安阳龙山矿主井与新风井贯通测量技术研究

袁建民，张志远

（河南富昌建设工程有限责任公司，河南 鹤壁 458000）

新风井建成后主要负担与原主、副井的通风工作。新风井井筒直径6m，井口标高约267m，井筒设计深度约为600m，新风井落底后将与现有系统沟通。

1 贯通测量技术选择

由于安阳龙山矿生产时间较长，从-40m到-350m为多水平开拓，选用以下技术程序：①地面控制测量中平面控制测量采用GPS卫星定位技术。②地面高程控制测量采用四等水准测量法施测。③矿井之间联系测量采用的是悬挂钢丝向井下传递平面坐标的方法，用陀螺定向法向井下传递方向[1]。

2 贯通测量方案

2.1 近井点和高程基点的测量

我们在此次贯通作业之前先在地面井口附近设立近井点、高程基点和联测导线点，其中近井点和高程基点应满足以下要求：①尽可能埋设在利于测量、保存以及不受开采影响的地点；②近井点至井口的联测导线边数最多不超过3个；③高程基点数目不少于两个。

2.2 联系测量

矿井之间的联系测量采用金属丝悬挂法向井下传递平面坐标，用陀螺定向方法向井下传递方向。①本次采用仪器为日本宾得PTS-V2型全站仪，地面由近井点至井口进行导线连测，导线形式为复测支导线。②测量尺导入高程将50m的测量尺用线绳或铆接地方法牢固的连接起来，挂上轻垂球，通过滑轮下放到井下，换上15kg的砝码。在井上、下各安置一架水准仪，同时进行观测。

井下水准基点B点的高程计算公式为：

式中a、b为水准尺读数，m、n为测量尺读数，∑Δ1为层尺的总改正数，包括比长、温度、自重和拉力改正数（下缀15公斤砝码，则不需进行拉力改正）。

3 贯通测量误差预计

根据工程的需要，按照巷道的用途和性质，本次贯通作业是在新风井井底贯通，在水平重要方向X轴上允许偏差值不大于0.5m，在高程方向上允许偏差值不大于0.5m。

求贯通相遇点K在水平重要方向X轴上的误差：

（1）由近井点的误差引起K点在贯通重要方向X轴上的误差，预计公式：

1 /T…………两井近井点间的边长中误差；SX…………两井近井点间的距离在X轴上的投影。MXΔ=±1 /40000×700=0.017m

（2）由陀螺定向误差引起K点在贯通重要方向X轴上的误差，预计公式：

式中：mαt…………陀螺定向中误差；RY0…………井下导线起始点与K点连线在Y轴上的投影长MXα=15/206265×1126=0.082m

（3）由井下测角、量边误差引起K点在贯通重要方向X轴上的误差,预计公式：

MX下=±0.055m

（4）K点在贯通重要方向X轴上的预计误差

副井与新风井之间的四等水准路线长为4KM，引起的高程中误差为：

mh------水准测量中误差；L--------水准路线长度，km

导入高程引起的误差

副井导入高程的中误差为：（井深h=300m）

风井导入高程的中误差为：（井深h=600m）

井下红外测量的高程误差

井下红外测量按等外水准的标准，水准路线长4KM，引起的高程中误差为：

K点在高程方向X轴上的预计误差预计误差小于允许偏差值；测量方案能够满足工程需要，误差预计的结果说明所采用的测量设计方案是可行的。

4 陀螺经纬仪定向和提高水平角的测量精度

为保证巷道贯通更加准确，我们决定在井下导线边上多测量一项——陀螺方位角，在井下选择两条陀螺边，都选在距贯通相遇点2/3 处，主要用来控制水平角观测误差的传播，减小方位积累误差。陀螺定向观测时各项限差要求如表1。

表1 联系测量的主要限差

施测方法：①在地面测定仪器常数；②井下定向边测量；③地面仪器常数测量。在地面FJK1----JSLD边、井下1-2--1-1、井下3-6--3-5进行陀螺测量时，每一测回中，按中天法和时间法的要求分别测记时间，采用逆转点法两测回计算陀螺方位角。

5 结论

（1）本次使用南方NGS-200型GPS卫星定位仪对“钉窑山”、“清池”、“北楼顶”原有控制点进行检测，其互差为“清池”X为14mm，Y为67mm，边长相对中误差1/222000，其精度满足要求。

（2）高程控制测量。容许闭合差为±20√L mm=±20√5 mm=±45 mm，其实测最大闭合差：34 mm，满足精度要求。两次导高互差为1mm，满足互差不得大于L/8000的精度要求。

（3）陀螺定向控制测量。一测回测量陀螺方位角的中误差为：15″，实测为副井5.9″，满足精度要求。安阳龙山矿主井与新风井圆满贯通，通过采用地面GPS平面控制、地面四等水准测量、井上下联系测量、陀螺定向测量、“三架法”7″导线以及三角高程测量等方法，提高了测量精度，取得了满意的效果，确保了巷道的顺利贯通。