春秋两季较适宜。
最高气温44℃（1966年6月20日），最低气温-17.1℃（1969年1月31日），年平均气温14.1℃。
蒸发量最大为2571.1㎜／a（1965年），最小为1547.8mm（1984年），平均为2005㎜／a，最大月蒸发量为350.3mm。
主导风向为西风或西北风，最大风速19m／s。
霜期一般自9月至次年5月份为110至165天，年平均为142.6天，最多霜月为12月份。
霜天为8.5天，年平均霜天数为33.8天。
最大冻土深18㎝。
2.3.4生产建设
新安煤矿矿井设计由河南煤炭设计院承担，设计年生产能力为150万吨，设计服务年限83.1年。
1978年12月开始建矿，1988年12月建成投产。
2005年12月瓦斯鉴定为煤与瓦斯突出矿井，2008年生产原煤150.8万吨，再次实现达产目标。
矿井开拓方式为斜井双翼双水平上、下山开拓，Ⅰ水平为+150m～-50m，Ⅱ水平为-50m～-150m。
采区开拓前进式，工作面回采后退式，目前开采Ⅰ水平，主运输大巷标高+25m，有11采区、12采区、13采区、14采区、15采区五个生产采区及16开拓采区，见图2－2。
图2－2新安煤矿巷道布置图
采煤方法：
采用走向长壁后退式综采方法。
通风方式采用分区混合抽出式通风，现有五个进风井、五个回风井。
新安煤矿储量丰富，但煤层赋存条件、开采技术条件复杂，存在瓦斯大、透气性低、地压高、顶板差及水文地质条件复杂等不利的开采因素，对资源回收影响较大。
自投产以来，矿井平均回收率为57%，采区平均回收率75%。
截止到2008年底矿井累计生产原煤1591.99万吨。
据2004年核算的矿井储量和矿井实际生产能力，按备用系数1.4计算，矿井剩余服务年限为78年。
3.矿井地测工作
3.1以往地质工作简况
1956年，原中南煤田地质勘探局149队进入本区进行调查与勘探，完成1：
25000地质测量418km2，提出了远景评价报告。
继而进行了槽探、井探、浅钻和老窑调查等工作，在完成1：
5000地质测量的基础上，采用钻探与电测井相结合的方法进行精查勘探，于1958年提交了《河南省新安煤田石寺、胜利矿、梁庄井田精查地质报告》。
1981年～1982年由河南省煤田地质勘探公司地质二队对该区进行精查补充勘探并提交了《河南省新安县新安井田精查补充地质报告》。
3.2矿井地质及水文地质工作
3.2.1煤层顶、底板与煤层变化的关系
据钻孔及矿井揭露，煤层顶板多为灰及深灰色中厚层状细～中粒砂岩，部分地段为粗粒砂岩（即大占砂岩）。
在石寺镇以西，大占砂岩与煤层之间常有一层深灰色富含植物化石的砂质泥岩，部分地段还见有薄层炭质泥岩或泥岩伪顶。
据井下观察，煤层顶板平整。
底板为灰及深灰色粉～细砂岩夹灰黑色泥质条带，富含黄铁矿结核，具波状及透镜状层理，局部为深灰色泥岩或砂质泥岩，亦见有0.10～0.50米厚的炭质泥岩伪底。
由于煤层顶板平整而底板起伏，因而引起了煤层厚度与形态变化。
底板下凹处煤层变厚，下凹幅度越大，则形成了特厚的煤包；
底板凸起处则煤层变薄乃至尖灭。
使煤层呈现出厚薄相间且有不可采带、无煤带及特厚点夹杂其间的似藕节状形态[5]。
3.2.2井田地质情况
（1）构造
新安煤矿位于新安向斜北翼，为一平缓的单斜构造。
井田内地层走向北东，倾向南东，倾角西部稍大，在9-11°
之间，东部较小，为7-8°
。
井田地质构造简单，除边界断层外，未发现大型断层及褶曲。
（2）煤层
本矿井开采的是石碳二迭系山西组（P1）二1煤，走向北东，倾向南东，倾角西部稍大，在9-11°
全层厚度0～18.88m，平均厚4.22m。
煤岩成分多以亮煤为主、暗煤次之，其中夹杂微量丝炭和少许镜煤条带，呈镶嵌分布。
容重1.39吨／m3。
原煤灰份平均为20.01％，属中灰煤。
原煤全硫含量2.01%，精煤为1.01%，属中硫煤，脱硫率一般在50％左右。
煤种属贫瘦煤，发热量6740卡/kg。
为煤有突出危险性，自燃期为半年。
有爆炸危险性。
3.2.3水文地质情况
根据新安井田地层岩性及含水性，地下水储存及埋藏条件，可分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水和碳酸盐岩类裂隙岩溶水三个主要类型，其中以碳酸盐岩类裂隙岩溶水和碎屑岩类孔隙裂隙水为主。
新安井田可划分为7个含水层（组）和3个隔水层（组）。
含水层包括：
奥陶系灰岩裂隙岩溶含水层、太原组灰岩裂隙岩溶含水层、山西组砂岩裂隙含水层、石盒子组砂岩裂隙含水层、平顶山砂岩裂隙含水层、风化带孔隙裂隙含水层和第四系松散沉积物孔隙含水层。
隔水层主要有本溪组铝土质泥岩、煤底板至L7灰岩顶部之间的泥岩和砂质泥岩、山西组顶界以上的紫色泥岩和砂质泥岩。
3.3矿井测量工作
3.3.1坐标及高程系统
坐标采用1954年北京坐标系统，中央子午线采用111°
度带高斯投影平面，高程采用1956年黄海平均水面为起算数据。
1980年4月由河南省煤田地质公司测量队在国家二等控制网的基础上，实测了石寺区三、四等三角网；
1985年11月由义马矿务局地测公司测量队在三、四等三角网的基础上测设了新安煤矿矿区5″光电导线网；
2002年11月，根据义煤集团公司安排，由义煤集团公司工勘分公司测绘处（现永兴公司）在新安矿区测设D级GPS控制点。
原矿区各控制点大部分遭破坏。
3.3.2地形测量
井田先后由黄委会、河南省煤田地质勘探公司等单位测绘有1/10000地形图和1/5000地形图；
1985年义马矿务局地测公司测量队测绘有51平方公里的1/2000地形图1988年义马矿务局地测公司测量队测绘有1.8km2工业广场和生活区1/500地形图，2006年12月由西安煤航信息产业有限公司勘测分公司，经航测绘制1/2000和1/5000井田区域地形图各一套。
这些图纸在矿井的建设和生产中得到了充分的应用。
3.3.3井下测量
新安煤矿投产后，新安矿地测科先后组织测量人员自地面控制点起，沿副一、副二斜井、主井、井下东、西大巷、11采区主要上、下山；
12采区主要上、下山；
13采区主要上、下山；
14采区主要上、下山；
15采区上山、采区回风巷道布设7″导线做为井下基本控制导线，精度达到国家精度要求。
3.3.4仪器设备
矿井配有日产拓普康全站仪和日本尼康全站仪各一套；
DJ2光学经纬仪3台套；
DJ6光学经纬仪3台套；
S3型水准仪2台；
绘图仪1台；
电脑3台。
激光指向仪保证了开掘头的使用，满足日常工作需要。
3.3.5交换图纸绘制
按矿山标准化要求绘制有《采掘工程平面图》、《井底车场平面图》、《井上下对照图》、《工作广场平面图》、《井筒断面图》、《保安煤柱图》等主要图纸，并按要求及时填绘。
3.3.6日常工作
按测量规程规定，随着矿井的开拓掘进，及时施测施工导线，收集测量资料，满足各种生产需要。
3.4小煤窑情况
新安矿井田走向长15.5公里，上部小煤窑星罗棋布，从西到东依次为：
渠里煤矿、渠里西煤矿、洞子崖二矿、河南煤矿、渠东煤矿、石寺新矿、幺屋煤矿、东沙一矿、东沙二矿、北冶二矿、寺河一矿、寺河二矿、黄沙坪二矿、五一煤矿、振兴煤矿。
随着小浪底蓄水水位的提高，上部小煤窑许多被淹没，黄河水将沿着采空区通道进入东沙一矿、东沙二矿，造成东沙一矿、东沙二矿淹井。
东沙一矿已于1998年与新安煤矿11采区上部采空区串通并发生透水。
为避免小煤窑淹井给新安煤矿带来损失，新安矿分别在14区上部，11区轨道上山，11区皮带上山和13区上部修建5道防水闸墙，并派驻专人看守，确保安全生产。
经2008年河南省小煤窑资源整合，现小煤窑自西向东分别为地源煤矿、新宏达煤矿和渠里二矿。
4.工作面测量设计
4.1采区概况
新安煤矿15采区位于新安井田东翼，开采+150m至-50m范围的二迭系山西组二1煤层，上部为井田边界保护煤柱，下部为二水平井田（未圈定），西邻13、15采区保护煤柱，东邻井田边界保护煤柱，该采区平均走向长1800m，倾斜长1620m，采用上、下山开拓布置，+25m水平运输大巷从采区中部穿过。
采区内大巷设计方位39°
30′，上、下山设计方位314°
采区内地表无大型村庄、水体、河流经过，二1煤层倾角为6°
～9°
，走向为40°
，厚度0至5.5米，平均煤厚3.3米，煤层结构简单，煤层中富含FeS2结核，偶见夹矸，煤层厚度变化会影响掘进、回采和防突工作。
预计在掘进时顶板正常涌水量为10m3/h，最大涌水量20m3/h。
瓦斯绝对涌出量4~6m3/min，属不易自燃煤层。
上山系统已形成，现布置15091采煤工作面和15081掘进工作面。
为保证采、掘接替正常，现根据生产科安排，由巷修队负责施工15区下山上车场，此工程开掘巷道长度192m，测量导线长度463.8m（闭合长度），岩巷施工。
自东大巷开工掘进，分别与15采区上山下车场联巷（已施工）和东大巷贯通，《15采区下山上部车场平面图》附后。
由矿地测科15区测量人员担负巷道施工期间中、腰线的标定工作。
4.2设计原则
（1）《规程》要求井田范围内最弱点的极限误差不应超过3米，根据采区巷道性质，导线精度选择15″导线测量进行。
（2）采用复测支导线测量，选用DJ6经纬仪角度测量，50米钢尺量边。
巷道贯通后，将两边导线联测，计算误差和测量精度。
（3）选择导线边长，测站少的测量路线，提高测量精度。
（4）根据测量工作“高级控制低级”原则，起始导线点自矿井基本控制7″点开始。
4.3测量方案选择
根据15采区已有7″级基本控制点布设情况，选取15″级支导线进行测量施工，测量仪器选用DJ6经纬仪配合钢尺拉边，仪器测量采用测回法进行。
以15轨道上山内新轨8、新轨7、新轨6做为测量工作起始点。
各控制点已在15区轨道上山、皮带上山基本控制导线测量时进行了严格的平差计算，精度达到要求，经现场勘测，巷道支护良好，测点保护较好，巷道内风速小，无淋水，适合仪器架设。
控制点坐标数据如表4-1：
序号
测点号
至点号
水平距离
方位角
坐标
°
′
″
X
Y
Z
1
新轨5
新轨6
176.841
133
59
34
809.342
808.802
58.990
2
新轨7
98.609
134
00
31
740.832
879.725
50.352
3
新轨8
86.635
132
28
04
682.338
943.632
41.738
表4-1控制点坐标数据
4.4预计误差规定及计算方法
4.4.1预计误差规
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