贯通测量设计书

-300回风大巷贯穿测量设计书目录井巷贯穿工程概述1.1地理位置1.2工程地质及水文地质状况1.3井巷贯穿目的、任务及规定贯穿方案的选定2.1地面控制测量2.2矿井联系测量2.3井下控制测量贯穿测量办法3.1采用的仪器3.2测量办法及限差贯穿测量误差预计4.1贯穿测量设计平面图4.2贯穿相遇点K在水平方向上的误差预计4.3贯穿测量相遇点K在高程上的误差预计4.4误差预计所需基本误差参数的拟定贯穿测量成本预计贯穿测量中存在的问题及采用的方法、1、井巷贯穿工程概述地理位置红山铁矿位于河北省迁安市区南东12km，行政区划属迁安市夏官营镇姚官屯村。矿区处在燕山南麓低山丘陵地区，地势低平，区内最高海拔85.4m，相对高差在20~40m之间。东部青龙河距矿区6km，西部滦河距矿区5km。矿区地理坐标为东经118°49′15″～118°50′15″，北纬39°56′45″～39°57′45″。矿区北部为京秦铁路，距包官营车站仅1.5km，矿区西南2km处为迁安市～卢龙公路，区内有简易公路与之相通，交通便利。工程地质及水文地质状况1.2.1地质状况根据钻探揭发，副井、新风井场地内自上而下重要岩土层分布为：上部为第四系耕土、全新统（Q4）冲洪积成因的粉质粘土、中粗砂和上更新统（Q2）残坡积成因的角砾；其下为太古界三屯营组（ArS1）黑云斜长片麻岩、混合岩、混合花岗岩夹斜长角闪岩和伟晶岩脉等。岩石硬度系数f=7～12。1.2.2水文状况(1)第四系含水层(段)0-9.0m第四系饱气带(非含水层)：厚度为9.0m，岩性为耕土、粉质粘土、中粗砂、角砾，粉质粘土不透水，中粗砂和角砾透水不含水。(2)风化基岩裂隙含水层(段)强风化-中风化岩构成风化基岩裂隙含水层（段），深度39.2-98.5m，厚度59.3m。(3)基岩构造破碎带及构造裂隙含水层(段):①98.50～207.00m构造裂隙含水层(段)，厚度108.50m。②207.00～634.60m为构造裂隙含水层(段),累计厚度427.60m。上述资料预测涌水量为8～37.25m3/h，在巷道掘进施工中，应确保安全，进行探水（注浆），确认无水后方可掘进施工，掘进施工时必须确保超前探水，坚持“有疑必探，先探后掘”的原则。1.3井巷贯穿的目的、任务及规定贯穿目的：在基建期，提前新风井-300水平马头门与副井-300水平北沿脉巷贯穿，可有效解决独头掘进中通风问题，改善工作面工作环境，提高工人的生产效率。在生产期，可确保矿山生产期矿山污风的排放，同时兼作安全出口。贯穿任务：确保使副井-300水平北沿脉巷与风井-300水平马头门后5米石门处相遇点处贯穿。贯穿规定：1.在合理限差范畴内贯穿。2.尽量减小测量成本。2贯穿方案的选择2.1地面控制测量2.1.1平面控制测量为了提高巷道贯穿测量精度，必须认真提高地面控制网的精度，采用适宜的测量手段去加强网型的精度，本贯穿工程拟采用导线控制形式。采用导线进行布设平面控制网，其优点在于：导线仅需前后两个方向通视，因而易于选点，可减少站标高度且便于组织观察，各条导线边长均可直接观察，测边精度较高，因而导线的纵向误差就对应减小，平差简朴。即使导线测量各导线边方位角的传递误差比三角测量大，造成终点横向误差大，采用适宜测量手段和办法加强同型精度，控制横向误差。根据施工场地地形，选择适宜地点建立平面控制点，设两个以上平面控制点原则，以满足控制精度规定。采用温州盛达项目部现有的一台电子全站仪进行测角、测边（测角精度±7＂，测边精度2mm±2ppm），施测按照《工程测量规范》进行，来确保平面贯穿精度±50mm。等级测角中误差（″）距离相对中误差方位角闭合差（″）导线全长相对闭合差测回数2″级仪器二等2.51/80000±5√n1/4000062.1.2高程控制测量高程贯穿要比平面贯穿容易达成，其贯穿精度还受其测量精度的影响。根据副井与新风井贯穿区间长度，地面高程控制测量采用加密布设成环形网，同时拟定水准路线等级。水准测量等级每千米水准测量偶然中误差ΔМ每千米水准测量全中误差Мw限差检测已测段高差之差来回测不符值符合路线或环线闭合差左右高差不符值二等≤2.0≤4.012√L8√L8√L4√L2.2矿井联系测量2.2.1矿井联系测量的目的和任务矿井联系测量的目的就是使地面和井下测量控制网采用统一测量系统。联系测量的任务在于：拟定井下导线起算边的坐标方位角。拟定井下导线起算边的平面坐标x和y。拟定井下水准基点的高程H。2.2.2矿井定向的拟定与规定陀螺经纬仪在矿山测量中可用作：为井下每一水平进行定向。控制导线测量方向误差的积累。在导线测量工作中能够在适宜地点加测一陀螺方位边，既可发现测量水平角的粗差，又可有效的减少方向误差的积累。矿山大型巷道贯穿定向。与光电测距仪配套使用，可用极坐标法测设新点和敷设高精度的光电测距——陀螺定向导线。根据现有条件及精度规定，本次矿井联系测量采用陀螺经纬仪定向。陀螺经纬仪精度级别是按实际达成的一测回测量陀螺方位角的中误差拟定的，并依此规定陀螺经纬仪定向的各项限差。2.2.3立井陀螺经纬仪定向经立井由地面对定向水平投点。井上、下与垂球线的连接测量。（3）井下基本控制导线起始边的陀螺经纬仪的定向。陀螺仪定向时的联系测量平面图2.2.4内业计算根据地面连接测量的成果，按复测支导线计算垂球线A的坐标，当相对闭合差复核规定时，取两次计算的平均值作为垂球线A的最或是坐标X、Y。计算井下连接导线各边的方位角。按下式求算复测支导线各边的坐标方位角：iαi=α0+∑β±i×180°1式中α0——陀螺定向边的坐标方位角βi井下对应连接导线边的水平角。当角闭合差fβ=α4Ⅰ-α4Ⅱ≤±14″√（n1+n2）（对于7″导线）时，取两次坐标方位角的平均值作为井下连接导线各边方位角的最或是值。计算井下导线起始点的坐标根据各边平差后的方位角，按下式计算基本控制导线起始点的坐标：XE′=XA+∑licosαiYE′=YA+∑lisinαiXF′=XE+lTcosαOYF′=YE+lTsinαo式中li、αi—井下连接导线各边的水平距离和坐标方位角。当导线的相对闭合差复核前述规定时，取导线起始点两次计算的平均值作为该点的最或是坐标。2.2.5导入高程钢尺通过井盖放入井下，达成井底后挂上一种垂球，以拉直钢尺，使之居于自由悬挂位置。垂球不适宜太重，普通以10公斤为宜。下放钢尺的同时，在地面及井下安平水准仪，分别在A、B两点所立水准尺上取读数a与b，然后将水准仪照准钢尺。当钢尺挂好后，井上、下同时取读数m和n。同时读数可避免钢尺移动所产生的误差。最后再在A、B水准尺上读数，以检查仪器高度与否发生变动。还应用点温计测定井上、下的温度t1、t2。根据上述测量数据，就能求得A、B两点之高差为：h=（m-n）+（b-a）+∑△L式中∑△L为钢尺的总改正数，它涉及尺长、温度、拉力和钢尺自重等四项改正数。即∑△L=△Lk+△Lt+△Lp+△Lc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，变化其井上、下水准仪的高度并移动钢尺，同样的办法在做一次。加入多个改正数后，前后两次之差，按《煤矿测量规程》规定不得超出l/8000（l为井上、下水准仪视线间的钢尺长度）。2.3井下控制测量2.3.1地下导线测量地下导线测量的任务是以必要的精度，建立地下工程平面测量系统。基本控制导线的布设：当掘进长度达成100-300米后来，为了提高导线的精度，选择一部分施工导线点布设边长较长，精度较高的基本控制导线。基本控制导线的边长普通为50-100m。重要导线点的布设：当巷道掘进不不大于1km时，可选择一部分基本导线点敷设重要导线。重要导线的边长普通为150—800m（用测距仪测边）。地下导线的导线点1，2，3，……6，7-基本导线点；Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ-重要导线点2.3.2地下导线的外业选点。巷道中的导线点要选择避免施工干扰、稳固可靠地地板或顶板上，应便于观察，易于安置仪器，通视较好；边长要大致相等，普通不不大于20m。每次建立新点，都必须检测前一种旧点的稳定性，确认旧点没有发生位移，才干用来发展新点。导线点应布设在避免施工干扰，稳定可靠地地段。测角。隧道中的导线点如果在顶板上，就需要点下对中（又称镜上对中），规定经纬仪有镜上中心。本次地下导线用测回法，观察时要严格对中，瞄准目的或垂球线上的标志。测角时，必须通过通风排烟，使空气澄清后来，在能见度回复时进行。本次贯穿测量使用副井现有全站仪。量边。用光电测距仪测边时，应注意巷道内排烟和漏水地段的测距状况，精确进行各项改正。2.3.3地下高程控制测量（1）地下水准测量分两级布设，其技术规定符合规范规定：Ⅰ级水准路线作为地下首级控制，从地下导入高程的起始水准点开始，沿着重要巷道布设，将永久导线点作为水准点，并且每三个一组，便于检查水准点与否变动；Ⅱ级水准点以Ⅰ级水准点作为起始点，均为临时水准点，可用Ⅱ导线点作为水准点。巷道贯穿之前，洞内水准路线属于水准支线，需要来回多次观察进行检核。同时，为了施工便利，应在导洞内拱部边墙最少每100m设立一种临时水准点。（2）高差计算公式：Hi=-bi-ai注：即水准标尺后视读数减去前视读数，高程点埋设在定点，应在水准尺读数前加“-”号再计算高差3贯穿测量办法两井间巷道贯穿测量工作的特点是两井都要进行联系测量，并在两井之间进行地面测量和井下测量，因而积累的误差较大，必须采用更精确的测量办法和更严格的检查方法。3.1采用的仪器仪器的选择既要满足测量精度的规定还要确保成本的节省。根据温州盛达现有的测量设备（一台全站仪及配套设施）远远满足不了需求，考虑到成本，能够去测量仪器租赁站租赁或者找有仪器的单位借用。3.2测量办法及限差3.2.1贯穿方案图为红山铁矿通风系统图。我矿用立井开拓，副井在-300水平开掘并与风井-300马头门贯穿。-300回风大巷位于副井与风井之间，采用由副井向风井单向掘进。从井巷布置条件来看，选在以下贯穿方案。副井与风井之间的地面联测两井间的地面联测采用导线测量方式。红山矿由于地面比较平坦，采用导线联测。在副井附近建立近井点10号点，在风井附近建立近井点07号点，再在10号店与07号点之间测设导线，并符合到附近已知三角点，作为检核。在两条井之间还要进行四等水准测量，求出近井点的高程。副井与风井分别进行矿井联系测量副井采用陀螺仪定向，求出井下起始边Ⅲ01—Ⅲ02的坐标方位角和井下定向基点Ⅲ01的坐标。同样，风井也采用陀螺仪定向，求出井下起始边Ⅰ01—Ⅰ02的坐标方位角和井下定向基点Ⅰ01的坐标。同时，通过风井和副井进行导入高程测量，求出井下水准基点的高程。矿井联系测量工作均需独立进行两次，以资检核。将两次成果进行对比，互差合乎规定，即可取加权平均值使用。井下导线和高程测量从-300副井回风巷起始边Ⅲ01—Ⅲ02敷设导线到风井马头门附近，再从风井井底的井下起始边Ⅰ01—Ⅰ02敷设导线到马头门后5米处。敷设导线要选择路线条件好的地点。高程测量在平巷中采用水准测量。求算贯穿巷道的方向，进行实地标定根据-300回风大巷副井处的导线点（导线点位于巷道的中线上）坐标及腰线点高程，反算出风井-300马头门处巷道的方向，并与原设计值对比，当差值在允许范畴内时，则进行实地中线及腰线的标定。在副井回风巷掘进过程中，应经常检查和调节掘进方向和高度，直至对的贯穿。副井回风巷与风井马头门后5m的巷道贯穿，由于涉及联系测量、地面和井下测量，积累的误差较大。4贯穿测量误差预计两井间的巷道贯穿时，除进行井下导线测量和井下高程测量外，还必须进行地面测量和矿井联系测量。因此在进行贯穿测量误差预计时，要考虑地面测量误差、矿井联系测量误差及井下测量误差的综合影响。4.1贯穿测量设计平面图 4.2贯穿相遇点K在水平方向上的误差预计4.2.1地面采用导线方案误差预计地面导线测量引发的K点在x′方向上的误差预计办法与井下导线测量的误差预计办法基本相似。地面两井口近井点之间布设闭合导线，在进行地面闭合导线的严密平差时，应当同时评定出近井点1与近井点j两点之间在x′方向上的相对点位误差Mx′1-j以及（1-n）边的坐标方位角α1与（j-（j-1））边的坐标方位角αj之间的相对中误差MΔα=Mα1-αj，并计算出地面导线测量误差对于贯穿的影响为：Mx′上=±√｛（Mx′1-j）²+M²Δα/ρ²*（R²y′1+R²y′j）*0.5｝式中Mx′1-j—两个近井点1与j在x′方向上的相对点位误差；MΔα—两条近井点后视边坐标方位角之间的相对中误差；Ry′1，Ry′j—分别为导线的1和j与K点连线在y′轴上的投影长。4.2.2定向测量引发k点在X′方向上的误差采用陀螺定向，定向测量的误差会集中反映在井下导线起始边的坐标方位角误差上。因此定向测量误差引发的K点在X′方向上的误差为：Mx0=±mα0/ρ*Ry′0式中mα0—定向测量误差，由定向引发的井下导线起始边坐标方位角的误差；Ry′0—井下导线起始点与K点连线在y′轴上的投影长，如图中所示Ry′01和Ry′02两个立井的定向测量误差所引发的K点在X′方向上的误差Mx′01和Mx′02应分别求出。定向过程中所积累的井下导线起始点的坐标误差，因其值很小，无视不计。4.2.3井下导线测量引发K点在X′方向上的误差井下导线测角和量边误差引发的K点在X′方向上的总的中误差为：Mx′=±√｛M²x′上+M²x′01+M²x′02+M²x′β下+M²x′l下｝若各项测量均独立进行了n次，则平均的中误差为：Mx′k平=Mx′/√nK点在X′方向上的预计贯穿误差为：Mx′预=2Mx′k平4.3贯穿测量相遇点K在高程上的误差预计两点间巷道贯穿相遇点K在高程上的误差来源涉及：地面水准测量误差，导入高程误差，井下水准测量误差。4.3.1地面水准测量误差地面水准测量引发的高程误差MH上的估算公式为：MH上=mhl√L或MH上=m0√n式中mhl—地面水准测量每千米长度的高差中误差；m0—水准尺读数误差；n—测站数；L—地面水准路线的长度，单位为千米。如果缺少由实测资料分