浅述井巷贯通测量

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1、浅述井巷贯通测量浅述井巷贯通测量浅述井巷贯通测量李庆峰（贵州鑫楚能源公司天泰煤矿）摘 要：通过对所学井巷贯通测量的知识，详细介绍了井巷贯通测量的误差预计以及贯通测量的施测方法。关键词：井巷贯通测量、误差预计、施测方法、中腰线调整一、贯通测量概述 井巷贯通和贯通测量采用两个或多个相向或同向掘进同一井巷时，为了使其按照设计要求在预定地点正确接通而进行的测量工作，称为贯通测量。采用贯通方式多头掘进，可以加快施工进度，改善通风状况与劳动条件，有利于矿井开采与掘进的平衡接续。它是加快矿井建设的重要技术措施，所以在矿井建设与采矿生产过程中、铁路、公路、水利、国防等建设中得到普遍应用。而且在铁路、公路、水利

2、、国防等建设工程中，也常被采用。井巷贯通可能出现下述三种情况（图 1-1）：（1）两个工作面相向掘进，叫做相向贯通，见图 1-1(a)；（2）两个工作面同向掘进，叫做同向贯通或追随贯通，见图 1-1(b)；（3）从巷道的一端向另一端的指定地点掘进，叫做单向贯通，见图1-1(c)。井巷贯通时，矿山测量人员的任务就是要保证各掘进工作面均沿着设计位置与方向掘进，使贯通后接合处的偏差不超过规定限度，对采矿生产不造成严重影响。显然，贯通测量是一项非常重要的测量工作，测量人员所负的责任是十分重大的。如果因为贯通测量过程中发生错误而未能贯通，或贯通后接合处的偏差超限，都将影响工程质量，甚至造成井巷报废、人员

3、伤亡等严重后果，在经济上和时间上给国家造成很大损失，也使测量人员的信誉一落千丈。因此，要求测量人员必须一丝不苟，严肃认真地对待贯通测量工作。 在工作中测量人员应该遵循下列原则：1.要在确定测量方案和测量方法时，保证贯通所必须的精度，既不因精度过低而使井巷不能正确贯通，也不盲目追求过高精度而增加测量工作量和成本。2.对完成的每一步每一项测量工作都应当有客观独立的检查校核，尤其要杜绝粗差。（三）贯通测量的基本方法基本方法为测出待贯通巷道两端导线点的平面坐标和高程，通过计算求得巷道中线的坐标方位角和巷道腰线的坡度，此坐标方位角和坡度与原设计相符，差值在容许范围内，同时计算出巷道两端点处的指向角，利用

4、上述数据在巷道两端分别标定出巷道中线和腰线，指示巷道按照设计的同一坡度分头掘进，直到贯通相遇点处相互正确接通。（四）贯通测量的种类：井巷贯通一般分为一井内巷道贯通、两井之间的巷道贯通和立井贯通三种类型。二、井巷贯通测量的容许误差 贯通巷道接合处的偏差值可能发生在三个方向上：1.面内沿巷道中线方向上的长度偏差，这种偏差只对贯通在距离上有影响，而对巷道质量没有影响。2.平面内垂直于巷道中线的左、右偏差x（见图 21） 。3.内垂直于巷道腰线的伤、下偏差h（见图 22） 。后两种偏差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。对于立井贯通来说影响贯通质量的是平面位置偏差，即在水平面内上、下

5、两段待贯通的井筒中心线之间的偏差（见图 2-4） 。 井巷贯通的容许偏差值由矿（井）技术负责人和测量负责人根据井巷的用途、类型及运输方式等不同条件研究决定。同一矿井内贯通巷道、两井之间贯通巷道和立井贯通三种类型井巷贯通的容许偏差见表一。表一贯通类型 贯通巷道名称及特点 在贯通面上的容许偏差/m两中线之间 两腰线之间第一类 同一矿井内贯通巷道 0.3 0.2第二类 两井之间贯通巷道 0.5 0.2第三类 立井贯通 先用小断面开凿，通之后再刷大至设计全断面 0.5 用全断面开凿并同时砌筑永久井壁 0.1 全断面掘砌，并在破保护岩柱之前预先安装罐梁罐道 0.020.03 轨道运输平巷贯通时，中线和腰

6、线的容许偏差值x和h 可用下式计算（见图 23）：x=2lv/sh=2li 极限式中 l 由完全铺好永久轨道的巷道到贯通相遇点的距离，即铺设临时轨道的距离，一般 l=2030m;V轨距与车轮间距之间的容许差值，一般 v=20mm;S电机车头的轴间距；i 极限贯通巷道的实际坡度与设计坡度之间的容许差值，一般i 极限=0.0020.003。三 、井巷贯通测量工作的步骤及贯通测量设计书的编制 巷道贯通测量的步骤和要求重要(巷道)贯通工程测量，必须做到工作有计划，测量、计算有检查，精度有保证。所以，贯通测量工作一般按下述步骤和要求进行。第一，根据贯通测量的容许偏差，选择合理、可行的测量方案和方法。对重

7、要贯通工程编制贯通测量设计书：进行贯通误差预计，说明采用的仪器、测量方法和作业时的各种测量限差等。贯通误差预计一般取中误差的两倍。当误差预计结果超过允许偏差时,应尽量采用提高测量精度的办法，如仍不能满足要求时，应请求矿总工程师研究采取其它技术措施。第二，按选定的测量方案和方法进行实测和计算，每行一步均须有可靠的检核，并与设计书中要求的精度进行比较，必要时进行重测。第三，根据实测资料计算贯通巷道的标定要素，并于实地标设贯通巷道的中线和腰线。第四，随着巷道掘进，及时延设、检查中线和腰线：及时测量进度和添图：及时按实测点的平面坐标和高程，调整中线和腰线。在贯通前必须按煤矿安全规程的规定在岩巷中剩余

8、1520 米，煤巷中剩余 2030 米时（快速掘进时应于贯通前两天） ，测量负责人应以书面方式报告矿井总工程师，并通知安全检查部门及施工区队，要停止一头掘进及准备好透巷措施，以免发生安全事故。第五，巷道贯通后，应立即测量实际偏差，并将两侧导线连接起来，计算各项闭合差。还应对最后一段的中线和腰线进行调整。第六，重大贯通工程完成后，应对测量工作进行精度分析，提交技术总结。 贯通测量设计书的编制贯通工程，尤其是重要的贯通工程，关系到整个矿井的设计、建设与生产，所以必须认真对待。矿山测量人员应在重要贯通工程施测之前，编制好贯通测量设计书。编制贯通测量设计书的主要任务是选择合理的测量方案和测量方法，以保

9、证巷道正确贯通。设计书可参照下列提纲编制：1、井巷贯通工程概况：主要包括井巷贯通工程的目的、任务和要求，贯通容许偏差值的确定，并附比例尺不小于 1:2000 的井巷贯通工程图。2、 贯通测量方案的选定： 首先了解贯通工程的概况，检核设计的图纸资料，搜集与工程有关的井上、井下控制网资料，包括所用测量起始数据情况为贯通测量设计做好准备。 绘制巷道贯通设计平面图，绘出与贯通工程有关的巷道及控制点，以便进行测量设计(设计图的比例应不小于 1：2000)。 根据贯通允许偏差值制定测量方案，选择测量仪器和工具，确定测量方法和限差要求。 根据井巷贯通测量精度和施工工程要求，进行井巷贯通相遇点的误差预计。 取

10、两倍中误差作为贯通的预计误差值，再与贯通允许偏差值相比较。若预计误差值小于允许偏差值，则测量方案可行。否则，应调整测量方案，再进行估算，直到符合设计要求为止。选择合理的贯通测量方案，以便使贯通测量工作顺利进行，使贯通误差尽可能的减到最小，进而保证贯通工程的质量，提高经济效益。3、贯通测量方法的选定： 测量方案逐步确定后,选用什么仪器和哪种测量方法,规定多大的限差，采用哪些检核措施，都要一一确定下来。这个选择是和误差预计相配合进行的，常常是有反复的过程。通常是根据矿上现有的仪器和常用的测量方法，凭以往的经验先确定一种，经过误差预计，最后才能确定下来。选择合适的贯通测量方法是为了加快施工速度，缩短

11、施工工期，改善通风状况及劳动条件；为了保证各掘进工作面沿着设计的方向掘进，使贯通后接合处的偏差不超过 矿山贯通测量规范 允许的限差要求，满足巷道贯通的精度。4.贯通测量误差预计：绘制比例尺不小于 1:2000 的贯通测量设计平面图，在图上绘出与工程有关的巷道和地面及井下测量控制点，确定测量误差参数，并进行误差预计。采用两倍的中误差作为预计误差，预计误差不超过规定的容许偏差值。5.贯通测量中应注意的问题和应采取的相应措施：贯通测量工作的一般程序，在工程设计阶段就需要根据所选择的测量方法和方案进行测量误差预计。在进行贯通测量误差预计时一般采用规程中的参数进行误差预计。在贯通工程完工后，通过及时联测

12、得出实际偏差值，以便进行技术分析和技术总结。矿井内控制测量精度的高低就直接影响到贯通的精度。为保证巷道在允许精度内贯通，我们首先要对巷道内控制测量进行设计，在未贯通前对已施测的测量成果要进行相应的精度估算，为保证相应的控制测量精度，还要采取相应的测量方案。贯通测量方案和测量方法的最终确定：将估算所得的贯通预计误差与设计要求的容许偏差值进行比较，若前者小于后者，则初步确定的测量方案与测量方法是可行的。当然前者过小也是不合适的。若预计误差超过了容许偏差，则应调整测量方案或修改测量方法，增加观测次数，再重新进行估算。通过逐渐趋近的方法，直到符合要求为止。应当提出，在确有困难的情况下，可以要求在施工中

13、采取某些特殊技术措施或改变贯通相遇点位置。最后，根据测量最优方案预计误差小于容许偏差的原则，把测量方案与方法最终确定下来，编写出完整详细的贯通测量设计书，作为施测的依据。四、井巷贯通测量的误差预计 一井内巷道贯通测量的误差预计这类贯通只需进行井下导线测量和高程测量，而不需进行地面连测和矿井联系测量，因此误差预计也只是估算井下导线测量和高程测量的误差。见图（41）1、水平重要方向（x）上的误差预计贯通测量误差就是从 K 点开始，沿下山和平巷敷设导线，并测回到k 点所引起的误差。从形式上看似乎是一条闭合导线 k-1-216-K,但在贯通之前实际上是一条支导线。所以预计在水平重要方向上的贯通误差，实

14、际上就是预计支导线终点 K 在 x方向上的误差Mxk。 由导线的测角误差引起的 K 点在 x方向上的误差为：由导线的量边误差引起的 K 点在 x方向上的误差为： 钢尺量边时光电测距时，式中 井下导线的测角中误差；K 点与各导线点连线在 y轴上的投影长，可由设计图上量取；导线各边与 x轴间的夹角；钢尺量边的偶然误差影响系数；-光电测距的量边误差 。K 点在 x方向上的预计中误差为：若导线独立施测两次，则平均值中误差为： ；k 点在 x方向上的预计误差为： 。2、竖直方向上的误差预计贯通相遇点 K 在竖直方向上的误差是由上、下平巷中的水准测量误差和两个下山中的三角高程测量误差引起的，可按水准测量和

15、三角高程测量的误差公式分别计算，然后求其累积总和。上、下平巷中的水准测量误差引起 K 点在高程上的误差按每千米水准路线的高差中误差估算： 式中 每千米 长水准路线的高差中误差，可按煤矿测量规程规定取为 （单位为 mm/Km）或按本矿实测资料分析求得。R上、下平巷中的水准路线总长度，以 Km 为单位。若按理论公式估算则为：式中 水准尺读数误差；N上、下平巷中的水准测量的总测站数。井下三角高程测量的误差按单位长度三角高程路线的高差中误差估算： 式中 每千米长度三角高程路线的中误差，可按煤矿测量规程的规定取为 ；L两个下山中的三角高程测量路线总长度，以 Km 计。K 点在高程上的预计中误差若独立进行

16、 n 次高程测量，则 n 次测量平均值的中误差为：K 点在高程上的预计贯通误差 两井间巷道贯通测量的误差预计在进行两井间巷道贯通测量的误差预计时，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。1.贯通相遇点 K 在水平重要方向上的误差预计贯通相遇点 K 在水平重要方向上的误差来源包括：地面平面控制测量误差、定向测量误差和井下平面控制测量误差。 地面平面控制测量误差引起 K 点在 x方向上的误差预计测角误差引起的量边误差引起的 （光电测距） （量边测距）定向误差引起 K 点在 x方向上的误差（其中若独立两次定向平均值的误差引起的为 ）式中 定向测量误差，即由定向引起的井下导线起始边坐标方位角的误差；井下导线起始点与 K 点连线在 y轴上的投影长，如图 1-1 中所示的 和 其中两个立井的定向测