-300回風(fēng)大巷貫穿測量設(shè)計(jì)書目錄井巷貫穿工程概述1.1地理位置1.2工程地質(zhì)及水文地質(zhì)狀況1.3井巷貫穿目的、任務(wù)及規(guī)定貫穿方案的選定2.1地面控制測量2.2礦井聯(lián)系測量2.3井下控制測量貫穿測量辦法3.1采用的儀器3.2測量辦法及限差貫穿測量誤差預(yù)計(jì)4.1貫穿測量設(shè)計(jì)平面圖4.2貫穿相遇點(diǎn)K在水平方向上的誤差預(yù)計(jì)4.3貫穿測量相遇點(diǎn)K在高程上的誤差預(yù)計(jì)4.4誤差預(yù)計(jì)所需基本誤差參數(shù)的擬定貫穿測量成本預(yù)計(jì)貫穿測量中存在的問題及采用的方法、1、井巷貫穿工程概述地理位置紅山鐵礦位于河北省遷安市區(qū)南東12km，行政區(qū)劃屬遷安市夏官營鎮(zhèn)姚官屯村。礦區(qū)處在燕山南麓低山丘陵地區(qū)，地勢低平，區(qū)內(nèi)最高海拔85.4m，相對(duì)高差在20~40m之間。東部青龍河距礦區(qū)6km，西部灤河距礦區(qū)5km。礦區(qū)地理坐標(biāo)為東經(jīng)118°49′15″～118°50′15″，北緯39°56′45″～39°57′45″。礦區(qū)北部為京秦鐵路，距包官營車站僅1.5km，礦區(qū)西南2km處為遷安市～盧龍公路，區(qū)內(nèi)有簡易公路與之相通，交通便利。工程地質(zhì)及水文地質(zhì)狀況1.2.1地質(zhì)狀況根據(jù)鉆探揭發(fā)，副井、新風(fēng)井場地內(nèi)自上而下重要巖土層分布為：上部為第四系耕土、全新統(tǒng)（Q4）沖洪積成因的粉質(zhì)粘土、中粗砂和上更新統(tǒng)（Q2）殘坡積成因的角礫；其下為太古界三屯營組（ArS1）黑云斜長片麻巖、混合巖、混合花崗巖夾斜長角閃巖和偉晶巖脈等。巖石硬度系數(shù)f=7～12。1.2.2水文狀況(1)第四系含水層(段)0-9.0m第四系飽氣帶(非含水層)：厚度為9.0m，巖性為耕土、粉質(zhì)粘土、中粗砂、角礫，粉質(zhì)粘土不透水，中粗砂和角礫透水不含水。(2)風(fēng)化基巖裂隙含水層(段)強(qiáng)風(fēng)化-中風(fēng)化巖構(gòu)成風(fēng)化基巖裂隙含水層（段），深度39.2-98.5m，厚度59.3m。(3)基巖構(gòu)造破碎帶及構(gòu)造裂隙含水層(段):①98.50～207.00m構(gòu)造裂隙含水層(段)，厚度108.50m。②207.00～634.60m為構(gòu)造裂隙含水層(段),累計(jì)厚度427.60m。上述資料預(yù)測涌水量為8～37.25m3/h，在巷道掘進(jìn)施工中，應(yīng)確保安全，進(jìn)行探水（注漿），確認(rèn)無水后方可掘進(jìn)施工，掘進(jìn)施工時(shí)必須確保超前探水，堅(jiān)持“有疑必探，先探后掘”的原則。1.3井巷貫穿的目的、任務(wù)及規(guī)定貫穿目的：在基建期，提前新風(fēng)井-300水平馬頭門與副井-300水平北沿脈巷貫穿，可有效解決獨(dú)頭掘進(jìn)中通風(fēng)問題，改善工作面工作環(huán)境，提高工人的生產(chǎn)效率。在生產(chǎn)期，可確保礦山生產(chǎn)期礦山污風(fēng)的排放，同時(shí)兼作安全出口。貫穿任務(wù)：確保使副井-300水平北沿脈巷與風(fēng)井-300水平馬頭門后5米石門處相遇點(diǎn)處貫穿。貫穿規(guī)定：1.在合理限差范疇內(nèi)貫穿。2.盡量減小測量成本。2貫穿方案的選擇2.1地面控制測量2.1.1平面控制測量為了提高巷道貫穿測量精度，必須認(rèn)真提高地面控制網(wǎng)的精度，采用適宜的測量手段去加強(qiáng)網(wǎng)型的精度，本貫穿工程擬采用導(dǎo)線控制形式。采用導(dǎo)線進(jìn)行布設(shè)平面控制網(wǎng)，其優(yōu)點(diǎn)在于：導(dǎo)線僅需前后兩個(gè)方向通視，因而易于選點(diǎn)，可減少站標(biāo)高度且便于組織觀察，各條導(dǎo)線邊長均可直接觀察，測邊精度較高，因而導(dǎo)線的縱向誤差就對(duì)應(yīng)減小，平差簡樸。即使導(dǎo)線測量各導(dǎo)線邊方位角的傳遞誤差比三角測量大，造成終點(diǎn)橫向誤差大，采用適宜測量手段和辦法加強(qiáng)同型精度，控制橫向誤差。根據(jù)施工場地地形，選擇適宜地點(diǎn)建立平面控制點(diǎn)，設(shè)兩個(gè)以上平面控制點(diǎn)原則，以滿足控制精度規(guī)定。采用溫州盛達(dá)項(xiàng)目部現(xiàn)有的一臺(tái)電子全站儀進(jìn)行測角、測邊（測角精度±7＂，測邊精度2mm±2ppm），施測按照《工程測量規(guī)范》進(jìn)行，來確保平面貫穿精度±50mm。等級(jí)測角中誤差（″）距離相對(duì)中誤差方位角閉合差（″）導(dǎo)線全長相對(duì)閉合差測回?cái)?shù)2″級(jí)儀器二等2.51/80000±5√n1/4000062.1.2高程控制測量高程貫穿要比平面貫穿容易達(dá)成，其貫穿精度還受其測量精度的影響。根據(jù)副井與新風(fēng)井貫穿區(qū)間長度，地面高程控制測量采用加密布設(shè)成環(huán)形網(wǎng)，同時(shí)擬定水準(zhǔn)路線等級(jí)。水準(zhǔn)測量等級(jí)每千米水準(zhǔn)測量偶然中誤差ΔМ每千米水準(zhǔn)測量全中誤差Мw限差檢測已測段高差之差來回測不符值符合路線或環(huán)線閉合差左右高差不符值二等≤2.0≤4.012√L8√L8√L4√L2.2礦井聯(lián)系測量2.2.1礦井聯(lián)系測量的目的和任務(wù)礦井聯(lián)系測量的目的就是使地面和井下測量控制網(wǎng)采用統(tǒng)一測量系統(tǒng)。聯(lián)系測量的任務(wù)在于：擬定井下導(dǎo)線起算邊的坐標(biāo)方位角。擬定井下導(dǎo)線起算邊的平面坐標(biāo)x和y。擬定井下水準(zhǔn)基點(diǎn)的高程H。2.2.2礦井定向的擬定與規(guī)定陀螺經(jīng)緯儀在礦山測量中可用作：為井下每一水平進(jìn)行定向?？刂茖?dǎo)線測量方向誤差的積累。在導(dǎo)線測量工作中能夠在適宜地點(diǎn)加測一陀螺方位邊，既可發(fā)現(xiàn)測量水平角的粗差，又可有效的減少方向誤差的積累。礦山大型巷道貫穿定向。與光電測距儀配套使用，可用極坐標(biāo)法測設(shè)新點(diǎn)和敷設(shè)高精度的光電測距——陀螺定向?qū)Ь€。根據(jù)現(xiàn)有條件及精度規(guī)定，本次礦井聯(lián)系測量采用陀螺經(jīng)緯儀定向。陀螺經(jīng)緯儀精度級(jí)別是按實(shí)際達(dá)成的一測回測量陀螺方位角的中誤差擬定的，并依此規(guī)定陀螺經(jīng)緯儀定向的各項(xiàng)限差。2.2.3立井陀螺經(jīng)緯儀定向經(jīng)立井由地面對(duì)定向水平投點(diǎn)。井上、下與垂球線的連接測量。（3）井下基本控制導(dǎo)線起始邊的陀螺經(jīng)緯儀的定向。陀螺儀定向時(shí)的聯(lián)系測量平面圖2.2.4內(nèi)業(yè)計(jì)算根據(jù)地面連接測量的成果，按復(fù)測支導(dǎo)線計(jì)算垂球線A的坐標(biāo)，當(dāng)相對(duì)閉合差復(fù)核規(guī)定時(shí)，取兩次計(jì)算的平均值作為垂球線A的最或是坐標(biāo)X、Y。計(jì)算井下連接導(dǎo)線各邊的方位角。按下式求算復(fù)測支導(dǎo)線各邊的坐標(biāo)方位角：iαi=α0+∑β±i×180°1式中α0——陀螺定向邊的坐標(biāo)方位角βi井下對(duì)應(yīng)連接導(dǎo)線邊的水平角。當(dāng)角閉合差fβ=α4Ⅰ-α4Ⅱ≤±14″√（n1+n2）（對(duì)于7″導(dǎo)線）時(shí)，取兩次坐標(biāo)方位角的平均值作為井下連接導(dǎo)線各邊方位角的最或是值。計(jì)算井下導(dǎo)線起始點(diǎn)的坐標(biāo)根據(jù)各邊平差后的方位角，按下式計(jì)算基本控制導(dǎo)線起始點(diǎn)的坐標(biāo)：XE′=XA+∑licosαiYE′=YA+∑lisinαiXF′=XE+lTcosαOYF′=YE+lTsinαo式中l(wèi)i、αi—井下連接導(dǎo)線各邊的水平距離和坐標(biāo)方位角。當(dāng)導(dǎo)線的相對(duì)閉合差復(fù)核前述規(guī)定時(shí)，取導(dǎo)線起始點(diǎn)兩次計(jì)算的平均值作為該點(diǎn)的最或是坐標(biāo)。2.2.5導(dǎo)入高程鋼尺通過井蓋放入井下，達(dá)成井底后掛上一種垂球，以拉直鋼尺，使之居于自由懸掛位置。垂球不適宜太重，普通以10公斤為宜。下放鋼尺的同時(shí)，在地面及井下安平水準(zhǔn)儀，分別在A、B兩點(diǎn)所立水準(zhǔn)尺上取讀數(shù)a與b，然后將水準(zhǔn)儀照準(zhǔn)鋼尺。當(dāng)鋼尺掛好后，井上、下同時(shí)取讀數(shù)m和n。同時(shí)讀數(shù)可避免鋼尺移動(dòng)所產(chǎn)生的誤差。最后再在A、B水準(zhǔn)尺上讀數(shù)，以檢查儀器高度與否發(fā)生變動(dòng)。還應(yīng)用點(diǎn)溫計(jì)測定井上、下的溫度t1、t2。根據(jù)上述測量數(shù)據(jù)，就能求得A、B兩點(diǎn)之高差為：h=（m-n）+（b-a）+∑△L式中∑△L為鋼尺的總改正數(shù)，它涉及尺長、溫度、拉力和鋼尺自重等四項(xiàng)改正數(shù)。即∑△L=△Lk+△Lt+△Lp+△Lc導(dǎo)入高程均需獨(dú)立進(jìn)行兩次，也就是說在第一次進(jìn)行完畢后，變化其井上、下水準(zhǔn)儀的高度并移動(dòng)鋼尺，同樣的辦法在做一次。加入多個(gè)改正數(shù)后，前后兩次之差，按《煤礦測量規(guī)程》規(guī)定不得超出l/8000（l為井上、下水準(zhǔn)儀視線間的鋼尺長度）。2.3井下控制測量2.3.1地下導(dǎo)線測量地下導(dǎo)線測量的任務(wù)是以必要的精度，建立地下工程平面測量系統(tǒng)?；究刂茖?dǎo)線的布設(shè)：當(dāng)掘進(jìn)長度達(dá)成100-300米后來，為了提高導(dǎo)線的精度，選擇一部分施工導(dǎo)線點(diǎn)布設(shè)邊長較長，精度較高的基本控制導(dǎo)線?；究刂茖?dǎo)線的邊長普通為50-100m。重要導(dǎo)線點(diǎn)的布設(shè)：當(dāng)巷道掘進(jìn)不不大于1km時(shí)，可選擇一部分基本導(dǎo)線點(diǎn)敷設(shè)重要導(dǎo)線。重要導(dǎo)線的邊長普通為150—800m（用測距儀測邊）。地下導(dǎo)線的導(dǎo)線點(diǎn)1，2，3，……6，7-基本導(dǎo)線點(diǎn)；Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ-重要導(dǎo)線點(diǎn)2.3.2地下導(dǎo)線的外業(yè)選點(diǎn)。巷道中的導(dǎo)線點(diǎn)要選擇避免施工干擾、穩(wěn)固可靠地地板或頂板上，應(yīng)便于觀察，易于安置儀器，通視較好；邊長要大致相等，普通不不大于20m。每次建立新點(diǎn)，都必須檢測前一種舊點(diǎn)的穩(wěn)定性，確認(rèn)舊點(diǎn)沒有發(fā)生位移，才干用來發(fā)展新點(diǎn)。導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在避免施工干擾，穩(wěn)定可靠地地段。測角。隧道中的導(dǎo)線點(diǎn)如果在頂板上，就需要點(diǎn)下對(duì)中（又稱鏡上對(duì)中），規(guī)定經(jīng)緯儀有鏡上中心。本次地下導(dǎo)線用測回法，觀察時(shí)要嚴(yán)格對(duì)中，瞄準(zhǔn)目的或垂球線上的標(biāo)志。測角時(shí)，必須通過通風(fēng)排煙，使空氣澄清后來，在能見度回復(fù)時(shí)進(jìn)行。本次貫穿測量使用副井現(xiàn)有全站儀。量邊。用光電測距儀測邊時(shí)，應(yīng)注意巷道內(nèi)排煙和漏水地段的測距狀況，精確進(jìn)行各項(xiàng)改正。2.3.3地下高程控制測量（1）地下水準(zhǔn)測量分兩級(jí)布設(shè)，其技術(shù)規(guī)定符合規(guī)范規(guī)定：Ⅰ級(jí)水準(zhǔn)路線作為地下首級(jí)控制，從地下導(dǎo)入高程的起始水準(zhǔn)點(diǎn)開始，沿著重要巷道布設(shè)，將永久導(dǎo)線點(diǎn)作為水準(zhǔn)點(diǎn)，并且每三個(gè)一組，便于檢查水準(zhǔn)點(diǎn)與否變動(dòng)；Ⅱ級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)以Ⅰ級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)作為起始點(diǎn)，均為臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)，可用Ⅱ?qū)Ь€點(diǎn)作為水準(zhǔn)點(diǎn)。巷道貫穿之前，洞內(nèi)水準(zhǔn)路線屬于水準(zhǔn)支線，需要來回多次觀察進(jìn)行檢核。同時(shí)，為了施工便利，應(yīng)在導(dǎo)洞內(nèi)拱部邊墻最少每100m設(shè)立一種臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)。（2）高差計(jì)算公式：Hi=-bi-ai注：即水準(zhǔn)標(biāo)尺后視讀數(shù)減去前視讀數(shù)，高程點(diǎn)埋設(shè)在定點(diǎn)，應(yīng)在水準(zhǔn)尺讀數(shù)前加“-”號(hào)再計(jì)算高差3貫穿測量辦法兩井間巷道貫穿測量工作的特點(diǎn)是兩井都要進(jìn)行聯(lián)系測量，并在兩井之間進(jìn)行地面測量和井下測量，因而積累的誤差較大，必須采用更精確的測量辦法和更嚴(yán)格的檢查方法。3.1采用的儀器儀器的選擇既要滿足測量精度的規(guī)定還要確保成本的節(jié)省。根據(jù)溫州盛達(dá)現(xiàn)有的測量設(shè)備（一臺(tái)全站儀及配套設(shè)施）遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了需求，考慮到成本，能夠去測量儀器租賃站租賃或者找有儀器的單位借用。3.2測量辦法及限差3.2.1貫穿方案圖為紅山鐵礦通風(fēng)系統(tǒng)圖。我礦用立井開拓，副井在-300水平開掘并與風(fēng)井-300馬頭門貫穿。-300回風(fēng)大巷位于副井與風(fēng)井之間，采用由副井向風(fēng)井單向掘進(jìn)。從井巷布置條件來看，選在以下貫穿方案。副井與風(fēng)井之間的地面聯(lián)測兩井間的地面聯(lián)測采用導(dǎo)線測量方式。紅山礦由于地面比較平坦，采用導(dǎo)線聯(lián)測。在副井附近建立近井點(diǎn)10號(hào)點(diǎn)，在風(fēng)井附近建立近井點(diǎn)07號(hào)點(diǎn)，再在10號(hào)店與07號(hào)點(diǎn)之間測設(shè)導(dǎo)線，并符合到附近已知三角點(diǎn)，作為檢核。在兩條井之間還要進(jìn)行四等水準(zhǔn)測量，求出近井點(diǎn)的高程。副井與風(fēng)井分別進(jìn)行礦井聯(lián)系測量副井采用陀螺儀定向，求出井下起始邊Ⅲ01—Ⅲ02的坐標(biāo)方位角和井下定向基點(diǎn)Ⅲ01的坐標(biāo)。同樣，風(fēng)井也采用陀螺儀定向，求出井下起始邊Ⅰ01—Ⅰ02的坐標(biāo)方位角和井下定向基點(diǎn)Ⅰ01的坐標(biāo)。同時(shí)，通過風(fēng)井和副井進(jìn)行導(dǎo)入高程測量，求出井下水準(zhǔn)基點(diǎn)的高程。礦井聯(lián)系測量工作均需獨(dú)立進(jìn)行兩次，以資檢核。將兩次成果進(jìn)行對(duì)比，互差合乎規(guī)定，即可取加權(quán)平均值使用。井下導(dǎo)線和高程測量從-300副井回風(fēng)巷起始邊Ⅲ01—Ⅲ02敷設(shè)導(dǎo)線到風(fēng)井馬頭門附近，再從風(fēng)井井底的井下起始邊Ⅰ01—Ⅰ02敷設(shè)導(dǎo)線到馬頭門后5米處。敷設(shè)導(dǎo)線要選擇路線條件好的地點(diǎn)。高程測量在平巷中采用水準(zhǔn)測量。求算貫穿巷道的方向，進(jìn)行實(shí)地標(biāo)定根據(jù)-300回風(fēng)大巷副井處的導(dǎo)線點(diǎn)（導(dǎo)線點(diǎn)位于巷道的中線上）坐標(biāo)及腰線點(diǎn)高程，反算出風(fēng)井-300馬頭門處巷道的方向，并與原設(shè)計(jì)值對(duì)比，當(dāng)差值在允許范疇內(nèi)時(shí)，則進(jìn)行實(shí)地中線及腰線的標(biāo)定。在副井回風(fēng)巷掘進(jìn)過程中，應(yīng)經(jīng)常檢查和調(diào)節(jié)掘進(jìn)方向和高度，直至對(duì)的貫穿。副井回風(fēng)巷與風(fēng)井馬頭門后5m的巷道貫穿，由于涉及聯(lián)系測量、地面和井下測量，積累的誤差較大。4貫穿測量誤差預(yù)計(jì)兩井間的巷道貫穿時(shí)，除進(jìn)行井下導(dǎo)線測量和井下高程測量外，還必須進(jìn)行地面測量和礦井聯(lián)系測量。因此在進(jìn)行貫穿測量誤差預(yù)計(jì)時(shí)，要考慮地面測量誤差、礦井聯(lián)系測量誤差及井下測量誤差的綜合影響。4.1貫穿測量設(shè)計(jì)平面圖 4.2貫穿相遇點(diǎn)K在水平方向上的誤差預(yù)計(jì)4.2.1地面采用導(dǎo)線方案誤差預(yù)計(jì)地面導(dǎo)線測量引發(fā)的K點(diǎn)在x′方向上的誤差預(yù)計(jì)辦法與井下導(dǎo)線測量的誤差預(yù)計(jì)辦法基本相似。地面兩井口近井點(diǎn)之間布設(shè)閉合導(dǎo)線，在進(jìn)行地面閉合導(dǎo)線的嚴(yán)密平差時(shí)，應(yīng)當(dāng)同時(shí)評(píng)定出近井點(diǎn)1與近井點(diǎn)j兩點(diǎn)之間在x′方向上的相對(duì)點(diǎn)位誤差Mx′1-j以及（1-n）邊的坐標(biāo)方位角α1與（j-（j-1））邊的坐標(biāo)方位角αj之間的相對(duì)中誤差MΔα=Mα1-αj，并計(jì)算出地面導(dǎo)線測量誤差對(duì)于貫穿的影響為：Mx′上=±√｛（Mx′1-j）2+M2Δα/ρ2*（R2y′1+R2y′j）*0.5｝式中Mx′1-j—兩個(gè)近井點(diǎn)1與j在x′方向上的相對(duì)點(diǎn)位誤差；MΔα—兩條近井點(diǎn)后視邊坐標(biāo)方位角之間的相對(duì)中誤差；Ry′1，Ry′j—分別為導(dǎo)線的1和j與K點(diǎn)連線在y′軸上的投影長。4.2.2定向測量引發(fā)k點(diǎn)在X′方向上的誤差采用陀螺定向，定向測量的誤差會(huì)集中反映在井下導(dǎo)線起始邊的坐標(biāo)方位角誤差上。因此定向測量誤差引發(fā)的K點(diǎn)在X′方向上的誤差為：Mx0=±m(xù)α0/ρ*Ry′0式中mα0—定向測量誤差，由定向引發(fā)的井下導(dǎo)線起始邊坐標(biāo)方位角的誤差；Ry′0—井下導(dǎo)線起始點(diǎn)與K點(diǎn)連線在y′軸上的投影長，如圖中所示Ry′01和Ry′02兩個(gè)立井的定向測量誤差所引發(fā)的K點(diǎn)在X′方向上的誤差Mx′01和Mx′02應(yīng)分別求出。定向過程中所積累的井下導(dǎo)線起始點(diǎn)的坐標(biāo)誤差，因其值很小，無視不計(jì)。4.2.3井下導(dǎo)線測量引發(fā)K點(diǎn)在X′方向上的誤差井下導(dǎo)線測角和量邊誤差引發(fā)的K點(diǎn)在X′方向上的總的中誤差為：Mx′=±√｛M2x′上+M2x′01+M2x′02+M2x′β下+M2x′l下｝若各項(xiàng)測量均獨(dú)立進(jìn)行了n次，則平均的中誤差為：Mx′k平=Mx′/√nK點(diǎn)在X′方向上的預(yù)計(jì)貫穿誤差為：Mx′預(yù)=2Mx′k平4.3貫穿測量相遇點(diǎn)K在高程上的誤差預(yù)計(jì)兩點(diǎn)間巷道貫穿相遇點(diǎn)K在高程上的誤差來源涉及：地面水準(zhǔn)測量誤差，導(dǎo)入高程誤差，井下水準(zhǔn)測量誤差。4.3.1地面水準(zhǔn)測量誤差地面水準(zhǔn)測量引發(fā)的高程誤差MH上的估算公式為：MH上=mhl√L或MH上=m0√n式中mhl—地面水準(zhǔn)測量每千米長度的高差中誤差；m0—水準(zhǔn)尺讀數(shù)誤差；n—測站數(shù)；L—地面水準(zhǔn)路線的長度，單位為千米。如果缺少由實(shí)測資料分