關(guān)于井巷貫通測(cè)量中貫通誤差預(yù)計(jì)的方法研究

羅鵬濤

【摘要】在井巷施工方案設(shè)計(jì)及礦井建設(shè)過程中，井巷貫通工程十分重要，其貫通的質(zhì)量將直接影響礦井后期的生產(chǎn)，進(jìn)而給企業(yè)效益帶來影響。井巷貫通測(cè)量過程中的誤差估計(jì)作為重要的工序，需收集相關(guān)的實(shí)測(cè)資料，使得貫通誤差預(yù)計(jì)符合工程建設(shè)的要求。

【關(guān)鍵詞】貫通測(cè)量;誤差預(yù)計(jì);方案

一、引言

伴隨著我國(guó)礦井建設(shè)的快速發(fā)展，有效推進(jìn)了當(dāng)?shù)丶皣?guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，井巷貫通工程在礦井建設(shè)過程中發(fā)揮著重要的作用，在貫通作業(yè)過程中，測(cè)量工作人員應(yīng)確保沿著設(shè)定的方向和位置進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)，同時(shí)確保在接合處貫通點(diǎn)的偏差在規(guī)定誤差范圍內(nèi)，盡可能降低對(duì)礦山開采工作的影響。如果在貫通測(cè)量及施工過程中，預(yù)定點(diǎn)的偏差過大，超過了允許的范疇，將直接影響到井巷的后期生產(chǎn)運(yùn)行。由此可見，貫通測(cè)量工作在礦山建設(shè)中發(fā)揮著及其重要的作用。貫通測(cè)量工作開展之前，應(yīng)該多收集當(dāng)?shù)氐牡V山地質(zhì)資料，制定出科學(xué)合理的觀測(cè)方法和貫通方案。

傳統(tǒng)的誤差預(yù)計(jì)方法存在很大的不足，只是根據(jù)相關(guān)的誤差預(yù)計(jì)公式，從而得到誤差預(yù)計(jì)，并且沒有在垂直方向上做出誤差預(yù)計(jì)。目前，在很多大型的礦山貫通工程中，也需要將垂直方向的貫通誤差計(jì)算進(jìn)來，要充分考慮到誤差的范圍及大小。從上世紀(jì)70年代以來，測(cè)量平差得到了應(yīng)有的重視，并取得了快速發(fā)展。因此，本文主要研究在井巷貫通測(cè)量過程中，如何準(zhǔn)確進(jìn)行貫通誤差的預(yù)計(jì)，從而提升礦井建設(shè)和生產(chǎn)運(yùn)行的效率。

二、貫通誤差概述

貫通主要是指在兩個(gè)或者以上的工作面上，在預(yù)定點(diǎn)的彼此接通工程。根據(jù)方向的不同，可以將貫通誤差分為縱向誤差和橫向誤差，其中縱向誤差是指在貫通中線方向投影產(chǎn)生的貫通誤差，而橫向誤差指的是和縱向誤差垂直的誤差。并且在高程方向上產(chǎn)生的誤差稱之為高程誤差。貫通點(diǎn)的點(diǎn)位誤差是指橫向誤差和縱向誤差的平方和幾何平均值。由于導(dǎo)線測(cè)邊和測(cè)角的積累，導(dǎo)致貫通點(diǎn)在設(shè)計(jì)位置與實(shí)際位置產(chǎn)生誤差，也稱之為點(diǎn)位誤差。貫通測(cè)量產(chǎn)生的誤差存在三個(gè)方面：井下導(dǎo)線測(cè)量的誤差、兩井聯(lián)系測(cè)量誤差及地面控制的誤差。兩井聯(lián)系測(cè)量誤差和地面控制誤差的控制可以采用不同的測(cè)量方法。而由于井下的地質(zhì)條件、水文條件等十分復(fù)雜，很難提升其測(cè)量精度。因而在貫通測(cè)量工作開展之前，需要將貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)工作在井下測(cè)量部分開展，從而確保整體貫通工程的質(zhì)量。

三、貫通方案的選擇及誤差預(yù)計(jì)

（一）貫通方案的選擇

在貫通測(cè)量工作開展之前，應(yīng)該向施工部門和貫通工程設(shè)計(jì)部門了解相關(guān)的工程限差要求、部署設(shè)計(jì)及貫通點(diǎn)的位置情況，并對(duì)提供的相關(guān)設(shè)計(jì)資料進(jìn)行檢查。同時(shí)還應(yīng)該收集相關(guān)的測(cè)量資料，這些測(cè)量資料直接決定著貫通測(cè)量工作的精度，確保測(cè)量數(shù)據(jù)的精度進(jìn)和可靠性。其次，繪制井巷貫通測(cè)量工作平面，并在平面圖上標(biāo)明導(dǎo)線點(diǎn)、控制點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)等，為后期的測(cè)量工作開展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（二）測(cè)量方法的選擇

在貫通測(cè)量方案確定之后，此時(shí)應(yīng)該選擇合適的測(cè)量?jī)x器設(shè)備及測(cè)量方法，基于礦井建設(shè)中的限差，采取不同的檢核措施。通常而言，根據(jù)企業(yè)中已有的測(cè)量方法和儀器，并按照以往的工作經(jīng)驗(yàn)，此時(shí)可以確定一種方案。針對(duì)一些大型的貫通工程，需要對(duì)不同的方案進(jìn)行模擬，確保測(cè)量方法的最佳。

（三）貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)

根據(jù)選擇好的測(cè)量方案和測(cè)量方法，依據(jù)誤差傳播規(guī)律和最小二乘法，估算貫通的精度，而這種精度是一種大致的估算，在實(shí)際作業(yè)過程中受到現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的限制，可能存在一定誤差，因而貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)也是一種概率上的計(jì)算。貫通測(cè)量誤差的預(yù)計(jì)是對(duì)測(cè)量方法和測(cè)量方案的優(yōu)化，有效提升工程質(zhì)量。根據(jù)誤差的理論知識(shí)，該計(jì)算符合正態(tài)分布，（u-kσ，u+kσ），當(dāng)取2倍中的誤差，并且k=2時(shí)，此時(shí)出現(xiàn)的概率為95.5%，而當(dāng)k=3時(shí)，此時(shí)的概率為99.7%。大大提升測(cè)量工作質(zhì)量。

（1）水平重要方向的誤差預(yù)計(jì)。從K點(diǎn)開始產(chǎn)生貫通測(cè)量誤差，沿平巷和下山敷設(shè)導(dǎo)線，并測(cè)量到K點(diǎn)，此時(shí)就會(huì)引起誤差。在形式上看為一條閉合的導(dǎo)線，并和之前貫通的產(chǎn)生一條導(dǎo)線，進(jìn)而求得在水平重要方向上的貫通誤差。

（2）預(yù)計(jì)豎直向上的誤差。測(cè)量?jī)蓚€(gè)下山中的三角高程的誤差和上下平巷種水準(zhǔn)測(cè)量誤差引起了豎直方向上的誤差，這種誤差可以根據(jù)三角高程測(cè)量和水準(zhǔn)測(cè)量的誤差公式分別進(jìn)行計(jì)算，并將算出的兩種誤差累加求得貫通相遇點(diǎn)的豎直方向誤差。還可以分為以下幾個(gè)方面：1）上平巷和下平巷中水準(zhǔn)測(cè)量誤差，進(jìn)而引起高程上的誤差，可以按照每千米水準(zhǔn)路線中的高程誤差，進(jìn)而求得總體誤差。2）井下的三角高程測(cè)量的誤差。此時(shí)按照單位長(zhǎng)度三角高程路線高程誤差進(jìn)行估算。

四、結(jié)語

貫通測(cè)量工作在礦山建設(shè)過程中發(fā)揮著重要的作用，在井下貫通測(cè)量作業(yè)收到很多因素的影響，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件，并結(jié)合已有的工作經(jīng)驗(yàn)，選擇合適的貫通測(cè)量方案和測(cè)量方法。其次，應(yīng)該提升測(cè)量工作人員的專業(yè)素質(zhì)，如對(duì)測(cè)量人員進(jìn)行地質(zhì)培訓(xùn)，這樣有助于其對(duì)礦山知識(shí)的了解，從而為后期貫通工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。