教学案例：贯通测量方案设计

案例：贯通测量方案设计及精度预计设计书

一、设计专题

冠山矿一、三井间-540大巷贯通测量方案设计及精度估算和技

术造价

二、测区概况

北煤公司关山煤矿原辖一井、二井和三井三个矿井。其中，一井

为中央并列立井和二段暗斜井分水平采矿开拓方式，二、三井为斜井

开拓。现为了开拓深部煤层时，改善与属于通风条件，决定将三井合

并，将原一井新开拓一对竖井（主井及副井）延伸到-540米水平，

掘进一对主石门及-540米水平大巷。原三个井所产煤炭全部经由-540

米水平大巷运到新竖井提升。为加快工程速度，-540米水平东翼大

巷有一井和三井两端同时以全断面巷道相向掘进贯通。

本巷道贯通贯通测量路线井上、下闭合总长度共约9km,其中在

-540米水平大巷中尚需实掘2300米。施工所在岩层大部分为沙页岩,

地质情况比较简单。围岩稳定，地压不大。支护方式一律采用锚喷。

巷道掘进方式为风动式凿岩机打眼，火药爆破，颤抖式装岩机装车，

矿车运输，巷道断面宽3.5米，拱高2.5米。

冠山一井新竖井井口标高+210米，井底车场标高-542米，井深

752米左右。贯通大行坡度为5%（三井高，一井低）。

从目前巷道施工位置及掘进速度考虑，贯通相遇点选在三井第二

段暗斜井甩车场西侧，设7点与设9点之间k处。

按照《〈煤矿测量规程》规定和巷道工程要求，本次贯通在水平重要

方向X上，允许偏差为临允=±0.5米，高程方面的偏差允许值为Mz允

=±0.2米。

现在已知条件已给出，国家二等控制点A（石厂）为：

XA=4628191.41YA=56287.43边长SAB=4151.137SBC=3367.436坐标方

位角aAB=41°38'44〃.26aBe=312°36,12〃.94矿区范围为：东经

129°39z到120°54,北纬41°45'到41。54'采用3°高斯投

影带，第40带中央子午线为L。=120°。

三、冠山矿一、三井间-540大巷贯通测量方案设计

（一）平面测量方案设计

1）地面两近井点导线测量

由于矿区保护不善，一井和三井近景点已经遭到破坏，必须重新

设置两点，根据矿区所在国家三角网，用控制网点水神庙、疙瘩山、

平顶山插入三井近井点，用控制网点疙瘩山、大黑山、石厂定角测出

一井近井点，都按照四等三角规格施测。两近井点间布设一级导线，

敷设方向应与欲掘巷道方向大体一致，根据《煤矿测量规程》（2010

版）规定，每条导线长500m左右，测距相对中误差1/30000,导线全

长下相对中误差1/20000用拓普康GTS-750全站仪，此全站仪测角精

度1〃，测距精度士（2mm+2ppm*Dm）mm。测回法四测回,测回互差

小于±5〃，方位隹最大闭合差小于±10”。测距三测回，一测回最

大互差10mm,单程测回间最大互差15mm,往返测回互差行

（2mm+2ppm*Dm）mmo布设导线形状和位置已绘到平面图上。

扎兰考（ID

平顶山（心

疙瘩山（I）

三力

水神庙（I）

大黑山（工）

八差山（ID

井（加

石厂（IL）

si一并和三井附近三角点,（示意图）

2）定向测量

①主副井一侧

在主副井筒中各挂一根垂球，用油或者水作为稳重，根据一号井

近井点，和导线上的已知点，在主副井间建立导线，测定两垂球A,

B的坐标，敷设地面连接导线时应尽量减少导线点数，减小角度带来

的误差。从近井点引来的节点0到垂球线A,B的导线应尽可能是起延

两垂球线连线方向延伸。使两垂球显得相对精度更高，地面采用5〃

级导线，地下采用7"级导线，导线敷设形状与位置在平面图上已经

画出。

②三号井一侧

由于三号井是斜井，可直接用测距导线导入定向，即在洞口附近

后洞内设置一条定向边，（在平面图上已经画出）仍可用平面测量中

的拓普康GTS-750全站仪，敷设7〃级导线，测回法两个测回，同一

测回中半测回互差不超过±20”，两测回间互差不超过±12”。测边时一

测回读数较差不大于10mm,单程测回间较差不大于15nlm；往返观测

同一边长时，换算为水平距离后的互差，不得大于1/6000。

3）井下导线测量

地下导线应尽量沿线路中线布设，边长要接近等边，一般边长小

得小于60m,不得大于200m。敷设7”级导线，测回法两个测回，同

一测回中半测回互差不超过±20”，两测回间互差不超过±12”。测边时

一测回读数较差不大于10nlm,单程测回间较差不大于15nlm；往返观

测同一边长时，换算为水平距离后的互差，不得大于1/6000,用拓

普康GTS-750全站仪。一井一侧从主副井定向边开始敷设，根据上述

规定敷设到欲挖掘巷道尽头，三井一侧类似一井，随着航道开挖，先

敷设边长较短精度较低的施工导线，而后敷设高等级导线对低等级导

线进行检查校正。保证巷道在X，方向上的精度。

（二）高程测量方案设计

1）地面两井口高程基点测量

根据所给资料以及两井之间距离，可采用四等水准测量，根据《煤

矿测量规程》（2010版）规定，四等水准测量要求入下表第3行所示,

测区一三井位置和水准路线如下图所示。

每公里环线或仪给水准往返互井、环线或附

观测次数

高升中用合路合路线闭合萍

等级

数中误线长度与已知附合或,”也山地

井(mm)(km)级别标尺点联测环线(mm)(mm)

往返各

DS1因瓦往一次

一次IL±4Vn

土6JU±\4

木质往返各往返各

等DSi

双面一次一次

四木质往返各

±1015DS,往一次±20VI士6G

等双面一次

木质双

等往返各

±205DSio面或单往一次±\2-Jn

外一次±4OVA

面

图2地面水准路线布设草图

2)导入高程

将经过检定的钢尺挂上重锤，自由悬垂在井中。分别在井上和井

下安置水准仪，在A、B点上读数出和b2,然后在钢尺上读数5和a2,

同时记下地上于地下的温度，由此可以计算出B点的高程。可采用两

次仪器高和移动钢尺进行两次两测回测量其高程。两次仪器高的高差

互差小于3mm,两次观测互差小于H/8000(H为井深)。

平巷中用S3水准仪后前前后往返观测，往返测高差的较差按《煤

炭测量规程》不得超过高程闭合差±50mmG（R为水准点间的路线

长度，以km为单位）。

斜巷中采用三角高程测量与导线同时施测。仪器高和觇标高应在

观测开始前和结束后用钢尺各量一次。两次丈量的互差不得大于4mni,

取其平均值作为丈量结果。每条导线边两端点往返测高差的互差不大

于10mm±0.3mmXL（L为导线的水平边长，以km为单位），每段三角

高程导线的高差往返测互差不应大于±100mni&：（L为导线长度，以

km为单位）。

四、冠山矿一、三井间-540大巷贯通测量精度估算

（一）平面测量精度估算

①地面导线的测角误差：根据规程得测角中误差MB」=±5〃,

②地面量边误差：按拓普康GTS-750全站仪的测距标称精度

±（2mm+2ppm*Dm）mm,求得平均边长D仁466.56m的M广±

（2mm+2Ppm*0.46656m）inm=±2.93mm.

③两井定向误差：根据规程反算求得一次定向中误差Mafl=±

21.2"。

④井下导线测角误差：根据规程得7〃级井下基本控制导线测角

中误差*产±7〃。

⑤井下导线量边误差：根据拓普康GTS-750全站仪的测距标称精

度Mi）=±（2mm+2ppni*Dni）mm,按井下导线平均边长114m,求得

23mmo

地面导线长度

导线名称导线长度导线名称导线长度

一井-A1500mA4-A5500m

_

AI-A2500mA5A6425m

--

A2A3500mAsA-400m

A3-A1500mA7-三井400m

导线点号Ry'/mR//nr

一号井近井点2642.56982806

Ai2282.05207524

A21900.53611900

1488.02214144

A3

A、1058.01119364

AR619.0383161

A6214.045796

A7186.034596

三号井近井点570.0324900

所以£R//m2=19924192

导线名称Lcos2a(m)

一井-A1210.0

AI-A2265.5

A2-A3186.0

A「A，i157.5

A4-A5120.0

-82.0

A5A6

Afi-A735.5

A「三井56.0

地上导线对X方向上的误差影响Mx-p±=±(Mp±/p)上二土

0.108m

Mx-iF-i—cos-卜=0.005m

井下导线长度

主井T62.5三井一Ci140

1-275C1-C2150

2-副井70C2-C3150

副井-Bi150C3-Ct150

BI-B2150C1-C5150

B2TB3150CS~CG65

B3-B4170c6~c730

B1-B530Cy-Cs35

Bs-Be160Cfi-Cg16

B6-B7150Cg-Clo76

--

B7B8150CioCH111

BR-BQ150C11—C12150

Bg—Bio150Ci2-C|3150

BurB”150C13-C14121.5

BH-B12125C］「C15119.5

BI2-B1395C15—C1655

150C16~C1713.5

B13-BH

Bp}-B15150C17~C18103

BI5—B16100Cifi-C19125

BI6-B1785C19-C20126

Bn-BIG150Cgo-C21124

B18-B19150Cai-C2284

B20150C22-C2350

B?o—B21150C23~C2442

B21-B22100C24Y25127

822—B23C5-K

1052125

B23—B24150

B,-K140

地下导线总长L=6156mo

井下导线在X，方向上的误差计算

主井2683.5

7

导线点Ry/m导线点Ry'/m

22/2

Rr/mRy/m

号2608.5号671.5

6804272450912.3

副井G

B.2505.06275025821.5674862.3

c2

B2401.55767202971.5943812.3

2c3

2298.552831021121.51257762

B33

C

47895325

B42188.51270.51614170

B2162.046742441335.51783560

5c6

C

2032.0412902471366.01865956

B6

C

B71924.0370177681369.01874161

B1820.033124001389.01929321

8c9

区1719.02954961C101443.52083692

Bio1618.02617924CH1352.51829256

BC12

n1512.022861441226.01503076

B121423.020249291101.01212201

c13

B131357.01841449C141003.01006009

Bn1249.01560001903.0815409

c15

B151139.01297321C16849.5721650.3

BI61062.01127844C17836.5699732.3

B17990.0980100C18739.0546121

B18863.5745632.3CI9614.5377610.3

B19727.5529256.3C20509.0259081

B20604.0364816C21398.0158404

474.0224676C22346.5120062.3

B21

B22385.0148225C23296.087616

B23296.087616C%254.064516

C25

B21146.521462.25215.046225

£63548935£23925179

所以所2=87474114(m2)

导线名称Lcos2a(m)导线名称Leos2a(m)

主井-161.6B2-K30

1-259.5三井-G0

2-副井64.5C1-C20

副井-Bi61.6C2-C30

B1-B264.5C3-C10

B2-B37.5C4Y50

B3-B437c5-c60

Ce-C?

B-B534.20

-C7-Cs

B5B65045

BB-

6-750c8c935

B7-B850C9-C1020

45Cio-CH32.5

—C11-C12

BgBio32.530

Bio-Bn45C12—C1322.5

B11-B1257.5C13—C1427.5

Cn-Ci5

B12-B1362.525

B13-B1452.5C15-C1627.5

B14-B1542.5Ci6—C1745

C17-C18

B15-BI632.527.5

B16—Bn42.5C18-C1955

B17-B1835C19—C2045

Czo-C21

B18-B192565

B19-B20

22.5C2「C220

B20—B2127.5C22Y230

B2L~B2230C23—C240

D22—B2315C24-C250

B23—B21

20C25-K65

井下导线引起误差：陈，汴二土(MPT/p)叵好下=±0.317m

边长丈量三次：Mx-i±=±(1/6)cos2^±=±0.0113m

定向测量产生误差主副井一侧：

主井：Mx，主二士(Mo/p)Ry主'=±0.276m

曷！井：Mx，副二士(Mao/p)Ry副'=i0.268m

三号井一侧

Mx，三=±(Ma()/p)Ry三'—i0.023m

Mx定二(Mx，主2+/，副2+MX，三2)05二±0.385m

225

所以MJ二土(Mx定2+Mx，口+Mx.1±+M*e-+1±)°-=0.168m

贯通相遇点K在水平重要方向X'上的预计误差：

Nt预'=2MJ=0.336m

(二)高程测量精度估算

①地面水准测量误差：按照规程限差求算四等水准测量每千米的

高差中误差

Mki上二±(20/2也)=±7mm

②导入高程误差：按照规程限差求得一次导入高程的中误差

Mho二士(1/272)X(h/8000)=33mm

③井下水准测量误差：根据规程反算求得每千米的高差中误差

MkIT=±(50/2V2)=±17.7mm

④井下三角高程测量误差：根据规程反算求得每千米的高差中误

差为

Mu三二±50mm

地面水准测量误差引起的K点高程误差：

MH1-=±Mk,VL=±0.007XV37T二±13mm

导入高程引起的K点高程误差：

MHO主二±32.7mm

井下高程误差：

主副井一侧：

MH主二土Mu6二±0.0177XJ3.89二±35mm

三号井一侧：

MH==±Mk1VL=±50X72.11=±73mm

独立测两次高程所以贯通在高程的总误差：

25

MH=±1/V2(MH±+MHOJ+MHJ+MH三2)°-=±62mm

所以预计K点高程误差为

MH预=2M)i=±124mm

经济技术造价

一、水准测量费用

(一)地面部分

造标费用，6887元每点，共7点，合计48209元人民币。

地面是四等水准测量，每公里787.28元人民币，地面导线长

3725米，总计价格约为2933元人民币。

地面水准点平差313.95元/点，总共7个点，总价为2197.7元。

（二）井下部分

井下水准测量,每公里400元人民币，总长6156m,合计2462

yuo

井下水准平差200元每公里，合计1231元。

二、导线测量

（一）地面部分

造标费用1568.71元/点，共7点，合计10981元。

四等导线1640.21元每公里，共3725米，合计6110元。

（二）井下部分

井下7秒导线1500元每公里，总长6156m,合计9234元。

三、绘制竣工地形图

1：5000地形图一张，价格11667.97

四、总价

合计总费用约为93794.67元人民币。

指

导

教

师

意

见

：

签字

教师

指导

：

评定

成绩

日

月

年

实

习

单

位

忌

字：

人签

负责

）

盖章

（单位

见

日

月

年

备

注