寶山礦區(qū)深部斜井貫通測量誤差分析與實踐

羅嬰明，何平生

（江西蕩坪鎢業(yè)有限公司，江西 大余 341514）

寶山礦區(qū)深部斜井貫通測量誤差分析與實踐

羅嬰明，何平生

（江西蕩坪鎢業(yè)有限公司，江西 大余 341514）

貫通工程質(zhì)量取決于貫通方案是否合理以及測量方法與精度。研究以寶山礦區(qū)-115 m～-145 m中段提升斜井與人行斜井貫通測量為例，分析了井下導線測量方法和成果的準確性對貫通精度的影響，對測量過程中出現(xiàn)常見問題提出了應對措施與建議，并對貫通精度進行了誤差預計。利用偽傾角法進行貫通腰線的標注，提高了工程質(zhì)量和效率。研究結(jié)果對此類貫通工程具有一定的借鑒意義和指導作用。

提升斜井；人行斜井；貫通測量；測量精度

隨著金屬礦山的建設，貫通工程相當重要且尤為常見。為保證工程順利進行，縮短工期和減少工程投資，減小測量人員勞動強度，本研究立足本礦的實際情況。以寶山礦區(qū)-115 m～-145 m水平中段提升斜井與人行斜井貫通測量誤差預計為例，對有關方法和技術進行探討和總結(jié)。

1 工程概況

寶山礦區(qū)屬于江西蕩坪鎢業(yè)有限公司下屬礦山，1967年投產(chǎn)至今已經(jīng)開采49年。本次貫通工程是寶山礦區(qū)深部采礦延伸工程在-115 m中段下30 m處，向西南方向開拓-115 m～-145 m中段主斜井和人行斜井。該礦區(qū)-115 m中段以上的探礦、開拓工程也已經(jīng)基本結(jié)束，開發(fā)-115 m中段以下礦產(chǎn)資源已成當務之急。迫切需要盡早完成-115 m～-145 m中段主提升斜井工程的施工，為礦區(qū)生產(chǎn)提供接替資源和深部開拓礦產(chǎn)資源提供依據(jù)。本次貫通工程施測示意圖如圖1所示。

圖1 貫通工程施測示意圖Fig.1 A schematic diagram of the holing-through project

2 貫通測量方案

2．1 起算邊的確定

貫通測量起算數(shù)據(jù)為-15 m中段豎井口附近的J1-J2 邊。J1-J2 方位角為：35°01′10″，J2 點坐標為：X：28 771.420，Y：27 582.065，Z：-12.482。

2.2 井下導線測量方法與措施

2.2.1 工具的選擇與檢查

貫通測量儀器采用南方NTS-342R全站儀測角精度為±2″，測距精度為±3 mm+3×10-6D。開始測量前校準儀器水平軸與豎軸，調(diào)節(jié)水平與垂直微調(diào)螺旋檢查其水平垂直是否有位移情況，利用光學對中器對中，檢查與減少儀器誤差對測量產(chǎn)生的影響。

2.2.2 導線測量

井下導線測量，采用7″導線技術要求，導線前、后視方向的盤左和盤右，將盤左和盤右換算后取平均值，可以在提高測角精度的同時檢查其錯誤。導線觀測，采用往返測回法，盤左盤右各觀測兩測回，如果測回超限時，應進行重測。在布設導線點時，盡量選擇以直伸形式布設，減少轉(zhuǎn)折角個數(shù)帶來的邊長誤差和測角誤差對橫向貫通誤差的影響。根據(jù)井下7″導線測量技術要求，計算盤左盤右觀測平均值閉合差 L（L=盤左平均值+盤右平均值-360°）[1]。在觀測過程中水準管氣泡不得偏離中心一格，當接近限值時應重新整平儀器。

導線測量采用往返復測支導線的測量方法。整個導線采用全站儀兩測回方法，平面控制采用7quot;級控制導線，精度要求半測回互差不大于12″，一測回2C 值不大于 20″[2]。

邊長測量和角度測量同時進行，完成角度測量馬上進行邊長測量。觀測前，應測量對站點、前后視站的溫度和氣壓，取其平均值，將平均值輸入儀器中。邊長測量往返測量4次，取其平均值作為最后結(jié)果。每次較差小于3 mm，返測較差小于5 mm。

2.3 誤差的來源及分析

在貫通測量過程中，主要可分為測角引起的誤差、量邊引起的誤差、三角高程點引起的誤差。

測角誤差主要來源于：（1）儀器本身產(chǎn)生的誤差稱為儀器誤差。（2）操作時產(chǎn)生的誤差，因瞄準和讀數(shù)引起的誤差。（3）外界條件引起的誤差，如井下濕度、溫度、礦塵量、照明等方面產(chǎn)生的誤差。

量邊引起的誤差主要來源于：（1）真空中光速值的測定誤差。（2）大氣折射率的誤差。（3）儀器加常數(shù)測定的誤差。（4）棱鏡常數(shù)測定的誤差。

三角高程點引起的誤差主要來源于：（1）水準氣泡居中的誤差。（2）望遠鏡瞄準誤差。（3）儀器誤差。（4）人為及外界條件的影響。

在水平重要方向X軸方向上的貫通誤差中測量誤差及量邊誤差是最主要的誤差來源。在豎直方向上的貫通誤差中三角高程點是最主要的誤差來源。

3 貫通測量誤差預計

3.1 誤差參數(shù)的確定

根據(jù)《冶金礦山測量規(guī)范》的規(guī)定。取得井下導線測角中誤差為：mβ=±15quot;。邊長測量誤差參數(shù)根據(jù)南方NTS-342R全站儀測距標稱精度，求得偶然誤差為a=0.005與系統(tǒng)誤差b=0.000 005[3]。

3.2 貫通相遇點K的誤差估算預計

以-145 m中段主斜井與-115 m中段貫通中心點與相遇點在水平重要方向上的中誤差為例。導線點由-15 m中段起算邊J1-J2沿-15 m中段主斜井徑路中心線正巷布設導線直至-145 m中段相遇點K2，-115 m中段人行斜井布設導線直至主斜井中心點為K1點。確定-115 m～-145 m中段主斜井中心點的坐標及高程，再利用坐標反算計算出方位角、傾角、坡度。然后按計算的坐標方位角、坡度進行施工。直至主斜井貫通，貫通后導線聯(lián)測，形成-115 m中段正巷—人行斜井-145 m中段正巷形成閉合導線。因此工程貫通重要方向X方向的中線的水平偏差[1]，就是由導線點測量引起相遇點的誤差。按井下導線點支導線的誤差計算公式可得出。

3.2.1 導線測角誤差

井下導線測角誤差對貫通點的影響計算公式見式（1）所示。

式中：mβ為井下導線點的測角中誤差，根據(jù)井下導線基本控制導線測量的要求這里取測角中誤差為15＂。ρ為固定值206 265，∑Ryi2為井下測角導線點第i點連線投影長的平方和，Ryi由預計圖上直接量取。

井下導線各測角誤差對貫通點K1和K2的影響，由施測圖1上分別求得：∑RyK12=271 094.3 m和∑RyK22=147 446.8 m。代入公式（1）分別得MXBK1=0.037 m和MXBK2=0.027 m。

3.2.2 導線量邊誤差

在誤差預計中，導線點對貫通相遇點的影響，可由公式（2）計算。

式中：a為井下量邊偶然誤差系數(shù)，根據(jù)儀器標稱精度取精3 mm+3×10-6D按井下導線一般不超過100 M，得出 a=0.000 3+3×10-6×46=0.004 m；l為井下導線邊i條邊的邊長，m；α為導線各邊與X軸間的夾角，（°）[4]。

井下導線由施測圖1上的貫通相遇點K1和K2分別求得∑m2cos2iK1=1 076.4 m和∑m2cos2iK2=811.39 m，代入公式（2）得到：MiK1=0.001 m 和 MiK2=0.001 m。

3.2.3 貫通在水平重要方向X軸的中誤差

井下導線點測角誤差和導線點量邊誤差引起的K1、K2點在X軸上的總中誤差可根據(jù)公式（3）取中誤差值的2倍為預計誤差。

將 MXBK1、MiK1和 MXBK2、MiK2數(shù)據(jù)代入公式（3）得M2XK1=0.043 m，M2XK2=0.027 m。取2倍中誤差為預計誤差，得 M2XK1預=0.086 m 和 M2XK2預=0.054 m。

3.2.4 高程誤差預計

井下三角高程測量誤差引起貫通點K1、K2的誤差，可按公式（4）計算確定。

式中：mh0為根據(jù)井下斜巷高程測量數(shù)據(jù)分析得出的高程測量每千米高差中誤差，按基本控制精度施測取得30/2=15 mm；L為井下高程測量路線長度，m。

根據(jù)施測圖1上的K1、K2貫通點三角高程導線總長求得LK1=608 m和LK2=724 m，代入公式（4）得：MHK1=0.037 m和MHK2=0.040 m。取2倍中誤差為預計誤差，得 MHK1預=0.074 m 和 MHK2預=0.080 m[5]。

3.2.5 貫通測量中偽傾角方法

在貫通測量過程中，當巷道每掘進到一定距離時，就要及時進行中腰線的標定工作，針對斜井測量過程中出現(xiàn)的偽傾角的問題，利用fx-5800p計算器編制了程序：“A”?→A?（（90°-（tan-1（cos（C-A）×tan（Q））））°◢“B”?→B?（（90°-（tan-1（cos（B-C）×tan（Q））））°?

程序中：A為左幫偽傾角讀數(shù)，B為右?guī)蛡蝺A角讀數(shù)，C為水平讀數(shù)，Q為設計斜井角度。

3.3 效果分析及貫通提高貫通精度措施

巷道貫通后，經(jīng)過聯(lián)測，實際偏差與預計的誤差比較結(jié)果如表1所示。

表1 貫通測量實際偏差與預計誤差比較結(jié)果Tab.1 The contrasting results between actual deviation and prediction error

從表1貫通預計誤差和實際結(jié)果對比，貫通點的偏差完全符合《冶金礦山測量規(guī)范》規(guī)定要求[6]。此次工程順利貫通后測量證明，此次貫通測量誤差預計，符合設計書和滿足了貫通工程的需要，達到了前期技術設計的目的，滿足了貫通之初的工程需要。貫通誤差預計結(jié)果只是貫通測量工作的基礎，因此需在施工過程中，及時對斜井的中腰線進行標定。掘進到一定階段或一定長度時，要及時進行測量和填圖，根據(jù)測量結(jié)果及時調(diào)整巷道掘進方向和坡度。以控制掘進工作面按設計要求進行掘進。在測量環(huán)境允許范圍內(nèi)盡可能的增長導線邊長，減小方位角傳遞誤差，以調(diào)高貫通精度[7-8]。

4 結(jié)語

研究在-115 m～-145 m中段提升斜井貫通測量過程中，確定了起算邊，采用往返復測支導線的方法進行了導線測量，同時分析了誤差的來源并在貫通工程中進行了預計，提高了貫通的精度。

（1）在施測前首先要根據(jù)巷道實際情況，選擇合理的測量方案、測量儀器和方法。認真做好貫通工程誤差預計，各項測量中誤差宜采用該礦統(tǒng)計分析的實際值。

（2）測量前要認真做好儀器的檢核工作（有條件的可送專業(yè)的檢核機構(gòu)進行），避免儀器造成不必要的誤差。

（3）施測中采用偽傾角法進行腰線的標注，可利用編程計算器先編好偽傾角計算程序現(xiàn)場計算，提高工作效率，減輕工作強度。

對于類似井下貫通工程，采用該方法進行誤差預計，根據(jù)貫通工程實際情況選擇合理的測量方案和手段；在施測過程中嚴格執(zhí)行測量規(guī)程減少各環(huán)節(jié)中測量誤差的影響，才能確保工程安全準確的貫通，達到設計預期的效果。

[1] 干正如，曾憲珪，鐘曉陽.某中段副斜井貫通設計及誤差估算[J].有色金屬（礦山部分），2009，（6）：11-16.GAN Zhengru，ZENG xiangui，ZHONG Xiaoyang.The run-through design and error estimate of auxiliary slope-shaft in an inside segment[J].Journal of Nonferrous Metals（Part of Mine），2009，（6）：11-16.

[2] 干正如，李沛鴻，劉陶勝.全站儀在斜井貫通中的誤差分析及應用[J].黃金，2011，32（3）：37-41.GAN Zhengru，LIPeihong，LIU Taosheng.Erroranalysisand application of total station in inclined shaft piercing project[J].Gold，2011，32（3）：37-41.

[3] 馬晉虎.長平公司Ⅲ2309工作面貫通測量技術探討[J].礦山測量，2013（6）：88-90.

[4] 何月剛，王長江，石廣民.金嶺礦業(yè)提升斜井貫通測量實踐[J].礦山測量，2012（5）：21-22.HE Yuegang，WANG Changjiang，SHI Guangmin.Jinling mining inclined shaft lifting through the measurement practice of[J].Mine Surveying，2012（5）：21-22.

[5] 張虎保.焦沖金礦-460～-580 m中段盲回風斜井貫通測量實踐[J].有色金屬（礦山部分），2010，62（3）：51-54.ZHANG Hubao.Through survey practice on blind inclined returnair shaft in-460～-580 m middle segment in Jiaochong goldmine[J].JournalofNonferrousMetals（PartofMine），2010，62（3）：51-54.

[6] 中華人民共和國冶金工業(yè)部．冶金礦山測量規(guī)范[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，1992.

[7] 龐國強.煤礦井下長距離貫通測量實踐 [J].礦山測量，2016，44（2）：15-17，52.PANG Guoqiang.Practice of long distance holing through in coal mine[J].Mining Survey，2016，44（2）：15-17，52.

[8] 劉兆富，任洪文，韓智堯，等.貫通測量誤差預計自動化的研究與應用[J].中國高新技術企業(yè)，2013（16）：44-45.

（編輯：游航英）

行業(yè)信息

D

礦山企業(yè)礦權(quán)轉(zhuǎn)讓信息

廣西龍華礦業(yè)有限公司

6個探礦權(quán)為稀土礦種：廣西憑祥板斗鈦鐵礦，廣西玉林市北流市鳳凰垌銀礦，廣西玉林市北流市隆盛鉛鋅礦，廣西玉林市北流市石玉金礦，廣西玉林市容縣黎村銀礦，廣西玉林市容縣楊梅銅礦。各礦區(qū)內(nèi)均有縣級公路或鄉(xiāng)級公路通過；探礦權(quán)面積172.48 km2，稀土礦石量19 233.7萬t，稀土氧化鎢全相147153.2t、離子相 88948.3t。

邵陽江鎢瑞鴻礦業(yè)有限公司

礦山位于湖南省邵陽市洞口縣那溪鄉(xiāng)，主要開采礦種為銅礦和鎢礦，礦區(qū)面積2.1km2，采礦許可證有效期5年。

礦山?jīng)]有正式開采，僅完成了生產(chǎn)探礦工作，目前處于籌建之中。礦區(qū)初步圈定24個單、細脈帶型鎢礦體，估算礦石量 1339 萬 t，WO3金屬量（332+333）為23104t，WO3平均品位0.16%。其中332級資源量 3 112 t，333級資源量19992t。石英大脈礦體資源量2778t，平均品位0.25%。

礦山距離洞口縣城60 km，距離滬昆高速30 km。

聯(lián)系人：李先生

聯(lián)系電話：0791-86219536

The Holing-thorough Measurement Error Analysis on the Deep Inclined Shaft of Baoshan Mining Area

LUO Yingming,HE Pingsheng
(Jiangxi Dangping Tungsten Industry Co.,Ltd.,Ganzhou 341514,Jiangxi,China)

The quality of holing-through projects depends on the measurement accuracy.Using the holing-through measurement of the hoisting inclined shaft and pedestrian inclined shaft in the middle section of Baoshan Mining area (-115 m～-145 m)as the case,this paper analyzes the impact of downhole traverse measuring method and result accuracy on holing through precision.Countermeasures and suggestions for the common problems arising in the measures process were then put forward.The false dip method is used to mark the through waist line,which improves the quality and efficiency of the project.The results provide favorable reference significance for similar projects.

hoisting inclined shaft;pedestrian inclined shaft;holing-through survey;measurement accuracy

TD175+.5

A

10.3969/j.issn.1009－0622.2017.05.009

2017-08-16

羅嬰明（1986-），男，江西贛州人，助理工程師，主要從事礦山測量工作。

何平生（1969-），男，江西贛州人，高級工程師，主要從事礦山測量和技術管理工作。