分析矿山贯通测量的应用及精度控制
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摘 要：矿井的建设过程中，通过贯通测量不仅可以加快生产，而且也提高经济效益，所以为了提升建设速度以及促进建设质量、减少建井周期，需要两井之间进行贯通测量，这是一项重要工作。文章重点介绍了矿山贯通测量的应用及精度控制。
关键词：矿山贯通测量，应用，精度控制
中图分类号： TD1 文献标识码： A 文章编号：
1、前言
( 1) 在对测量方案和方法进行测量时，需要将贯通精度进行确证，保证精度的正确性，以避免过低导致巷道难以贯通，并避免过高对测量工作和总体成本造成影响，使其增加。( 2) 每当完成一项测量工作时，都要客观的监督，对所进行的工作进行检查与核对，保证并避免无粗差的发生。进行贯通测量工作时，必须要完成以下任务:①在进行贯通测量时，需要明确贯通巷道的类型，并且计算出所允许的偏差，制定相应的测量方法与方案。对于较为重要的贯通工程，则需要对贯通测量的误差进行预计。②在确定贯通工程测量的方案与方法后，便需要对测量工作中的每一项进行施测与计算，从而得出贯通导线其最终点所处于的坐标及高程，但是以上所有测量都需要进行检测核实。③针对贯通导线所测量的结果，进行分析，并对定向精度进行检测，并将最终数据与误差估测的数据进行对比，若最终测得的精度和设计要求的有偏差，相对较低，那么就需要进行重新测量。④按照所求得的数据，对贯通的巷道所标定的几何要素进行计算，并对其腰线和中腰进行实地标定。⑤依据掘进工作的实际情况，按照其需要对巷道的腰线、中线进行延长，并定期对填图、测量进行检查，以便依据测量的结果对中线、腰线进行相应的调整。
2、贯通测量概述
井巷贯通允许偏差的确定
通过地面联测，再布设井下导线到待贯通巷道两端的贯通。在贯通巷道工程中，对于其结合处所产生的偏差值，主要可以表现在三个方面: 水平面内沿巷道中线方向上的长度偏差; 水平面内垂直于巷道中线的左、右偏差; 竖直面内垂直于巷道腰线的上、下偏差。
3、贯通方案
地面施测方法: 采用 GPS 进行平面控制。GPS 机控制的特点: 测量对点间的边长没有限制，也不要求两点间通视，而且点位精度均匀。它与常规方法相比，具有很大的优越性和灵活性，适合各种地下工程的地面控制测量，尤其适合山岭地区大型隧道和跨河、跨海隧道的地面控制测量。
3．1 平面控制测量方案:
( 1) 施测方法: 采用 GPS 进行平面控制。
( 2) 网点应满足一定的精度要求。
合理地确定施测精度标准，既能保证当前工程的需要，又留有适当的余地，同时考虑今后其他工程的可能需要，以便节省人力、物力，提案高工作效益，加快施测进度。
( 3) 遵循统一的测量规范、按等级标准设计和作业。
GPS 测量定位速度快、相对定位精度高、工作时间短、效益好，是现代的测量方法，必须遵循统一的测量规范，按等级标准设计和作业。国家质量技术监督局的《全球定位系统( GPS) 测量规范》中，GPS 按其精度划分为六个等级，工程控制网一般属 D 级或 E 级，相当于国家三等网和四等网。GPS 网布设时，除了联测测区内高级 GPS 点外，不必按常规测量方式逐级布网，可根据实际需要，采用相应的等级规定一次完成全网的布点和施测。当测区内无高级 GPS 点时，可与测区内或附近的国家大地控制点连测。
( 4) 网形设计
GPS 网形设计是施测方案的基础，它侧重考虑如何检核 GPS 数据质量和保证点位精度。为了检核 GPS数据质量，GPS 网应当构成闭合环状。闭合环有同步环和异步环之分。两台接收机同时观测相同的卫星，所得同步观测资料可以解算出两站之间的一条基线向量，将不同时段观测的各基线构成的闭合环叫做异步环。3 台接收机同时观测相同的卫星，所得的同步观测资料解算出 3 个基线向量构成三角形同步环路，其中只有两条是独立的，一般用 K 台接收机同步观测时，可解算出 k( k －1) /2 条基线向量，其中只有 k －1 条是独立的。同样，由若干条独立基线构成的闭合环也叫异步环。同步环中由各基线向量构成的坐标闭合差之和等于零，否则基线解算结果有粗差。测量中通常用增加多条观测或附加条件的方法，采用最小二乘法进行平差，以提高点位的精度并增加其可靠性。在 GPS 网设计时，应尽可能多与高级 GPS 控制点或国家测设的三角点、水准点进行连测，以便提供数据处理的基准值和成果测量的外部检核。
3．2 井下控制测量方案
与地面导线测量相比，井下导线测量具有以下特点:
( 1) 由于受巷道的限制，其形状通常形成延伸状。井下导线不能一次布设完成，而是随着巷道的开挖而逐渐向前延伸。
( 2) 导线点有时设于巷道顶板，需采用点下对中。
( 3) 先敷设边长较短、精度较低的施工导线，指示巷道的掘进，而后敷设高等级导线对低等级导线进行检查校正。
( 4) 井下工作环境较差，对导线测量干扰较大。施测方法: 设立导线或导线网作为井下平面测量控制。
3．3 矿井联系测量方案
联系测量: 通过斜井将地面的平面坐标系统及高程系统传递到地下，使地面与地下建立统一的坐标系统，该项工作称为联系测量。联系测量工作的必要性:①保证地下工程按照设计图纸正确施工，确保巷道的贯通。②确定地下工程与地面建筑物、铁路、河湖等之间的相对位置关系，保证采矿工程安全生产，同时及早采取预防措施，使地面建筑物、铁路免遭重大破坏。
3．4 地面及井下高程控制测量方案
井下高程控制分为Ⅰ级和Ⅱ级控制，Ⅰ级控制是为了建立井下高程测量的首级控制，其精度较高，基本上能满足贯通工程在高程方面的精度要求，Ⅱ级水准测量的精度较低，作为Ⅰ级水准点的加密控制，主要是为了满足矿井生产的需要。操作方法: 利用全站仪进行四等测三角高程进行。施测前必须对所使用的仪器进行检校，检校完后将仪器架在测站上，中丝法对向观测三测回。井下高程测量使用的仪器、工具与地面高程测量基本一样，测量等级: 五等电磁波测距三角高程。
3．5 导入高程方案
斜巷采用三角高程测量，平巷采用传统水准测量。
4．1高程测量的误差主要来源
对于高程导入所产生误差的原因，经过分析主要包括以下几点: 气流所产生的影响，其可对垂球线产生一定的作用; 滴水的影响，可影响垂球线; 钢尺本身所具有的弹性作用带来的影响; 垂球线的摆动，难以与标尺面保持平行; 垂球线附生摆动所带来的影响。
4．2 减小误差措施
针对存在的误差，我们采取的相关措施对其进行的处理，以便能够降低误差:
( 1) 对于两垂球之间所存在的距离，尽量将其增大，同时对于垂线球的位置，应进行合理地选择与安排。比如在实际贯通过程中，可以将垂线球所连线的方向改动，使其尽量和气流的方向保持一致。虽然在这样的情况下，垂线球沿气流方面所倾斜的可能性相对较高，但是与最危险的方向相比，倾斜却相对较低，这样便降低了投向的误差。
( 2) 对于垂线球的重量，可根据实际情况适当的加大，以减少其晃动。
( 3) 在对垂线球进行摆动观测时，需要对其所摆动的方向进行限制，使其与标尺平行，同时还可对幅度进行适当的增加，但是最好保持在 100mm 之内。
结语
对于一些较大型的贯通工程，应按照实际情况对其限差要求实施误差的预计，同时需要在测量方法及手段方面，应该选用一些较为先进、合理的，最后在施测过程中，对于测量规程中的每一步，都需要严格执行，这样才能保证贯通工程达到预期效果
参考文献
［1］张国良，等． 矿山测量学［M］． 徐州: 中国矿业大学出版社，2003．
［2］中国统配煤矿总公司生产局． 煤矿测量手册［M］． 北京: 煤炭工业出版社，1998．
［3］李青岳，陈永奇主编． 工程测量学［M］． 北京: 测绘出版社，1995．