大屯錫礦1029斜井貫通測量實踐

【摘要】從云錫井下金屬礦山建設(shè)出發(fā)，集團(tuán)公司設(shè)計了1029斜井。實現(xiàn)斜井的準(zhǔn)確貫通，本文詳細(xì)論述了1029斜井貫通測量。

【關(guān)鍵詞】貫通測量；誤差預(yù)計；精度

1、前言

為優(yōu)化、完善礦山生產(chǎn)通風(fēng)、排水、運(yùn)輸、供電系統(tǒng)，云南錫業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司先后設(shè)計了1029斜井。斜井腳位于1360平臺坑口6.1公里，斜井頭處于1540盲中段內(nèi)，該中段可從1720中段坑口經(jīng)1024斜井到達(dá)1540盲中段，斜井頭距1720坑口4.5公里，井下測量控制導(dǎo)線12.5公里，貫通盲距1.5公里。

2、概述

2.1工程概況

斜井設(shè)計斜長420米，垂高180米，坡度25°，規(guī)格3.2×2.4m（寬×高）。施工順序是先在1540中段的測量控制點(diǎn)H2913處施工斜井平巷以及絞車硐室。在斜井平巷和絞車硐室形成后，從1360平臺施工一段平巷到達(dá)1029斜井腳進(jìn)行斜井的施工。如何確保斜井施工的主軸線方向與1540中段所形成的斜井平巷和絞車硐室軸線方向一致，是貫通測量的最大難點(diǎn)問題。1029斜井貫通工程設(shè)計示意如下圖：

2.2貫通允許偏差

要保證1029斜井主軸線與絞車硐室提升軸線保持一致，在施工前由主管礦長、總工程師、設(shè)計部門、測量負(fù)責(zé)人一同研究決定，要求測量工作盡可能提高精度，使貫通偏差最小，斜井貫通后對絞車硐室不作大的修刷改造。最后確定貫通偏差為：

水平重要方向允許偏差：±0.3米

垂直重要方向允許偏差：±0.1米

2.3礦區(qū)平面控制測量

2.3.1地表控制測量

礦區(qū)平面控制為1954年北京座標(biāo)系統(tǒng)；高程為1956年黃海高程系統(tǒng)。地表控制始于1966年建立的個舊礦區(qū)Ⅲ、Ⅳ等三角網(wǎng)。到了上世紀(jì)80年代未期。我礦在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了地面加密控制，控制網(wǎng)精度見表一。

2.3.2近井點(diǎn)測量

1360平臺坑口有近井點(diǎn)“8801”為1988年所測，1720中段坑口有近井點(diǎn)“9901”為1999年布設(shè)，均按四等導(dǎo)線的測量技術(shù)要求觀測。水平角用T2經(jīng)緯儀9個測回進(jìn)行兩次獨(dú)立觀測，邊長用DI4L紅外測距儀和DI1600紅外測距儀測定，其觀測精度指標(biāo)見表二。

2.3.3坑內(nèi)控制測量

從1360坑口近井點(diǎn)“8801”布設(shè)有3″高級復(fù)測支導(dǎo)線4.8公里。1720從坑口近井點(diǎn)“9901”起向1540盲中段布設(shè)有3″高級復(fù)測支導(dǎo)線4.6公里， 導(dǎo)線精度統(tǒng)計見表四。

2.4礦區(qū)高程控制測量

礦區(qū)高程控制屬于1956年黃海高程系統(tǒng)。礦區(qū)有草卡（草壩至卡房）線，個麒（個舊至麒麟山）線，松黃（松礦至黃矛山）線三條Ⅲ等水準(zhǔn)路線經(jīng)過。

為滿足礦區(qū)的控制，在三條Ⅲ等水準(zhǔn)路線的基礎(chǔ)上用Ⅲ等水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求布設(shè)了松甲線。使用的水準(zhǔn)儀為原蘇聯(lián)制造的HA-1型水準(zhǔn)儀，3米長銦鋼水準(zhǔn)尺進(jìn)行往返觀測，其每公里高差中誤差為mh=±0.12mm，布設(shè)于1360、1720坑口附近。1360至1720Ⅲ等水準(zhǔn)路線長5.5公里。坑內(nèi)布設(shè)有Ⅰ級水準(zhǔn)，高程允許閉合差為±12mm，R為單程水準(zhǔn)長度，以百米為單位。

3、貫通測量方案

根據(jù)斜井貫通允許偏差值，合理利用原有控制測量資料，盡可能地減少測量工作量，保證斜井準(zhǔn)確貫通。以降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，確保貫通精度的前提下進(jìn)行貫通測量方案設(shè)計。

3.1測量技術(shù)依據(jù)

本次貫通測量以《云南錫業(yè)集團(tuán)（控股）有限責(zé)任公司礦山測量技術(shù)規(guī)定》和國家有關(guān)測量技術(shù)規(guī)范為技術(shù)依據(jù)。

3.2儀器配置及檢校

投入儀器：全站儀1臺、紅外測距儀1臺、T2經(jīng)緯儀2臺、S3型水準(zhǔn)儀2臺、激光指向儀2臺。使用的儀器必須經(jīng)過“三軸”誤差檢驗，符合要求后方能投入使用。

3.3貫通測量方案

地表測量控制方案：平面控制利用原布設(shè)的Ⅳ等三角點(diǎn)“長山”、“1420”兩個已知點(diǎn)及坑口近井點(diǎn)“8801”和“9901”作為地表基礎(chǔ)控制起用資料。高程控制利用1969年布設(shè)于各坑口附近的Ⅲ等水準(zhǔn)點(diǎn)，按四等水準(zhǔn)測量技要求引測如井下。

坑內(nèi)控制測量方案：平面控制分別從1360坑口近井點(diǎn)“8801”和1720坑口近井點(diǎn)“9901”起始，按3″導(dǎo)線測量技術(shù)要求進(jìn)行施測技術(shù)控制導(dǎo)線測量。利用原布設(shè)的控制網(wǎng)點(diǎn)依次延伸3″高級控制導(dǎo)線。

施工測量方案：為防止施工產(chǎn)生位移，導(dǎo)致工程不能正確貫通，常規(guī)中腰線標(biāo)定要求采用經(jīng)緯儀標(biāo)定中線，在斜井上必須用偽傾角法標(biāo)定腰線，平坑指導(dǎo)腰線必需用水準(zhǔn)儀標(biāo)定，生產(chǎn)導(dǎo)線控制不落后迎頭50米，中腰線至迎頭的距離分別不得大于40米和15米。在條件時，必需安裝激光指向儀進(jìn)行嚴(yán)格指導(dǎo)施工。

3.4主要技術(shù)要求

平面控制：按《云南錫業(yè)集團(tuán)（控股）有限責(zé)任公司礦山測量技術(shù)規(guī)定》的要求執(zhí)行。3″導(dǎo)線用J2級經(jīng)緯儀觀測，每站4個測回，2C互差不大于13″，測回差小于9″，短邊上（邊長小于50米時）采取多次對中，多次對中測回差小于20″，度盤變換按γ=180/n+10′置數(shù)。邊長丈量采用往返丈量，讀數(shù)次數(shù)3次，估讀至0.2毫米，溫度讀至0.1°C，邊長布設(shè)在200—300米之間，用紅外儀測邊時往返相對差在1：5萬以上。

井下高程控制：井下水準(zhǔn)點(diǎn)與導(dǎo)線點(diǎn)同點(diǎn)、同名，用經(jīng)過檢定的水準(zhǔn)尺進(jìn)行施測，每組水準(zhǔn)點(diǎn)間往返各測一次，每站用不同儀高觀測，互差不大于3毫米，前后視距大致相等，視線長度一般在30—60米之間。水準(zhǔn)支線往返測量高差不符值按±12mm要求。式中R為單程水準(zhǔn)長度，以百米為單位。

3.5誤差預(yù)計

誤差預(yù)計是合理選擇貫通測量方案的最終途經(jīng)。貫通點(diǎn)選擇在1540中段斜井頭K點(diǎn)處。水平方向和豎直方向都是本次貫通的重要方向，是誤差預(yù)計的主要內(nèi)容。

3.5.1參數(shù)及公式

3″紅外導(dǎo)線根據(jù)本礦積累統(tǒng)計分析的實際資料以及原控制測量資料，求得測角中誤差，測距中誤差DI4L儀器mL=±15mm，地表平面控制精度按四等網(wǎng)最弱邊精度1/40000，井下控制采用本礦有關(guān)貫通平差資料為依據(jù)，導(dǎo)線相對精度為1/53186。地表Ⅲ等水準(zhǔn)每公里高差中誤差mh=±0.12mm，井下Ⅰ水準(zhǔn)每百米不大于6毫米進(jìn)行測量誤差預(yù)計。

a、起始邊方位角誤差引起K點(diǎn)誤差

b、測角量邊引起K點(diǎn)的誤差

c、井下Ⅰ級水準(zhǔn)測量引起K點(diǎn)在高程面上的誤差

d、三角高程測量誤差

e、測量總誤差引起K點(diǎn)在水平面上的誤差

f、測量總誤差引起K點(diǎn)在水平面上的誤差

2.5.2貫通點(diǎn)K處測量誤差預(yù)計

（1）地表平面控制點(diǎn)位誤差引起貫通點(diǎn)K的平面位置誤差

M地=1/40000×5324=±0.133（米）

（2） 地表高程控制點(diǎn)位誤差引起貫通點(diǎn)K的高程位置誤差

Mh地=0.12mm×5.5=±0.007 （米）

（3）坑下平面控制點(diǎn)位誤差

M井=1/53186×12520=±0.235（米）

（4）坑下高程測量誤差

坑下高程均采用Ⅰ級水準(zhǔn)布設(shè)，即每百米高差中數(shù)的中誤差不大于±6毫米，斜坑上是用紅外三角高程測量，其高差中誤差是可以小于±6毫米的。針對該貫通工程有12520米長的坑下水準(zhǔn)路線，其高程測量中誤為：

Mh井=6mm=±0.067（米）

（5）貫通K點(diǎn)的總誤差

貫通K點(diǎn)處平面點(diǎn)位總誤差：

M總平==±0.270（米）

貫通K點(diǎn)處高程面總誤：

Mh總==±0.067（米）

由上述誤差預(yù)計數(shù)據(jù)表明，按3″導(dǎo)線精度布設(shè)平面控制，其貫通點(diǎn)處水平面偏差不大于0.3米；按坑下Ⅰ級水準(zhǔn)布設(shè)坑下高程控制，在貫通點(diǎn)的垂直面偏差不大于0.1米。由此說明所選貫通測量控制方案合理，精度可以滿足貫通要求。

4、貫通施測效果

按貫通測量方案進(jìn)行施測指導(dǎo)1029斜井準(zhǔn)確貫通后，量得實際水平方向的貫通偏差為0.3米，垂直偏差為0.076米，統(tǒng)計見表五。

表五

水平面偏差（m）垂直面偏差（m）

允許預(yù)計實測允許預(yù)計實測

±0.3±0.270±0.3±0.1±0.067±0.076

斜井貫通實際偏差小于允許偏差，預(yù)計誤差與實際貫通偏差基本吻合。斜井貫通后，將兩端的3″導(dǎo)線、高程線路連測，組成一條長17843米的閉合導(dǎo)線，通過平差計算求得方位角閉合差5.2″，導(dǎo)線相對精度達(dá)到1/47298，高程閉合差為0.020米。各項精度指標(biāo)均符合規(guī)范要求。

5、結(jié)論

1029提升斜井貫通實現(xiàn)準(zhǔn)確貫通，說明礦區(qū)原有控制測量資料可以利用，精度滿足井下長距離的貫通測量。通過誤差預(yù)計選擇的貫通測量方案，方法正確，技術(shù)合理，保證了1029斜井的主軸線與絞車硐室提升軸線一致性。在云錫個舊礦區(qū)井下敷設(shè)3″高等級導(dǎo)線，能滿足長達(dá)12.5公里的井巷工程貫通。

參考文獻(xiàn)

[1]周立吾，張國良，林家聰，《礦山測量》，中國礦業(yè)學(xué)院出版社，1993年

[2]《云南錫業(yè)集團(tuán)（控股）有限責(zé)任公司礦山測量技術(shù)規(guī)定》

作者簡介

王躍剛（1964-），男，云錫集團(tuán)松樹腳分礦，測量工程師。