双系统长距离贯通测量的实施

李永康，李赟瑜

1.陕煤韩城矿业公司下峪口煤矿，陕西 渭南 715405

2.陕煤韩城矿业公司地质测量部，陕西 渭南 715400

1 工程概况

该工程全长10463.7m，属于特大型贯通；加之2-1采区2#专回位于第二水平，其测量资料是由立井（上世纪90年代初)测量资料推算的，而4215-2#瓦联位于第一水平，其测量资料是由平硐（上世纪80年代初）推算的。规程规定，贯通中线偏差小于0.5m，腰线偏差小于0.2m。因此贯通测量对于整个工程来说是至关重要的。

2 贯通测量误差预计

贯通测量设计图略。

1）经计算K点在高程上的预计误差为:

2）经计算K点在水平重要方向上的预计误差为:

由于导线长度过大，在水平重要方向上的预计误差超过了规程规定值。因此必须采取相应的措施，确保准确顺利贯通。

3 误差分析

贯通误差是由测量仪器、环境、观测人员水平等多种因素引起的。但主要的误差来源有两个方面，一是已知点的测量误差（起始点点位误差和起始边方位角误差），二是导线测量过程中的误差（测角、量边误差)。

3.1 起始点点位误差、起始边方位角误差对贯通的影响分析

起始点点位误差在导线测设过程中是等量传递的，不会对贯通产生大的影响，但是起始边方位角的误差将对贯通产生较大影响，其影响大小与导线形状、长度等有关。对直伸形和测站数多、导线长度较长的支导线来说影响将更大。起始方位误差对贯通横向（X轴方向）误差大小可由下式计算:

式中m αι—起始边方位角误差；

△y—横坐标之和。

对于该贯通，坐标系统的统一是至关重要的。

3.2 导线测量过程中的误差对贯通影响分析

导线测量过程中误差，包括测角、量边误差。可用下面的近似公式表示:

式中:mβ为测角中误差；

a为量边偶然误差系数；

b为量边系统误差系数；

△y i为起始点到支导线各点的坐标差；

l i为支导线各边长的观测值；

αi为支导线各边方位角的观测值。

由上式知道，导线最弱点（贯通点）在水平重要方向（与巷道掘进方向垂直）上的误差m x是由角度测量误差引起的，m x其大小与测角误差mβ 成正比。因此测角误差是影响贯通精度的主要因素。在巷道方向（与巷道掘进方向一致）上的误差m Y 是由边长测量误差引起的。

通过上面分析可以得出，对于本工程，精度要求较高的是水平重要方向。也就是说起始边方位角误差和测量过程中的测角误差是影响贯通精度的主要因素。

4 贯通控制测量方案及减少误差的措施

4.1 测量方案

建立独立的测量控制网。对于平面控制，考虑到一、二水平坐标系统的统一和贯通导线较长等因素，我们对一、二水平进行了导线连测，这样可以最大限度地消除起始资料和控制测量对贯通的影响。

4.2 减少误差的措施

贯通测量结果的好坏，关键是外业观测的工作质量。因此在实际施测过程中，根据施测成果衡量所达到的精度，每一步都进行了可靠的检核，并经常深入井下检查和调整贯通巷道的方向和坡度，以尽量减少测量误差对工程的影响。

1）井下平面控制测量采用导线测量方法进行。施测时严格遵守《规程》7″级导线的有关规定。高程控制测量采用三角高程测量的方法与平面控制测量同时进行；

2）井下控制导线各独立测量四次；

3）确保原始资料的可靠性；对该工程设计进行了认真的检核；

4）对于对中误差，我们尽量采用三架法测量，以减小仪器和觇标对中误差对导线测角的影响；尽最大限度的采用长边导线；同时在风大的地点测量时采取有效的挡风措施以减小仪器和觇标对中误差的影响。

5 贯通测量施测

1）井下导线的布设

导线点全部布设在顶板上。施工导线直线段边长为60m～80m，曲线段除外。控制贯通导线采用跳点法测设，边长大约在140m～200m。边长改正公式为

式中SAB—全站仪测量的斜长；

αAB为仪器测量的竖角，则A、B两点的高差值

其中i-仪器高； v-觇标高。

2）高程测量平巷采用S3水准仪进行。斜巷采用全站仪三角高程方法测量，往、返观测。仪器、觇标高精确量至毫米位。竖角观测两测回，测回互差小于15″。往、返观测计算出的高差限差小于15mm，计算公式仍采用。

其中K=0.08

6 贯通精度

贯通后经联测，方位角闭合差28″，点位误差△x=0.011m，△y=0.343m，最大相对闭合差0.138m，完全达到了贯通要求的标准。

7 结论

这次双系统长距离贯通测量的实施，取得了比较高的精度。从这次贯通测量的成功实施中主要取得如下结论:

1）对于较大的贯通工程，建立独立的测量控制网是非常重要的。对于本次贯通的平面控制，我们考虑到一、二水平坐标系统可能不统一，因此对一、二水平进行了导线连测，这样可以最大限度地消除起始资料和控制测量对贯通的影响；2）对于影响测角精度的主要因素对中问题，我们尽量采用三架法测量。确实需要仪器和觇标对中时，采取有效的挡风措施和大垂球以最大限度地减小对中误差对导线测角的影响。尽最大限度的采用长边导线。从贯通结果看，这些措施的实施极大地提高了导线施测精度；3）注意原始资料的可靠性，我们对该工程设计的资料，包括方位、坐标、距离、高程、坡度等都进行了认真的检核。对测量起算数据反复查对，确保准确无误。为了确认井下测量起始点是否受采动影响，每次测量前，我们进行了专门的检查测量，在查明确无破坏和位移后再使用；4）贯通结果的好坏，一是看选择的贯通方案和测量方法是否正确，二是看外业观测工作的质量。因此我们在实际施测过程中，及时根据施测成果进行精度评定，并及时填图，通过多种方法对测量结果的可靠性进行检核，这样可以确保测量成果的准确。

[1]王绍林，何滔，桑光灿.煤矿测量手册[M].北京:煤炭工业出版社，1979.

[2]煤矿测量规程[M].北京:煤炭工业出版社，1989.