主运输平硐大型贯通测量技术实践.doc

主运输平硐大型贯通测量技术实践陈彦文（广东高要河台金矿）摘要：通过建立矿区统一的独立等控制网和布设井下首级控制网为基础，使用J2经纬仪及增加测回提高测角精度，采用各种措施减少钢尺量边的读数误差，增加施测次数，及时调整中腰线等措施、使主运输平硐大型相向贯通测量精度远高于设计及规范精度要求，其经验值得推广。关键词：主运输平硐；相向贯通；控制网；测量精度中图分类号： 文献标识码： 文章编号：1 工程概述河台金矿高村矿床设计生产能力500t/d，分两期建设。一期工程（250t/d）于1989年元月投产，后进行二期工程扩建并于1994年1月投产，云西矿床于1993年提交地质报告，探获金属储量18t，为尽快开发云西矿床并形成整体规模生产，降低运输成本，经过详细的技术经济论证，确定从高村至云西160水平贯通平巷，作为云西矿区出矿的运输通道。两矿区硐口与硐口之间全长2961m，高村已掘961m，云西已掘772.2m，还剩1227.8m尚未贯通。2 贯通测量基础资料2.1 矿区控制测量矿区测量基础资料由广东省原地矿局测绘大队1984年施测提供的5网4个点。1985年719地质队为了满足测绘要求，从其N5点至老山头布设一条10级线形锁。高村一期工程施工后，有色十建第五井巷公司从719地质队10网上布设两级控制点，其近井点仅满足图根点的精度。由此可知，控制点等级低，精度不统一，不能满足二期工程及矿山长远发展的需要。为此，我矿地测科于1989年利用上述控制点N5和老山头等补点，布设了一个由6个三角形组成的中点多边形和一个三角形内补点的等独立控制网，并在等点上布设两条5导线，作为高村与云西两个矿区的近井点（J21、J5），从而满足共用一个统一控制网的测量精度要求。其精度分别见表1与表2。表1 平面坐标测量等级采差后单位权中误差最弱边相对中误差最弱边点位中误差52.161/65000补点1.470.003 表2 间接高程测量 单位：m水准路线正反坐标高差较差最大允许值实际闭合或附合最大允许闭合差实际超差个数最大较差最小较差最大较差最小较差J1J550.25+0.16-0.0080.113+0.079+0.0020J11J1750.06-0.036-0.0080.067-0.028-0.0030每km的中误差为M=2.6cm。等网坐标的起算点老山头点是国家级的等网点，基线边的相对精度为1/266000。2.2 井下基本控制导线高村矿区160水平已掘进的平硐工程，其基本控制导线是我矿1989年建立等控制网点后从J21近井点联测的10级导线；而云西160平硐工程是719地质大队1993年布设的10级地面控制网联测的井下导线，精度低，不符合井下基本控制导线的要求。为了达到同一网点和统一精度，从我们导出的等控制网J5上布设一条支导线，按5导线要求施测，测得导线点A8的坐标及高程作为云西矿区的近井点。并再按10级井下导线重测云西矿区已掘巷道的导线点，从而统一了井下测量的控制系统。3 平硐掘进施工3.1 施工要求1993年5月云西技改工程160主运输巷道由北京冶金有色设计研究总院设计，为了加快进度要求由两个施工队，分别从云西与高村相互对掘。其中高村垂直矿体走向掘500m后向西拐，云西则同样掘520m向东拐，总体方位EN70，全长1941m，设3个拐点。施工时间1993年12月至1995年5月。要求贯通点垂直方向偏差0.2m，水平方向偏差0.5m。3.2 施工方法巷道规格2.2m2.4m，单轨运输。穿越岩层主要为混合岩夹部分糜棱岩化片岩，岩石坚固性系数f=1012，稳固性好，不用支护，水文地质条件简单。每天一个作业循环，手持凿岩机凿岩，人工出渣，手推车与电机车结合运输，压入与抽出联合通风。由于条件所限，掘进效率较低。4 施工测量4.1 测量方案确定根据巷道贯通测量误差预计，水平方向偏差+0.48m，垂直方向偏差+0.138m。据此要求，所有测量均依据原国家黄金局颁发的岩金矿山地质与测量技术规范实施，其技术要求：水平面观测：J2经纬仪10等级测回法测回2次，半测回归零差25，一测回2C互差20，同一方向值各测回互差12；边长观测：10导线边长丈量2 次，定线最大偏差10cm，尺段高差1cm，每次读数3次，估计最小值0.5mm，同尺各次较差3mm；水准测量：级水准测量每km高差中误差20mm，环线与附合线路长10km，使用S3水准仪，必须往返观测各一次，其较差闭合差，前后视距累积差1cm，黑红面读数差3mm，其所测高差5mm。在井下测量之前，对所用经纬仪、水准仪等进行检校，发现经纬仪的2C值达35，超过要求而进行相应校正。4.2 施工测量中腰线测设施工与测量同时进行，每进尺40m标定一组中线，每隔20m标一组腰线，并规定每隔3d对中腰线进行一次检查，监督施工队严格按规定要求掘进。角度观测巷道每掘进90m左右便延测井下级（10）导线，为了提高测角精度采取多种措施以减弱误差：为减少调焦误差，尽可能使每条边长大致相等；为减少度盘刻划误差，每测站两个测回之间都转换度盘90；为减少竖丝不垂直横轴影响，照准目标时都稳定在同一水平；边长在20m以下的两个测站，都应进行两次仪器对中。因此，每个测站角度的测量结果均符合井下级导线要求。边长丈量丈量导线边长是测角后用经纬仪定线，再用水准仪操平后用50m钢尺丈量。每尺段读数3次，各次互差不超过3mm。按理边长须加尽长、温度、拉力、垂曲再归化到高斯投影面，大地水准面的改正数。由于条件所限，钢尺没检定，井下温度基本恒定在20 左右等原因而未加改正数。高程测量巷道每掘60m敷设级水准导线，以导线点为水准点，采用S3自动安平水准仪两次仪器高施测。为提高精度减少三角误差的影响，尽量使测站两边视距相等；为减少读数误差，采用等水准测量方法，除读中丝外，还读上下丝以检查中丝读数的正确性。导线的复测在巷道还有50m未贯通之前，对巷道两头原导线和高程进行全面复测。复测仍按井下级导线和水准要求施测。高村从硐口开始全程1600多m，导线往返50个测站，具体精度见表3。其中高程水准测量往返闭合差为+56mm，限差=77mm。表3 高村160平硐测量数据表测回2C互差测回间互差测角中误差方位角闭合差相对闭合差坐标闭合差允许值实际最大值允许值实际最大值允许值实际值允许值实际值允许值实际值18+1612+1010-3.6141+1201/50001/6400+0.25m云西从硐口开始全程1300多m，导线往返40个测站，具体精度见表4。其中高程水准测量往返闭合差+52mm，限差=66mm。表4 云西160平硐测量数据表测回2C互差测回间互差测角中误差方位角闭合差相对闭合差坐标闭合差允许值实际最大值允许值实际最大值允许值实际值允许值实际值允许值实际值18+1712+910-3.2126+821/50001/6800+0.09m内业计算每次外业测量完毕均由专人对原始记录严格复核把关，确认无误方可进行计算。在内业计算时，因边长归化到海平面和高斯投影面的两项改正值Lx=-9.9mm，小于贯通容许误差0.5m的1/5，所以，导线的边长均不用加上改正。5 大型贯通测量评价5.1 贯通情况及其精度该主运输平硐1995年5月11日正式贯通后，测量其实际偏差值，并按上述要求将巷道两端导线点连测闭合，结果中线偏差+0.1m，腰线偏差0.038m,导线闭合后的坐标闭合差fx=0.436m，fy=0.009m，fs=0.436m，与预计误差比较结果见表5。当年北京设计单位专家认为此项贯通工程属优质工程，给予相当高的评价。表5 160主运输平硐贯通后实际与预计误差对比项目预计偏差值实际偏差值允许偏差值相对闭合差中线+0.48m+0.1m0.5m1/6780腰线+0.138m+0.038m0.2m1/77005.2 贯通质量评述160主运平硐全长2961m，是我矿大型矿山巷道贯通工程。施工要求相向掘进并精度要求高，掘进历时一年半，导线全程往返90个测站，丈边132个测段，水准64个测站，贯通优良，完全符合规范要求，贯通连接点不需任何修整便可投入使用。其主要经验有：采取矿区统一控制测量成果。由国家级控制网通过三角测量导出矿区近井点，而满足两矿区共用同一坐标系与高程系，是精确贯通的基础。提高测角精度。矿山井下级（10）导线一般使用J6经纬仪即可，我们测量使用J2仪器，按规范用J2每一测站一测回而实际施测两测回，提高精度，消除粗差。减少量边的读数误差。钢尺没鉴定又没拉力器，量边时用经纬仪定中线，控制定线误差小于5cm，每尺丈量3次，要求长度互差不大于3mm。及时调整中线与腰线。按规程规定一般每