龙桥铁矿主斜坡道大型贯通测量
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摘要：结合实例，从理论上阐述了大型贯通测量的可行性，以指导具体工作的实施,并对条件类似的矿山工程贯通测量有一定的参考价值。
中图分类号： S611 文献标识码： A
安徽庐江龙桥矿业公司主斜坡道与混合井于2013年5月份顺利实现对接贯通，贯通巷道3422m，为该矿创造了巨大的经济和社会效益。
1工程概况及质量要求
1.1工程概况
龙桥矿业公司主斜坡道：地面井口标高＋57m，底部标高-332.5m, 该井井底经东区斜坡道与-370m水平相连，而-370m水平与混合井（＋88.8～-522m）、东风井、进风井和西风井通往地面。 该斜坡道正常段设计坡度为15%（即8°31′51″），巷道全长为2792m，贯通路线长为6600m，是该矿建矿以来首次遇到的最长距离的巷道贯通工程。技术上要求很高，测量系统复杂，工作量大，贯通难度大。
前期，混合井与东风井-370m水平已贯通，-370m东区斜坡道经-332.5m已施工至-320m。目前，主斜坡道从地面往下已施工了2524因客观因素已停施工，从工程的具体情况来看，该工程预计在距-332.5m斜坡道口308.9m处贯通。贯通相遇点明显地偏向于主斜道底部，对贯通精度十分不利。
1.2 质量要求
两井间巷道对接贯通或巷道与井筒马头门的对接贯通，依据《有色金属矿山井巷工程测量规范》(YSJ415-93)和监理要求，贯通测量接合点中线允许偏差为30cm，竖直方向上的允许偏差为20cm。
2 贯通测量方案
2.1已有测量资料情况
矿部地面已建立了GPS卫星定位E级28个控制点，混合井附近用南方NTS352全站仪（2″ 【2+2×10×D】mm）对相关GPS点实测了1个四边形，角度闭合差为7″，坐标闭合差f=-8.7mm，f=8mm，点位误差为f=±11.8mm，相对闭合差为；东风井附近也用相同的全站仪对相关GPS点实测了1个三角形，角度闭合差为4″，坐标闭合差为f=-5.4mm，f=2.7mm，点位误差为f=±6mm，相对闭合差为，符合规范要求，可指导该工程的施工。
-370m水平控制点的成果是从混合井与东风井两井定向而得。实测精度为：方向闭合差30″，小于允许误差182″，坐标闭合差为：f＝5.9mm，f＝28.6mm，f＝±29.2mm，相对闭合差为，满足规范的要求。高程为一级水准，其闭合差为：f＝+30mm，小于允许误差：±15=±230 mm，满足规范的要求；其坐标和高程的精度均可满足工程的施工要求。
-370m往上东区斜坡道用南方NTS352全站仪施测了15″级导线，高程为全站仪的三角高程。导线和高程的精度可靠，也可指导主斜道的施工。
2.2主斜坡道贯通测量方案
从工程概况可看出：主斜坡道的贯通测量，测量系统复杂，测量技术上要求很高，测量工作量很大，贯通难度特大。
从整个贯通工程来看，该贯通测量误差的来源主要是地面控制测量，井筒联系测量和井下(-370m水平、-370m至-320m东区斜坡道及地面往下的斜坡道)控制测量3个部分。
2.2.1地面GPS卫星定位E级控制测量
地面GPS卫星定位E级平面控制测量是由国家三等、四等为基准而测得，经过平差后所形成的成果；其高程为四等水准或GPS拟合高程。
2.2.2混合井与东风井两井联系测量
(1) 混合井与东风井地面建立近井点的导线测量
这部分包括两条竖井地面近井点的平面测量和高程测量。测量所用的仪器为南方NTS352全站仪和DS3水准仪，其误差为平面控制测量误差和水准测量误差。
(2) 混合井与东风井的两井联系测量
竖井联系测量所用的测量设备为北光J2经纬仪、南方NTS352全站仪和短钢尺帮结而成的长钢尺。联系测量严格执行规范：两井定向动线前后方位较差不大于1′；同一根钢尺同样方法在贯通巷道的两端井筒内分别导入高程，导入高程独立进行两次，其互差不得超过井深的1/8000。这样联系测量的误差主要包括投点误差、水平角测量误差以及钢导入高程误差。
2.2.3-370m水平控制测量
混合井与东风井-370m水平巷道长1000m。用南方NTS352全站仪测设一级导线，水平角采用测回法或全圆观测法一次对中两个测回测角，并变换度盘位置，边长往返各四个测回，导线独立施测两次，各项限差均符合相应规范规定。水准测量用DS3水准仪施测一级水准，两次仪高测定，其较差不得大于4mm。
2.2.4 东区斜坡道测量
测角量边方法及所选用仪器的型号同上。高程为全站仪往返三角高程，其误差严格按规范要求。
2.2.5 主斜坡道控制测量
主斜坡道的控制测量分二部分。
(1)主斜坡道地面至ZP76点用徕卡TS02全站仪四架法复测导线，高程为三角往返高程，水平角采用测回法或全圆观测法一次对中两个测回测定，并变换度盘位置，边长往返各四个测回，各项限差均符合相应规范规定。
(2)-332.5m往上的主斜坡道也用TS02全站仪四架法测量，高程为三角高程，复测量方法同上。
3 误差预计所需基本参数的确定
(1) 混合井地面GPS卫星定位E级控制测量按仪器的标称精度计算。
地面采用中海达HD8200G静态GPS（平面:±5mm+1ppm，高程:±（10mm±2ppm），这样GPS的测距中误差为；
(2)主斜坡道地面GPS卫星定位E级控制测量测距中误差为
；
(3)混合井建立地面定向近井点的测角中误差为″；
(4)混合井+88.8m至-370m和东风井定向投点误差：；
(5)井下-370m、东区斜坡道以及-332.5m往上的主斜坡道的测角中误差：″；
(6)主斜坡道徕卡全站仪复测导线的测角中误差为″；
(7)主斜坡道全站仪施工导线的测角中误差为″；
(8)井下导线各点与K点连线在轴上的投影长度，在设计图上量取（见贯通误差预计图），
见表一
表一
(9)导线量边误差按仪器标称精度计算，见表二
表二：井下导线量边误差
(10)混合井地面近井点水准测量误差：按规程限差求算四等水准测量每千米的高差中误差
混合井地面+88.8m至-370m导入高程中误差：
混合井地面三角高程测量误差：
混合井地面GPS高程中误差：
(11)主斜坡道地面GPS高程中误差：
(12)主斜坡道地面往下三角高程测量中误差：
(13)井下-370m水平水准测量中误差
(14)-370m往上东区斜坡道（含－332.5m往上的主斜坡道）三角高程测量中误差：
4 贯通测量误差预计
贯通测量导线点位见误差预计图（），本附图比例尺在打印时已经缩小。根据施工计划，预计K点为贯通点。过K点作轴和轴(轴与轴垂直)，建立误差计算假定坐标系，图上（见贯通误差预计图）导线点的位置除ZPA3、ZPA4、ZPA5、ZPA6、ZPA7五点外其它为实测导线点。
4.1贯通相遇点K在水平重要方向上的误差预计
(1)混合井地面GPS定位测量中误差：
(2)混合井地面导线测量引起K点在方向上的误差
测角误差引起的
其中是由预计图上先量得，再平方求和而得。
量边误差引起的
其中，为量边误差，是各边与轴方向的夹角。
(3) 混合井两次定向平均值的误差引起的
(4)混合井一井定向的投点误差：
(5)混合井-370m水平及-370m～东区斜坡道导线测量引起K点在方向上的误差
测角误差引起的
量边误差引起的
(6)-332.5m往上的主斜坡道导线测量引起K点在方向上的误差
测角误差引起的 （施工导线没复测）
量边误差引起的
(7)主斜坡道GPS地面测量中误差：
(8)主斜坡道徕卡全站仪复测导线引起K点在方向上的误差
测角误差引起的 （复测导线角度独立进行两次）
量边误差引起的
(9)贯通在水平重要方向X′上的总误差
取两倍中误差作为极限误差：
4.2 贯通相遇点K在高程上的误差预计
(1)地面水准测量误差引起的K点高程误差：
(2)贯通在高程上的总中误差（以上各项高程测量均独立进行两次）
(3)贯通在高程上的预计误差：
从误差预计可说明：该测量方案可满足工程规范规定要求。该主斜坡道的贯通可遵照上述方案执行。但因贯通巷道很长，因贯通测量路线特长，贯通接合点处所在的位置对测量的精度不利，所以要求以小断面先贯通巷道，后再刷大成形。
5 测量主要设备用具一览表
6 技术要求
(1)原始资料的可靠性及资料之间的关系；
(2)测量时要有可靠的检核，杜绝粗差的产生；
(3)要重视测量质量，超值和有问题的测站要坚持重测；
(4)在井下导线测量时要注意提高仪器和觇标的对中精度，采取防风措施；
(5)对施测成果应进行精度分析并与误差预计时的精度比较，做到心中有数，并能及时发现问题；
(6)随着贯通巷道的掘进，要及时填图，及时检查和调整巷道的方向和坡度，确保巷道准确贯通；
(7)从误差预计的结果可以看出，该方案在测量精度上是适宜的。
7安全措施
(1)按测量规范要求，应及时下达安全贯通通知书。施工单位要采取相应的施工措施，确保人员、设备、设施安全。
(2)地面往下的主斜坡道施工至贯通点处时，因客观原因而停止，可能迎头累积的水和於泥较多，在巷道贯通之前一定要将水排干，以确保施工人员安全。
8结语
(1)在复杂条件下大型贯通中，应有准确的优化了的贯通预计。贯通预计是贯通测量的蓝图，是工作的依据，是确保贯通顺利完成的基础设计。因此合理优化了的贯通预计，使误差控制在最小允许范围内。
(2)测量人员必须认真负责大型贯通工程中各项测量工作,增加检核条件,避免测量粗差,提高测量成果的精度和可靠性。
(3)用全站仪四架法复测导线，可减少对中误差，提高测量精度；节省测量时间，提高工作效益。
第一作者简介：赵家伟，男，1988年12月生，安徽桐城人，测量助理工程师， 2009年7月毕业于武汉商贸学院，现主要从事矿山测量技术与管理工作，曾多篇。