试析贯通测量在矿山测绘中的应用

钟银富

（湖北三鑫金铜股份有限公司，湖北 大冶 435100）

0 前言

贯通工程的施工质量是与前期的工程测量精准与否密不可分的，而贯通测量不仅是矿山测绘的可靠技术，更是矿山测绘工作开展的重点难点问题。因此贯通测量技术人员不但要熟练掌握专业的数据测量技术，还要保持认真严谨的工作态度，确保测绘工作无误进行，提升矿山工程的建设标准与生产质量。

1 贯通测量的原理

贯通测量是保证立井结构或者巷道结构在同一个方向上掘进汇合，如图1所示的一种立井同方向贯通。或者多方向的工作面挖展伸通时，确保施工方向角度不发生偏差的以先进测量手段为测量依据的测量工作。通常的贯通测量有两种测量形式：①高程贯通测量。采取水准测量的方法，将贯通面的同一点高程测出，对比差异值可以获得两个通道的高程差，而后分析高程差范围判断误差是否在工程设计标准之内；②平面贯通测量。是对实际纵向与横向贯通的误差值直接进行仪器测量，洞内测量时将一临时桩钉在贯通面上一处，再从临时桩出发从预测量的两个方向引出支导线，最后以临时桩为基点建立平面坐标，将测量的两个方向坐标分别水平投影到中线上，此时中线上的两个坐标差异值即为误差值。其中后者是用来测量贯通后的实际横向与纵向的贯通误差的方法，根据坑道内的情况调整测量的基点与参数[1]。

图1 一种立井巷道同向贯通

2 贯通测量在矿山测绘的实际应用

2.1 在矿山井下的误差参数确定与测算计量方法

在矿山矿井坑道下，若想测量挖掘角度的实际误差，可以先通过测量得出的坑道贯通面的工程数值，再带入到公式中mβ＝±15″进行计算得出挖掘角度的实际误差值。侧面的平均误差采用ml＝（A+BL）=±0.25mm进行计算，贯通交叉点的水平误差算法依照Mx′β＝±mβ/ρ乘以开方后∑R2Y2测算，其中水平轴线为x，∑R2Y2表示贯通交互点各个导线投影到竖直轴线上的平方和。高程误差选用公式MH水=单位为1000m的矿井高程差乘以开方后的R来进行测算，取值范围具体根据矿山的工程实地情况选取[2]。

2.2 测量前准备

矿山测绘工作实地开展前，首先要组织专门的地质勘测人员深入现场，对比设计图了解整个矿山施工方案，逐项核查设计图纸上套用到贯通测量公式需要作为参数的工程数据，并对有关的工程数据进行分析整理。确保审核工程数据无误后，选取精度范围满足矿山工程需求的测量仪器，按照操作规范检验仪器精度是否正常无误，并对其进行调试校正。从数据与仪器两方面的审慎核查，确保后续的贯通测量工作准确无误。在对比矿山工程施工设计图纸时，存在疑虑的地方要及时与施工设计方沟通处理，对图纸上所示设计方案完全了解掌握后，开始根据矿山矿井地下的地下设计合理的测量方案。

2.3 矿山工程测绘工作中贯通测量技术的操作流程

工程进度进入贯通测量阶段时，测量人员可以采用解析法或图解法对贯通面的开切点进行公式计算，在通过确定基准点建立空间坐标系的方法，推算出开切点的水平坐标和梯度、斜度以及与中线的纵向夹角。同步标定符合规格的贯通巷道的中线作为基准参考，测量人员还要从挖掘速度与矿山矿井下巷道的长度等施工因素综合分析，对贯通需要的工程时间与连接地点进行预估推算。在矿山绘制的实际测量工作中，每竖直方向下沉100m巷道长度，需要进行一次参照设计图纸比对巷道中线以及腰线，如果发现工程作业误差，要及时调整巷道作业角度，完成贯通对接。在两条巷道贯通间隔接近20cm时，测量技术人员要提前向上级施工管理者报备，提前做好通巷前的安全保障工作。然而根据不同的矿山测绘环境，贯通测量工作有以下几种测量方案：

2.3.1 平面控制的测量方案

实施贯通测量操作前，先用利用GPS系统来确定水平平面基准。而后安装矿山工程规定精度布置测量网点，明确测量精度范围。这样的好处是可以满足正在进行的工程测绘需求，而且可以取代一些原本需要人工实地测量的繁杂人工劳动量，还能以该测量网点为参照，为以后的工程验收、工程检查、矿山改造工程等奠定测量基准。在测量网点的布局设计上，GPS网应当围成闭合回路的环形结构，确保GPS数据精度，要按照施工方案上规定的测量精度范围定位设置水准点、三角点，与GPS终端控制点进行联系互动，完成平面控制的测量方案，该方案适用于矿山测绘工作前期的贯通设计阶段，通过平面控制的贯通测量方案确定贯通路径与夹角，贯通连接处等巷道贯通工程数据量。要求整个施工期间要统一测量口径，严格参照施工图纸要求的测量等级标准进行施工作业。

2.3.2 井下控制的测量方案

井下控制的贯通测量方案是通过在矿井下设置引向多条临时桩的导向线来完成贯通测量的测量方案。同平面控制测量方案相比，由于井下控制的测量方案不是一次性放置作业完成，而是根据巷道贯通进度同步实施的测量手段，因此它具备前者不具有的实时精确度，可以在矿山测绘工作中提供施工实时校正的功能。但井下控制的测量方案导线所设的点位有时在巷道顶上，有时在巷道中线以下，导致精度提升的同时测量工作量也远超前者。该控制方案实施时应注意施工导线的铺设先在边长短，精度要求低的一边实施，而后在精度低的一边实施，以高精度边的导线作为低精度边导线的校正标准。井下控制的测量方案的弊端不仅仅体现在工作劳动量大上，还易受到矿山井下复杂多变的地质环境影响，干扰测量数据的准确性[3]。

2.3.3 地面及井下高程控制的测量方案

该方案沿用对应的是贯通测量技术中的高程差测量技术，首先在贯通测量的实地下设全站仪，对矿山巷道进行四等三角高程测量，而后分析对比几条不同巷道的竖直投影差值，最终得出贯通误差。高程控制的测量方案需要注意的是操作测量之前首先要校正仪器工具，以免仪器误测导致测量数值影响测量结果。该测量方案要求的测量仪器精度等级达到五等电磁波测距三角高程测量水平。

2.4 矿山工程测绘中贯通测量工作的技术原则

矿井巷道贯通时需要工程测量技术人员实时提供测量数据用来确保挖掘贯通方向不发生偏差，贯通后的接口处偏差不得超过矿山项目工程设计图规定的偏差额度。因此在贯通测量工作要遵循两个技术原则：①要因地制宜地选择设计合适的测量方案，选取合适的测量方法，且都要满足矿山工程测绘需求的精度范围，既不能使精度过低影响贯通后的巷道正常生产使用，也不能过分追求精度导致工程测量劳动量与测量成本的升高；②对所有完成过的测量工作进行备案整理登记，应有的客观查验核对不能落下，杜绝偷工减料的粗差估算。

3 总结贯通测量在矿山测绘操作注意事项，分析贯通测量误差原因

实际矿山测绘中应用的贯通测量技术，需要的计算量、仪器放置点位数量、测量误差电位数量和数据统计量都是非常大的，测量的难度对操作技术人员的从业经验与工作态度有着很高的考验。在开展贯通测量之前，需要逐处分析解读矿山工程建设图纸、确保明确贯通地点、参照坐标等因素。在实际贯通测量工作开始时，会出现由于地质问题导致的测量结果与实际偏差极大的情况，因此需要测量人员时刻以严谨科学的技术态度对待每次测量结束后的结果分析工作，分析产生误差结果的原因。选择最适合施工矿山工程实况的测量方案，应用符合矿山工程设计要求精度等级的测量仪器，最大程度通过贯通测量来减少巷道贯通工作开展时产生的施工误差。还要专门委派另一队测量技术人员，以立井为联系测量参考，同井下测量作业的技术人员进行实时的井上井下坐标比对，确保将地质问题导致的测量误差范围减小到最低。除了以上操作注意事项之外，给出可能导致测量结果出现误差的具体原因：①地面控制测量时，地上平面的角度或者地面量边产生过误差，导致地上与地下坐标参照不一致；②立井巷道在竖直方向导入高程时，高程的测量过程产生误差；③在井下使用陀螺定向时，由于陀螺仪未经校正或是故障，导致定向错误致使测量结果误差；④井下测量由于地质问题导致的选测点偏离，从而导致测角误差。

4 结论

尽管贯通测量技术工作量巨大，测量计算繁冗，但它仍然是保证矿山测绘工作顺利进行的有力工具。矿山测绘工作的精准与否，直接决定了矿山工程投人生产服务的寿命与质量和矿山工程的建设成本。因此要本着严谨、科学、认真的职业态度，使用成熟先进的贯通测量技术，确保矿山建设不出现质量问题，给矿山后期的矿产挖掘生产提供技术保障。