浅析矿山井巷贯通测量的误差估算

黄俊超

（广东邦鑫勘测科技股份有限公司，广州 广东 510335）

目前我国采掘业已逐步由规范化，向智慧、绿色矿山发展。在生态文明建设中起到了重要的地位和作用，为国家经济建设的高速发展贡献力量。为保障安全生产必须确保井巷隧道贯通的准确性，井巷隧道贯通测量在施工中非常重要。

1 矿山井巷贯通工程概况

某矿位于我国境内，矿区属侵蚀构造为主的中山区，年生产能力80万吨，采用平硐开拓的形式。根据设计方案要求矿区南部1172主平硐为中央进风井[1]，矿区东北部1322平硐为深部回风井，采用两平硐加硐内天井的形式贯通通风。1172主平硐长7000m，设计坡度均为5‰，1322平硐长3500m，设计坡度均为5‰，天井高度132.5m。

地表地形复杂，树木茂密，沟谷交错，不利用使用传统的三角网和导线网。由于受井下巷道空间狭窄及独头贯通的形式，只能采用支导线的形式沿巷道布设[2]。

施工方案：由1322平硐掘进至天井施工位置1339.5后，采用天井钻机垂直向下掘进至1207，由1172主平硐与天井贯通。布置示意图如图1所示。

图1 贯通布置示意图

2 影响本井巷贯通的误差分析

根据上述施工方案可以得出，本次贯通是平巷与天井的贯通，影响误差有：

①横向贯通误差，也就是垂直于1172巷道中线与天井竖中轴线左、右偏差Δx；该误差对巷道准确贯通影响较大，是主要误差；②纵向贯通误差，是1172巷道中线方向上到达天井竖中轴线长度偏差Δl；该误差对巷道质量影响不大，不进行预计；③竖向贯通（高程）误差，是1172主巷底板高程与天井井底高程的误差，由于主巷顶板距离底板尚有4m高程，远远大于误差限制，该误差基本可以不计。

按照《矿山测量规程》及《矿井质量标准化标准》规定，贯通限差应控制在横向±300mm，纵向±200mm；当水平方向上贯通误差＜0.4m时，不影响安全及各项生产工作。

3 贯通测量方案及方法

3.1 地面控制测量

控制测量采用GPS测量井口近井点平面位置坐标及高程，根据《工程测量规范》，隧道长度＞5Km的采用四等控制网。对近井点1172主平硐GPS1、GPS2和1322平硐GPS3、GPS4进行同步环观测，确保平差后最弱边相对中误差≦1/40000。

3.2 井下控制测量

井口的两个GPS控制点为起始点，延巷道敷设一条复测支导线。根据《工程测量规范》中的规定，井田一翼长度＞5Km的应采用二级导线测量，测角中误差≦7"，复测支导线闭合差≦1/6000。

根据导线布设要求，本次平巷贯通采用莱卡TS06全站仪进行控制测量，该仪器测角精度为±2"，测距精度为±（2mm+2ppm），完全可以满足测量精度。天井投测采用苏光DZJ2激光垂准仪，距离可达250m，向下对径观测极限误差1/2000，可满足测量要求。

水平角的观测需进行一个测回，测绘中及时检验互差的限差，若有半测绘归零差＞12"、一测回2C互差＞18"、同一方向值各测绘互差＞12"时，及时重测。测距时，延导线方向应往测2次，若一测回读数较差＞10mm、单程各测会较差＞15mm时，及时重测。

3.3 施工测量

根据图纸设计方向坡度，利用控制点进行放样，使用激光指向仪标定巷道中线和腰线，每向前掘进50-100m进行一次±15"控制测量，确保激光指向仪的准确指示，每掘进300-500m进行一次±7"控制导线布设。

4 贯通误差预计

根据工程贯通精度要求，在贯通工程施工之前，预先对巷道和天井贯通时由地面控制、矿井联系测量和井下导线等测量误差引起的水平方向贯通误差，和由地面高程测量、导入高程测量和地下高程测量等测量误差而引起的高程贯通误差等进行的估算工作。

4.1 绘制贯通误差预计图

贯通误差预计图，按照1：500采用CAD软件绘制，对各环节产生误差一一上图，最终预计出影响贯通误差数值。

4.2 各项贯通误差参数的确定

（1）地面控制进井点GPS1、GPS2和GPS3、GPS4联测基线精度：

（2）井下±7"级导线测角误差：mB=±7′；

（4）天井向下对径观测极限误差1/2000。

4.3 贯通k点在水平方向上的误差预计

（1）地面GPS控制测量在贯通点横轴x上误差预计，按下式估算：

式中：σ为两井之间基线误差；α为基线与贯通横轴x之间的夹角。

（2）井下导线测量测角误差在贯通点横轴x上误差预计，按下式估算：

（3）井下导线测量测距误差在贯通点横轴x上误差预计，按下式估算：

式中：α′导线各边与贯通点横轴x的夹角；ml为测距误差。

（5）各项误差引起的在贯通k点横轴x上的总误差

k点横轴x上的总中误差：

各项测量均独立进行2次，则平均值的中误差：

5 结语

通过对该矿井贯通的误差分析和预计，估算出在贯通点K处横轴x上的最大总误差为0.35m，对比该项目设计允许水平方向上的最大贯通误差0.4m，满足贯通要求。因此我们工程技术人员，只要科学合理的优化设计方案，选取满足精度要求的测量设备，按照国家规范实测，一定会将矿业发展的更好，遍地绿水青山。

[1]井下控制测量的应用[J]．温金山．采矿技术． 2008(01)．

[2]矿山贯通测量的工作方法[J]．史宏军,吴天全．科技创新导报．2007(35)．