個舊東部礦區(qū)1360中段南北特大型貫通工程測量研究

高天壽

（云南錫業(yè)股份有限公司紅河資源公司，云南 個舊 661007）

個舊東部礦區(qū)位于個舊市東南部，1360中段南北特大型貫通工程北起云錫松礦，南至云錫卡房分公司的南部工業(yè)園區(qū)，地面直線距離25公里，井下巷道全長31公里，工程主要起地質(zhì)找礦，礦石、材料運輸，通風(fēng)、排水、人行等作用。此項工程屬云錫區(qū)域性礦山建設(shè)的重點工程，是云錫公司跨越云錫三大礦山坐標(biāo)系統(tǒng)，井下導(dǎo)線最長，經(jīng)過多處斷裂帶，地質(zhì)條件復(fù)雜，高井深、高溫、高涌水等艱苦條件下的礦山重大開拓工程。

1 原有控制測量精度分析

（1）北部松礦原有控制精度分析。北部松礦地區(qū)為1954年北京坐標(biāo)系，1956年黃海高程系，地表有國家Ⅲ、Ⅳ等三角網(wǎng)點和Ⅲ、Ⅳ等水準(zhǔn)網(wǎng)點，井下坐標(biāo)由地面經(jīng)平硐聯(lián)測入坑的3s首級控制導(dǎo)線和Ⅰ級水準(zhǔn)導(dǎo)線，松礦的井巷工程與其它礦山發(fā)生過多次貫通，貫通精度均在規(guī)程允許范圍，可作為該工程的首級控制。

（2）南部卡房分公司原有控制精度分析。卡房分公司礦區(qū)控制仍屬1954年北京坐標(biāo)系和1956年黃海高程系，其基本控制由地表國家三、四等三角控制網(wǎng)和水準(zhǔn)網(wǎng)引測入坑。

2 貫通測量技術(shù)設(shè)計

（1）技術(shù)依據(jù)。《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》，《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》GB/T18314-2001。

（2）貫通允許偏差。水平面允許偏差：±1.0m；垂直面允許偏差：±0.3m。

（3）主要設(shè)備配置。南方9600北級星GPS衛(wèi)星接收儀，GAK1（10″級）陀螺儀經(jīng)緯儀，（2″級）全站儀，（S3級）水準(zhǔn)儀。

（4）地表坐標(biāo)系統(tǒng)聯(lián)測方案。為統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)和檢查原有控制精度，以北部松礦礦區(qū)原有Ⅳ等控制點長山、1420兩點為基點，新埋設(shè)GLS1、1101、1302、1360、G141、G142點，中間過渡原有控制丫口山、小黑山作檢查，再沿伸至南端工業(yè)園區(qū)的1360坑口，共13個點組成控制網(wǎng)，網(wǎng)形詳見圖1：個舊東部礦區(qū)貫通工程坑內(nèi)外控制示意圖，主要技術(shù)指標(biāo)按表1、表2執(zhí)行。

表1 GPS控制測量精度指標(biāo)表

表2 GPS數(shù)據(jù)采集參數(shù)設(shè)置規(guī)定表

圖1 個舊東部礦區(qū)貫通工程坑內(nèi)外控制示意圖

（5）井下首級平面控制方案。以地面近井點長山、1420、G141、G142起測，按3s導(dǎo)線的精度要求，分別聯(lián)測到松礦1360中段和南部工業(yè)園區(qū)1360中段；為進(jìn)一步提高坑內(nèi)導(dǎo)線的精度，減小導(dǎo)線測角誤差積累，在1360中段南、北兩端適當(dāng)?shù)囟芜M(jìn)行陀螺經(jīng)緯儀定向。

①陀螺經(jīng)緯儀定向方案。北部松礦以04-1、B10兩點，南部工業(yè)園區(qū)以G141、G142兩點為測儀器常數(shù)邊，按每3公里～5公里采用逆轉(zhuǎn)點法，觀測兩個測回，定向邊長不得短于50m測定陀螺邊。陀螺定向平差計算方法步驟：

方位角閉合差計算式 ：Wα=α幾-α陀

式中：Wα方位角閉合差，水平角改正數(shù)，為各水平角的權(quán)，ai后視邊長，bi前視邊長。

坐標(biāo)計算：根據(jù)改正后的水平角計算出各邊的方位角，最后再計算出各點的坐標(biāo)。

②井下首級導(dǎo)線(3s)布設(shè)方案。導(dǎo)線限差要求：測角中誤差3s，角度最大閉合差6n ，平均邊長300m，最大相對閉合差1/25000，角度測回數(shù)4測回，邊長9測回，往返互差1：50000。

③井下高程控制方案。井下高程控制由直接水準(zhǔn)高程引入，水準(zhǔn)點與導(dǎo)線點同點，水準(zhǔn)點間往返測，每站用不同儀高觀測，直接水準(zhǔn)高程允許閉合差見表3。

表3 井下高程允許閉合差

3 設(shè)計方案可行性分析

（1）地面平面控制誤差分析。按地表距離為25公里，GPS平差后點位誤差在1mm～20mm之間，十萬分之一的精度估算，則地表誤差預(yù)計貫通點位誤差約為：

（2）井下平面控制誤差分析。井下控制均布設(shè)3s導(dǎo)線，每3公里左右加測一段陀螺定向邊。井下導(dǎo)線總長約31公里，按規(guī)程2.5萬分之一的施測精度預(yù)計，則井下控制的誤差為：

在井下兩端多地段進(jìn)行陀螺定向，經(jīng)方位平差再計算導(dǎo)線，導(dǎo)線精度可得到提高，按提高倍計算。即：

平面控制在貫通點總的點位預(yù)計誤差為：

注：上述計算得的0.912m平面誤差已經(jīng)屬于極限誤差。

（3）地表高程誤差分析。東部礦區(qū)各大礦山均是由國家Ⅲ、Ⅳ等水準(zhǔn)網(wǎng)引測至本礦區(qū)，再聯(lián)測至坑口近井點。按三等水準(zhǔn)每公里高差中誤差6mm計算，地表水準(zhǔn)高程中誤差為：

卡房至南部工業(yè)園區(qū)為三角高程往返觀測，測程約12公里，電磁波測距獲得的三角高程，其精度可以達(dá)到四等水準(zhǔn)精度，按四等水準(zhǔn)高程預(yù)計其中誤差為：

3.4 坑內(nèi)高程控制誤差分析

該項貫通工程巷道全長約31公里，井下高程誤差預(yù)計，參照井下高級水準(zhǔn)的精度要求進(jìn)行預(yù)計。

式中：L——坑道長度，以百米為單位。

在貫通點總的高程誤差為：

取二倍中誤差為極限誤差則：

4 分析結(jié)論

由誤差預(yù)計得出：平面極限誤差為±0.912m，豎直面極限誤差為±0.195m。平面預(yù)計誤差小于允許偏差值（允許±1.0m），豎直面預(yù)計誤差小于允許偏差值（允許值±0.3），說明貫通測量方案合理可行。

5 實施效果

GPS控制布網(wǎng)合理、施測作業(yè)正規(guī)、檢核條件充分、精度達(dá)到規(guī)程要求。360中段平巷準(zhǔn)確貫通（貫通點K4），經(jīng)貫通聯(lián)測結(jié)果，IZL166點位差0.403m，相對閉合差1：76000，方位角閉合差20.8s。

實測20.8s小于67.3s；閉（附）合點位最大相對閉合差允許：1：25000，實測點位相對閉合差：1：76000小于1：25000。

各項指標(biāo)均優(yōu)于規(guī)范要求，精度較高。

6 結(jié)語

（1）此工程為井下罕有的長距離貫通工程，全長總計31公里，經(jīng)過地段地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，工作面溫度高，涌水大，規(guī)格斷面大，井下控制導(dǎo)線施測困難，技術(shù)要求高。

（2）為保證工程準(zhǔn)確貫通和工程質(zhì)量達(dá)標(biāo)，采用較先進(jìn)的GPS、全站儀、陀螺儀、激光指向儀等測量設(shè)備，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)技術(shù)規(guī)范和工程質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)。

（3）科學(xué)的測量技術(shù)設(shè)計和合理的測量方案制定，是開展各項工作的基礎(chǔ)，取著決定性的保障作用。

（4）性能穩(wěn)定的全站儀保證了井下導(dǎo)線測角、量邊的精度，陀螺儀的運用，使井下導(dǎo)線水平角測量誤差累積得到減小，效果顯著，提升了井下控制導(dǎo)線的精度。