恒大煤矿-515m回风大巷贯通测量设计方案

1 恒大煤矿 风大巷贯通测量设计方案 1、 恒大矿区概况 人文情况 恒大公司井田位于阜新市区西南方向，距阜新车站约 10区专用铁路在阜新车站与新义线接轨，锦州至阜新公路在井田西部通过，交通十分方便，井田行政区域隶属于阜新市海洲区韩家店镇民主村 。 自然地理情况 本井田地貌形态属于老年期剥蚀堆积的丘陵地带，地形比差异不大，自东南向西北地形逐渐倾斜、降低，地形标高在 +152m 至 +间。 王家营子河、西瓦房河、工人村排水渠、转角庙子河于井田南部边缘通过，以上河流除转角庙子河外，其它都在 井田西部汇入细河，均属季节性河流，经矿井多年开采证实，上述地表水系对井下生产无影响。 井田位置与范围 东经： 1213653 北纬： 41 5541 矿区坐标： X= Y=界：以平安二号断层为界，与五龙矿深部的刘家区相邻 ； 西界：以平西二号断层为界，与原平安矿新五井深部相邻 ； 南界：西段以 平标高的为境界，与原东梁煤矿二井相邻，东段以煤层最低可采边界 (界 ； 北界：东段以 平标高及 3 带岩墙为界，与原平安矿四井 (已报废 )为邻，西段孙家湾层以 6岩墙为界 (阜煤生字 2001 第 81 号 )，其它各层以 平标高为界。 井田地层特征 田地层沉积特征 2 本井田地层层序由老至新为：侏罗系上统 沙海组、阜新组，白垩系下统 孙家湾组，第四系 冲、洪积层。沙海组的上界为我井田内高德三层底板贝壳化石层，由于在我井田内埋藏深，且不可采，没有过多的揭露与研究。 田含煤情况 本井田内共计沉积五大层群，自下而上依次为：高德层群、太平层群、中间层群、孙家湾层群、水泉层群，其中；水泉层群含可采煤层三个即；水泉一层、水泉三层、水泉五层。孙家湾 层群含可采煤层五个即；孙家湾一层、孙家湾二 、孙家湾二层、孙下一层、孙下二层。中间层群为一独立可采煤层，太平层群分为太平上层群、太平下层群，太平上层群含可采煤层二个即；太上二层、太上三层。太平下层群含可采煤层六个即；太下一层、太下二层、太下三层、太下四 、太下四 、太下四 。高德层群含可采煤层三个：高德一层、高德二层、高德三层 ， 合计共 20 个可采煤层。 层结构 本井田受同沉积构造的影响，煤系地层厚煤带主要分布在向斜轴北的沉煤区域内，沉积环境不稳定造成煤层结构复杂或极其复杂，各个层群中的分煤层 夹石较多，厚度变化较大，给开采带来很大影响。 层顶底板 顶板：本井田内的煤层直接顶板 ,基本以粉砂岩、细砂岩、泥岩为主 老顶：以砂岩 ， 砂砾岩砾岩为主； 底板：以粉砂岩 ， 细砂岩为主 ， 局部有泥岩和岩床 。 层赋存 水泉煤层群由 3 个分煤层组成：水泉一、水泉三、水泉五。各分煤层薄而结构单一，煤层间距变化不大，至向斜轴部逐渐毫米波，规律明显且经矿井生产证实，故对比可靠性大。 孙家湾煤层群，由二个厚煤层组成 (孙家湾一、孙家湾二煤层 )，结构复杂、轴北赋存稳定，过轴南由于受同沉积构造的影响，煤层 强裂分叉变薄成为马尾状煤层。该煤层自身特征明显，对其它煤层对比也起到标誌性作用。孙下煤层群，由二个薄而结构单一的分煤层组成 (孙下一、孙下二煤层 )。主要分布在轴北，煤层间距变化不大特征明显。 中间煤层结构复杂，于轴北沉积稳定，厚度大且有火成岩易选择该煤层侵入的特点， 3 过轴南煤层分叉变薄。该煤层与上下煤层保持一定的间距关系、自身特征明显。 太上煤层群，基本是由二个分煤层组成的较厚煤层群 (太上二、太上三煤层 )。在 5 至8 岩墙之间煤层结构及层间距变化不大。向北间距逐渐增大，明显的分为三个分层，其中太上一煤层与中间煤 层保持稳定的等距关系，太上三煤层上部厚度稳定，下部变为煤线以至尖灭。向南煤层分叉变薄。 太下煤层群、由六个分层组成 (太下一、太下二、太下三、太下四 下四 下四 层 )。太下一、太下二、太下三煤层沉积中心分布在轴北一带，其结构及层间距变化等特征基本与太上煤层相似。太下 4 煤层沉积中心分布在轴南 156 采区一带。太下四 层从 15 勘探线向北合并，向南间距增大，全井田发育。太下四 下四 层于 156采区向北与太下四 层间距增大、并至轴部变薄尖灭。 高德煤层群，由三个分煤层组成 (高一、高二、 高三煤层 )，分布轴南一带。高三煤层略厚，结构较复杂，高一、高二煤层薄、结构较简单，各煤层间距变化不大。 煤层煤质、煤种的确定依据 本井田煤层受区域变质作用的影响，煤种主要有长烟煤、气煤。上、 太下、高德煤层在 平以下为气煤， 上为长烟煤。 生产能力、设计年限 根据井田煤层赋存情况及开采条件，井田设计采用工业储量为 吨，吨。设计年产量 120 吨，服务年限为 83 年。 2、 矿井工程概况 矿井开拓与开采 本矿是由原阜新矿务局自行设计的大型立井，设计年 产量 120 吨，服务年限为 83 年，于 1978 年 5 月 28 日开工建设。 1987 年 10 月 24 日投入生产。 2004 年 4 月 29 日矿井宣布破产后，生产能力修订为年产 90 万吨，服务年限为 30 年。 2005 年生产能力核定为年产90 万吨，服务年限为 30 年。 2006 年实际完成商品煤量 752538 吨。 矿井开拓方式为立井分水平、分区共用石门式，原设计生产水平分为两个水平，第一水平为 高，第二水平为 平标高，现根据生产实际需要把两个水平合为一 4 个水平，回风水平分别为北翼 高，南翼为 平标高，通风方 式为对角式通风，北翼由北风井回风，南翼由南风井回风。 采煤方法是走向长壁后退式采煤方法。采煤工艺：南翼采区是综合机械化放顶煤工艺，北翼采区是炮采工艺。矿井现有两个采区生产，即 151 采区。采面沿倾向布置在采区下山两侧属双翼采区。 156 下山区，采面沿倾向布置在采区下山一侧属单翼采区。全矿有 1 个炮采采煤队和 1 个综采放顶煤采煤队， 4 个掘进队。 矿井通风情况 恒大公司矿井通风方式为两翼对角抽出式通风，主、副井为入风井，南风井和北风井为回风井，南、北两翼都有两台 2流式风机，每台风机的额定风量为13200m3/通风机的能力能够满足生产要求。 公司南、北两翼的 156 采区和 151 采区均是独立的通风系统，轨道和皮带道入风，专用回风道回风，采掘工作面都是独立通风，无串联通风。目前生产的采煤工作面为：南翼5322 综放工作面 (4 月 1 日正式开采 )，北翼为 4308 炮采工作面；掘进工作面为：南翼 156下山区专用回风上山掘进面；北翼 153 材料大巷掘进面。所有的掘进工作面都实现了 “ 双风机、双电源自动切换系统 ” 杜绝了无计划停风的现象。 矿井现有风门 30 道，其中：永久风门 20 道，临时风门 10 道 ， 风门均以上全连锁装置 。 井巷工程量 全矿井移交总工程公司量 81714m，其中岩巷 19836m，半煤岩巷 44436m，煤巷 17415m，万吨掘进率 产时总工程量 55578m，其中巷 11142m，煤岩巷 44436m。达产时新增工程量 26136m，其中岩巷 8721m，煤巷 17415m。 地面建筑 恒大矿井地面工业建筑总面积为 24710建筑体积为 227338大矿井行政公共总建筑面积 41499建筑体积为 199779中联合建筑 7916堂 5200政办公楼 5383班楼 23000 测绘概况 区已有测绘资料 收集矿区内各种已有的测绘资料，包括地形图、交通图、基本矿图、专门矿图、日常生产用图和生产交换图以及基础控制成果 (成果表、点之记、网图、技术总结 )及鉴定结论 5 等，以及与甲方沟通后甲方提出的其他要求。 其中，井田主要范围坐标见 表 2 表 2大公司矿井范围坐标表 号 矿区直角坐标 国家直角坐标 X Y X Y 1 4627 4629 5128 5220 5650 5621 6065 6430 5740 0 4420 1 2905 2 3548 3 4284 4 4350 井 4640 85100 副井 85031 南风井 开采标高 平面控制资料分析 为了使矿区坐标系统的一致性，选用国家 B 级 为矿区首级平面控制测量的起算点 1。 程控 制资料分析 为使矿区高程系统相一致，首级水准控制网的高程系统选择 1985 黄海高程系，并且有二等水准点。 测绘基准与执行规范 绘基准与测绘系统 一个矿区应采用统一的坐标和高程系统。为了便于成果、成图的相互利用，采用国家3带高斯平面坐标系统。在特殊情况下，可采用任意中央子午线或矿区平均高程面的矿区坐标系统。平面坐标系采用 1954 北京坐标系按 3分带，横坐标加 500。 矿区高程尽可能采用 1985 国家高程基准，当 无此条件时，方可采用假定高程系统 3。 行的测量规范 1) 中华人民共和国能源部，煤矿测量规程，煤炭工业出版社， 1989 6 2) 中国统配煤矿总公司生产局，煤矿测量手册，煤炭工业出版社， 1990 3) 中华人民共和国测绘行业标准全球定位系统 (量规范 8314 4) 中华人民共和国测绘行业标准国家三、四等水准测量规范 2898) 国家安全生产监督管理局，煤矿安全规程， 煤炭工业出版社， 2011 6) 中华人民共和国测绘行业标准 工程测量规范 待贯通巷道概况 道掘进情况 恒大煤矿主副井、南北风井以及井底车场，主要运输大巷均已完成，南翼大巷、火药库回风上山、回风槽已完成，为加速矿井生产及改善井下通风条件，需要完成副井和南风井在 平回风大巷的贯通。 待掘进巷道平面如图 2示， 中，副井一侧已掘进至 B 点，南风井一侧已掘进至 A 点，回风大巷设计坡度为 5 ，火药库回风上 山倾角 24。 井风南井副山上风回库药火巷大风回掘进巷道平面图 o be 井巷贯通允许偏差和误差预计参数 两井间的巷道贯通，是指在巷道贯通前不能由一条起算边向贯通巷道的两端敷设井下导线，而只能由两个井口，通过地面联测、联系测量，再布设井下导线到待贯通巷道两端的贯通。 贯通巷道接合处的偏差值，可能发生在 3 个方向上： 1) 水平面内沿巷道中线方向上的长度偏差 2) 水平面内垂直于巷道中线的左、右偏差 x 3) 竖直面内垂直于巷道腰线的上、下偏 差 h 以上三种偏差中，第一种偏差只对贯通在距离上有影响，对巷道质量没有影响；后两 7 种偏差 x 和 h 对于巷道质量有直接影响，所以又称为贯通重要方向的偏差。井巷贯通的允许偏差值，主要根据工程的需要，按井巷的种类、用途、施工方法及测量工作所能达到的精度确定。在一般情况下可以采用如下数值： 平巷或斜巷贯通时，中线间的允许偏差可采用 线间的允许偏差值可采用 井间巷道贯通误差预计参数 1) 测量误差引起贯通相遇点 K 在水平重要方向上的误差预计公式 a. 地面控制采用 密导线测量方案时的误差预计公式 测 角误差的影响 2 上上 (0量边误差的影响 22 c o lx mM l(0或 2222 bc l 上上上 (0式中 ： 地面导线测角中误差； 各导线点与 K 点连线在 y 轴上的投影长度 ； 导线量边误差； L 导线边长； 两定向连接点的连线在 x 轴上的投影长度； a 上 地面导线量边偶然误差系数； b 上 地面导线量边系统误差系数； 各导线 x 轴之间的夹角。 b. 定向误差引起 K 点在 x 轴上的误差预计公式 0001(0式中 ：0 定向误差，即井下导线起算边的坐标方位角中误差； 0 井下导线起算点与 K 点连线在 y 轴上的投影长度。 c. 井下导线测量误差引起 K 点在 x 轴上的误差预计公式 测角误差的影响： 2下下下 (0 8 式中 ： 井下导线测角中误差； 井下导线各点与 K 点连线在 y 轴上的投影长度。 若导线独立测量 n 次，则 n 次测量平均值的影响为： 下 (0量边误差的影响： mM l 1 22 c o s 下 (0式中 ： 井下光电测距的两边误差 ； i 为导线各边与 x 轴的夹角 。 d. 各项误差引起 K 点在 x 轴上的总中误差预计公式 222220 下下上上 (0如果以上 观测都独立进行两次的话 ，则： 22222021下下上上 (02) 测量误差引起贯通相遇点 K 在高程上的误差预计公式 a. 地面水准测量误差引起 K 点在高程上的误差预计公式 规程规定，井口水准点的高程测量，应按地面四等水准测量的精度要求施测。四等水准支导线往返测的高程平均值的中误差为： 0上 (0式中 L 水准线路的单程长度， km b. 导入高程误差引起 K 点在高程上的误差预计公式 220 (0式中 h 为两次独立导入高程的互差。规程规定 h 不大于 h/8000， h 为 井筒深度。 c. 井下水准测误差引起 K 点在高程上的误差预计公式 按单位长度高差中误差估算： 0 (0式中 ：0 单位长度高差中误差，系按实测资料求得的数值； 9 R 水准路线的长度， 下表的精度要求估算 4： 表 2- 2 井下四等水准误差表 准支线往返测量的高差不符值 /、附和路线的高程允许闭合差 /50 井下水准测量的允许闭合差为 ，所以一次 (单程 )独立测量的中误差为： h 182250 (0式中 ： R 水准路线的长度， 进行 n 次独立测量，则 n 次测量平均值的中误差为： (0斜巷中高程测量引起的误差，按规程规定的限差推算，一次测量的高程中误差为： lM h 50 (0d. 各项误差引起 K 点的高程上的总中误差预计公式 22202 上(0 10 2 贯通测量方案设计及误差预计 平面测量方案的设计 井网设计及误差预计 1) 方案 利用 星定位测量测设近井点，近井点应埋设在视野开阔处，点周围视场内不应有地面倾角大于 10 的成片障碍物，以免阻挡来自卫星的信号 6。同时，应避免高压输电线、变电站设施，其最近不得小于 200m，距强辐射电台、电视台、微波站等不得小于 400m；还应避开对电磁波吸收反射的金属和其他障碍物及大面积水域等。测量可采用静态定位法，静态定位能够通过大量的重复观测来提高定位精度。近井点可采用全球定位系统 (量规范规定的 E 级网测设。 量与常规方法相比，具有很大的优越性和灵活性： 观测站之间无需通视，定位精度 高，观测时间短，提供三维坐标，操作简便，全天候作业， 适合各种地下工程的地面控制测量，尤其适合山岭地区大型隧道和跨河，跨海隧道的地面控制测量。 为保证 图形精度， 检验并 应以 矿区布设的 23 个 已知 E 级 控制点 为 起算点 ，保证精度的前提下根据本矿区实际情况，采用边连式 E 级网精度测设 2 组地面控制点，其中包括 近井点 C、 D， 且 构成一条边， 两近井点 C 与 D 之间尽量通视。 级 测定近井点 于地面 量误差所引起的 K 点在 x 轴方向上的贯通误差精度估算如下： 327 c o sc o 上(2其中， 近井点 间边长 误差。 36222 11 其中， a 固定误差， D 级及 E 级 的 a10b 比例误差， D 级及 E 级的 b2010 与贯通重要方向 x 之间夹角 ， 233m。 可见，地面平面控制测量采用 立近井点是一种值得提倡的方案 7，施测简便，精度又高，但应注意以下问题： 首先，两近井点应尽量互相通视，以便在由近井点 D 向南风井井口施测连接导线时可以近井点 C 为后视点，即两点互为后视，以此消除起始边的坐标方位角中误差对于贯通的影响；另外，如果受地形影响 ，近井点 间无法通视，则可在 间敷设地面连接导线。 2) 方案 全站仪导线 井风南井副面导线误差 设计 图 of 副井和南风井附近分别建立近井点 C、 D，再在 C 和 D 之间测设导线，并附合到附近的三角点上作为检核。在地面两近井点选用 密全站仪 I 级导线进行测量 8，两井间的导 线 6 个测站，全长 制比例尺为 1： 2000 的误差预计图，在图上根据设计和生产部门共同商定的贯通相遇点位置绘出 K 点，过 K 点作 x 轴和 y 轴(y 轴 为 沿待贯通的回风大巷中心线方向， x 轴和 y 轴垂直 )，并在图上标出设计导线点的位置，如图 3示 。 密导线测量方案时的 K 点在 x 轴方向上的贯通误差精度估算如下： a. 测角误差： 52 上上(2 12 其中 ：上m 地面导线测角中误差 ，根据 240 个测站三次独立测角的较差求得三个测回平均值的测角中误差 上m； 2 K 与各导线点连线在 y 轴上的投影平方和而得。 b. 量边误差： 上上 lx mM l (2 l (2其中， 测距中误差； a 固定误差； b 比例误差； D 平均边长； 各导线与 x 轴之间的夹角。 c. 导线总误差： 2 上面联系测量方案设计及误差预计 恒大待贯通巷道两侧虽有两个立井，但副井和南风井在定向水平上没有巷道相 通，无法进行测量，故不能采用两井几何定向，仅能采用一井几何定向、陀螺定向或者直接采用待贯通巷道井下基本控制导线，进行联系测量。 1) 方案 一井几何定向 结合实际情况一井定向采取三角形法连接，一井独立定向三次。根据已有资料副立井矿井井深达 675m、南风井 510m，故在井筒内均采取单重摆动投点法，如图 3示 。 图 3井定向投点示意图 by 由于本矿区积累了较多的实测资料，因此各项测量的误差参数均根据实测资料分析求得，少数误差参数（如地面水准和导入高程等），根据煤矿测量规程中限差规定反算求得。 13 如图 3南风井为例，近井点 D 与 井上连 接点 D与井下连接点 互相通视，且 D于 20m ；当 小于 20m 时，在 D 点水平角观测必须对中三次，每次对中应将照准部 (或基座 )位置变换 120；应尽可能构成最有利的延伸三角形； 适当地靠近最近的垂球线，使 a/c、 b/c 趋近最小。 D Db井定向示意图 by 井风南井副 2 4U 2 3 U 2 2U 2 1U 2 0 U 1 9 U 1 8 U 1 7 U 1 6 U 1 5U 1 4U 1 3 2U 1 1 U 1 0 2 5 Kxy图 3井 定向误差预计图 of by 图 3示 ，南风井一井独立三次定向平均值的误差引起 K 点在 x 轴方向上的贯通误差精度估算如下： 00 风风 (2其中，根据 10 个立井的两次独立定向资料求得一次定向中误差 230 m。 同理副井一 井独立三次定向平均值的误差引起 K 点在 x 轴方向上的贯通误差精度估算如下： 0 副副 (22) 方案 陀螺定向 两端立井采用陀螺经纬仪定向时的联系测量如图 3示 9。以南风井为例图中 D 为 14 近井点； 起始方向， F 至井口可适当添加连接导线点； 井下控 制导线起始边即陀螺定向边； A 组成一组井下永久导线点， 南风井 井口至 A 间可适当添加临时点。 井风南井副 242219 17 151025 0R K 0R a 2a 4a 3螺经纬仪定向误差预计图 3如图 3由陀螺定向误差引起的 K 点在重要方向 x 上 的误差： 22222221222 副 (2式中：43210 ， 根据对 陀螺经纬仪现场实际定向成果分析，应用逆转点法观测 5 个逆转点求得一次定向中误差 入数值得： 22230 下导线测量方案设计及误差预计 1) 方案 经纬仪测距仪导线 本方案井下导线测量，采用常规的 7经纬仪 控制 导线。如图 3示 沿副井、南风井分别 从定向起始边开始沿火药库回风上山 及 风大巷敷设附合导线，井下导线全长1586m，共 29 条边 ，平均边长 井风南井副 242219 17 151025 Kxy图 3下经纬仪导线测量误差设计图 3of 角采用两个测回施测，量边往返观测各 4 测回，一测回内读数较差不大于 1015 单程测回间较差不大于 15返边长化算为水平距离 (经气象和倾斜改正 )后的互差不大于变长 的 1/6000。所有闭合附合导线均由不同观测者独立观测两次，取两次角度和边长的平均值，并进行近似平差。 井下导线误差引起 K 点在 x 轴方向上的贯通误差精度估算如下： a. 测角误差 (角度独立测量两次 )： 2 下下 (2其中 ： 下 地面导线测角中误差； 2 K 与各导线点连线在 y 轴上的投影平方和而得。 b. 量边误差 (边长独立测量两次 )： 22 下 下下Lx 50 6 .l (2其中 ， 测距中误差 ； a 固定误差 ； b 比例误差； D 平均边长 ； 各导线与 x 轴之间的夹角。 c. 井下导线总误差： 2 下其中，根据本矿山 以往 225 个测站两次独立测角比较，求得两测回平均值的测角中误差 下据 测距仪的标称精度 6 。 2) 方案 加测坚强陀螺定向边的经纬仪导线 恒大煤矿 风大巷贯通工程中，不仅需要测设很长距离的井下经纬仪导线，导线在巷道转弯处又有一些短边，由于井下测角误 差累积的结果，往往难以保证较高精度的贯通要求，然而在井下要提高测角精度比较困难，故而在实际工作中需采用在导线中加测定高精度的陀螺定向边的方法建立井下平面控制，以达到在不增加测量工作量的前提下显著减小测角误差对导线点位误差的影响之目的 11。 相关资料显示，对于等边直伸形导线，加测陀螺边的最佳位置为 22 ，其中 L 为导线全长，切最佳条数为 12 条 12。据此拟定井下导线测量采用常规 7经纬仪控制导线，如图 3示，分别在贯通两侧 M、 N 处加测一条陀螺边。南风井井下定向边为 井井下定向边为 下导线被分为 井 段，其中 16 副井 段为支导线， 段为方向附合导线。井下导线独立测量两次，根据方案 测角中误差为 测距中误差为 5 井风南井副 2 4U 2 3 U 2 2U 2 1U 2 0 U 1 9 U 1 8 U 1 7 U 1 6 U 1 5U 1 4U 1 3 2U 1 1 U 1 0 2 5 0R K 0R a 2a 4a 3测陀螺边 导线测量误差设计图 3下导线误差引起 K 点在 x 轴方向上的贯通误差精度估算如下： a. 由井下导线测角误差引起 K 点在重要方向 x 上 的误差 副井下下 2222 2 (2式中： 各段方 向附合导线的 重 心与该段导 线 各 点连线在 y 轴上的投影长； yR 支导线段终点 K 与该段支导线上各点连线在 y 轴上的投影长。 代入数值得： 4 5 81 3 5 6 84 4 7 0 61 6 3 0 6 43 9 9 4 5102 0 62653 .Mx 下 (2b. 由井下量边误差引起的 K 点在重要方向 x 上 的误差 22 l 下 下 下 (2程测量方案 面高程测量方案设计及误差预计 1) 方案 四等水准测量 矿区地面高程首级控制网，一般应采用水准测量方法建立。按规程规定在新南风井和副井各建立井口水准基点两个，其点选在便于观测 ， 保存和不受开采影响的地区。如图 3示， 按规程要求埋石，南风井与副井之间的水准测量按四等水准测量规格在矿区施测，自 到 进行往返观测 13，单程 线长度 1526m，采用 准仪施测。 17 井风南井风副山上风回库药火巷大风回7图 3面四等水准测量误差设计图 3of 准路线 R=往返闭合差： 计算两水准点往返测互差时， L 为水准点间路线长 度 算环线或附合路线闭合差时， L 为环线或附合路线总 长度 (根 据规程规定的四等水准测量往返测量互差的限差，反算求得每千米长度的 高差中误差： 上地面水准测量误差引起 K 点在高程上的贯通误差精度估算如下： 5 2 67 (22) 方案 光电测距三角高程测量 光电测距三角高程测量，宜在平面控制点的基础上布设成三角高程网或高程导线。 按规程规定三角高程测量主要用于山区和丘陵地带的高程控制和平面控制网点的高程测定。光电测距三角高程测量，若按测距仪的精度计算能满足矿区地面高程控制的基本精度要求时，可以用来代替相应等级的水准测量。 考虑到恒大矿区地势较为平坦，加之三角高程测量不易操作且精度较低，故不作讨论。 3) 方案 合 高程测量 合 高程测量 ，仅适用于平原或丘陵的五等及以下等级高程测量 10。 量正在同时观测 4 颗卫星以上能够给出近井点的高程，即 程。 合 高程测量 与面控制网测量一起进行， 具体方案设计参见地面控制网 (近井网 )设计之方案 。 有关资料通过对同一山地测区电磁波测距三角高差与拟合高差数据对比发现，平面拟合结果的高差与电磁波测距三角高差存在较大误差，而曲面拟合结果的高差与电磁波测距 18 三角高差之间的误差明显要小得多，且误差分布更合理。 本矿区属于较为平坦的小测区，可采用二次曲面高程拟合模型，并对 拟合高程模型进行优化。最后对 的拟合高程成果进行检验，检验点数不少于全部高程点的 10%，且不少于 3 个点，高差检验可采用相应等级的水准测量方法或光电测距高程测量方法进行，其高差较差不应大于 (D 为检查路线的长度，单位 通过基线向量解算 、 线向量网 、二次曲面高程拟合 综合处理等，得出 程测量误差引起 K 点在高程上的贯通误差满足要求，地面高程测量采用 立进口水准基点是一种值得提倡的方案。 程联系测量方案设计及误差预计 1) 方案 长钢丝导入高程 丝法导入高程示意图 用长钢丝法导入高程，在定向投点工作结束后，钢丝上、下做好标志，提升到地面后再进行丈量 ，导入过程 如图 3示 。导入高程均需独立进行两次，也就是说在第一次进行完毕后，改变其井上下水准仪的高度并移动钢尺，用同样的方法再作一次。 加入各种改正数后，前后两次之差按煤矿测量规程规定一般取导入高程的误差220 hM h ， h 为井深，两次独立导入高程的互差不超过井深的 1/8000。 0 068622 122 hm h 南风井(2 19 0 08 4 422 122 hm h 副井(2其中，南风井井深为 686m，副井井深为 844m。 长钢丝导入高程误差引起 K 点在高程上的贯通误差精度估算如下： 南风井副井2) 方案 光电测距导入高程 采用光电测距导入高程，不仅大大缩短了作业时间，还能提高测量精度，且精度不受井深增大的影响，完全满足规程规定的要求，但必须要注意温度变化对测量长度变化的影响。用水准仪测出地面高程基点 A 与测距 仪物镜 头间的高差，及井下高程基点 B 与井底棱镜之间的高差，从而得出 B 点高程 ，导入过程 如图 3示。 电测距导入高程示意图 入各种改正数后，前后两次之差按煤矿测量规程规定一般取导入高程的误差220 hM h ， h 为井深，两次独立导入高程的互差不超过井深的 1/8000。 0 068622 122 hm h 南风井(2 0 08 4 422 122 hm h 副井(2其中，南风井井深为 686m，副井井深为 844m。 20 光电测距导入高程误差引起 K 点在高程上的贯通误差精度估算如下： 南风井副井下高程测量方案设计及误差预计 1) 方案 井下水准测量 (平巷 ) 井下水准测量，主要用于测量水平巷道内的高程点及经纬仪导线点的高程。平巷中用准仪往返观测，往返测高差的较差不大于 (R 为水准点间 的路线长度，以 单位 )，并独立进行两次。 如图 3示， 从经过高程联系测量的井底高程起算点 (南风井 )出发，沿井底车场和主要平巷逐段布设水准测量导线，导线为附合导线： 南风井 下水准路线长 1052m，共计 18 条边，平均边长 58m。 每隔 300500m 设置一组高程点，每组至少应由三个点组成。其间距以 3080m 为宜；井下所有高程点应统一编号，并将编号明显地标记在点的附近。 井风南井副山上风回库药火巷大风回7 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 0 3 1图 3下高程测量 示意 图 3据以往本矿山 35 条井下水准测量路线求得每千米的高差中误差 则井下水准测量引起 K 点在高程上的贯通误差精度估算如下： 水(22) 方案 井下三角高程测量 (斜巷 ) 三角高程测量，主要用于次要斜巷 ( 8o)的斜巷的高程点及经 纬仪导线点的高程 14。如图 3示， 在火药库回风上山 巷道内 ，从经过高程联系测量的副井井底高程起算点 井底车场和次要斜巷逐段布设 经纬仪三角高程 测量导线，导线为 附 合导线： 21 副井 下斜巷总长为 626m，共计 17 条边，平均边长 37m。 每隔 300500m 设置一组高程点，每组至少应由三个点组成。其间距以 3080m 为宜；井 下所有高程点统一编号，并将编号明显地标记在点的附近。 根据以往本矿山 7 条斜巷三角高程测量路线求得每千米的高差中误差 井下 三角高程 测量引起 K 点在高程上的贯通误差精度估算如下： 62632 经(2规程要求基本控制导线的高程容许闭合差 02 0h 容，即规程要求每千米长度容许误差的高程中误差为 m。 可见，其精度比水准测量低得多。 22 3 测量方案的比较与选择 平面测量方案 上平面测量方案 方案 量与常规方法相比，具有很大的优越性和灵活性： 观测站之间无需通视，布设灵活， 定位精度高，观测时间短，提供三维坐标，操作简便，全天候作业， 适合各种地 下 工程的地面控制测量 ；全站仪导线虽然能够满足贯通精度要求，但 受时间、气候、地形等因素限制，而且用人多所以费用也比较高。 地面 量误差所引起的 K 点在 x 轴方向上的贯通误差 为 6小于全站仪导线的 27于 方案 全 站仪导线测量，测角误差对 K 点在 x 轴方向上的贯通误差影响很大为 26 综合考虑测区地形情况、井口近井点位置、测量误差预计精度及 工程预算 等因素，采用 方案 制测量方案。 为保证 图形精度， 检验并 应以 矿区布设的 2 个 已知 制点 为 起算点 ，保证精度的前提下根据本矿区实际情况，采用边连式 E 级网精度测设2 组地面控制点，包括 近井点 C、 D 且 C、 D 可构成一条边， 两近井点 C 与 D 之间尽量通视。 向测量方案 恒大待贯通巷道两侧虽有两个立井，但副井和南风井在定向水平上没有巷道相通，无法进行测量，故不能采用两井几 何定向，仅能采用一井几何定向、陀螺定向或者直接采用待贯通巷道井下基本控制导线，进行联系测量。 由上述内容可知， 方案 一井定向误差引起 K 点在 x 轴方向上的贯通误差 为 5080方案 两井进行陀螺定向误差引起的 K 点在重要方向 x 上的误差为 4 规程有关规定一井几何定向不能作为井下基本控制导线的控制方向。 综合考虑 井口位置、 待贯通巷道情况、测量误差预计精度及 工程预算 等因素， 故 两端立井 均 采用方案 陀螺经纬仪定向 进行 联系测量 。 下平面测量方案 方案 采用常规的 7经纬仪 控制 导线 ， 沿副井、南风 井分别从定向起始边开始沿火药库回风上山、 风大巷敷设附合导线，井下导线全长 1586m，共 29 条边 ，下导线测角误差引起 K 点在 x 轴方向上的贯通误差 为 58量边误差引起K 点在 x 轴方向上的贯通误差 为 9井下导线总误 差 59 23 方案 采用 加测坚强陀螺定向边 的 经纬仪 控制 导线 ， 井下导线测角误差引起 K 点在 x轴方向上的贯通误差 为 12量边误差引起 K 点在 x 轴方向上的贯通误差 为 8井下导线总误 差 14 恒大煤矿 风大巷贯通工程中，不仅需要测设 很长距离的井下经纬仪导线，导线在巷道转弯处又有一些短边，由于井下测角误差累积的结果，往往难以保证较高精度的