【正文】 項(xiàng)閉合差。a. 平斜巷水平面偏差測定用經(jīng)緯儀把兩端巷道中線延長到巷道貫通接合面上，量出兩中線間距離d，即貫通巷道在水平面內(nèi)的實(shí)際偏差。b. 平斜巷貫通時(shí)豎直面內(nèi)偏差的測定用水準(zhǔn)儀測或小鋼尺直接量出兩端腰線在貫通相遇點(diǎn)的高差，即豎直面內(nèi)的實(shí)際偏差；用水準(zhǔn)測量或經(jīng)緯儀三角高程測量連測兩端巷道中的已知高程控制點(diǎn)(水準(zhǔn)點(diǎn)或經(jīng)緯儀導(dǎo)線點(diǎn))，求出高程閉合差，它也實(shí)際上反映了貫通高程測量的精度。 2) 貫通后巷道中腰線的調(diào)整 a. 中線的調(diào)整將距相遇點(diǎn)一定距離處兩端中線相連，以新中線代替原兩端中線，以指導(dǎo)砌筑最后一段永久支護(hù)和鋪設(shè)永久軌道。b. 腰線的調(diào)整按實(shí)測高差和距離算出最后一段巷道的坡度，重新標(biāo)定新的腰線。在平巷中，若貫通的高程偏差Δh較大時(shí)，可適當(dāng)延長調(diào)整坡度的距離。 貫通測量中應(yīng)注意的問題1) 注意原始資料的可靠性，起算數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確無誤。使用地面控制網(wǎng)的資料時(shí)，必須對原網(wǎng)的精度?？刂凭W(wǎng)點(diǎn)位是否受到采動(dòng)影響等了解清楚，必要時(shí)應(yīng)實(shí)地進(jìn)行檢查測量。對于地面控制點(diǎn)和井下測量起始點(diǎn)，務(wù)必查明確無破壞和位移后方能使用。對于工程設(shè)計(jì)的資料，特別是巷道的方位，坐標(biāo)，距離，高程，坡度等，要進(jìn)行認(rèn)真的檢核。2) 各項(xiàng)測量工作都要有可靠的獨(dú)立檢核。要進(jìn)行復(fù)測復(fù)算，防止產(chǎn)生粗差。對于重要的貫通工程，在進(jìn)行復(fù)測時(shí)，應(yīng)盡可能換人觀測和計(jì)算，條件允許時(shí)，最好換用測量儀器和工具，復(fù)測合格后方可施工。3) 對施測結(jié)果要及時(shí)進(jìn)行精度分析，并與原誤差預(yù)計(jì)的精度要求進(jìn)行比較，各個(gè)環(huán)節(jié)都不能低于原精度要求，必要時(shí)要進(jìn)行返工重測。4) 利用測量成果計(jì)算標(biāo)定要素時(shí)，注意不要抄錯(cuò)或用錯(cuò)已知數(shù)據(jù)資料。實(shí)地標(biāo)定時(shí)，注意不要用錯(cuò)測點(diǎn)。井下測點(diǎn)的標(biāo)志編號(hào)要醒目、清晰。5) 貫通巷道掘進(jìn)過程中，要及時(shí)進(jìn)行測量和填圖，并根據(jù)測量成果及時(shí)調(diào)整巷道掘進(jìn)的方向和坡度等。如采用全斷面一次成巷施工，則在貫通前的一段巷道內(nèi)可采用臨時(shí)支護(hù)。鋪設(shè)臨時(shí)簡易軌道，以減少巷道貫通后的整修工作量。6) 精度要求很高的貫通工程。要采取提高精度的相應(yīng)措施。例如，設(shè)法提高定向測量的精度，有可能時(shí)，可加測陀螺定向邊，并進(jìn)行平差；在施測高精密導(dǎo)線時(shí)，要盡可能增大導(dǎo)線邊長，并用光電測距儀量邊。對井下邊長較短的測站，要設(shè)法提高儀器的對中精度，如采取防風(fēng)措施，采用光學(xué)對中，加大垂球的重量，增加重新對中的次數(shù)，或者采用三架法測量，省點(diǎn)法測量。斜巷中測角要注意儀器整平的精度，并考慮經(jīng)緯儀的豎軸的傾斜改正。陀螺定向時(shí)要盡量消除外界不良環(huán)境條件對精度的影響，例如在地面測定儀器常數(shù)時(shí)，可將測站點(diǎn)因入室內(nèi)進(jìn)行觀測，避免在室外高壓線附近，或風(fēng)大、氣溫低的測站上觀測；井下亦可選在硐室內(nèi)觀測，再引測到貫通導(dǎo)線邊上，這樣就減少了巷道中運(yùn)輸、風(fēng)流等對陀螺定向觀測的影響。7) 井下導(dǎo)線測量的先行工作坐標(biāo)傳遞，即定向工作是井下控制測量的前提，定向誤差對最終誤差的影響是非常大的，采用副井—南風(fēng)井陀螺定向和一井幾何定向，獨(dú)立定向兩次求得一次定向中誤差，進(jìn)行精度評(píng)定。但是，二井定向精度較一井定向精度高、占用井筒時(shí)間較短，所以當(dāng)?shù)V山條件允許，應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行二井定向測量。對特大型貫通測量工作，要盡可能采用先進(jìn)的測量儀器和技術(shù)，提高貫通精度，保證貫通萬無一失。利用到裝切眼，把上下風(fēng)巷的支導(dǎo)線連接起來，可行成一條閉合導(dǎo)線進(jìn)行檢查，提高導(dǎo)線的精度，然后用平差值修正前進(jìn)方向。8) 對各項(xiàng)測量工作、精度評(píng)定，均應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦測量規(guī)程》的規(guī)范與限差要求。煤礦的貫通測量工作是一項(xiàng)重要的，技術(shù)性很強(qiáng)的工作，貫通誤差的大小直接影響工程的質(zhì)量的好壞和煤礦的安全生產(chǎn)，因此對貫通工作的重要性要有足夠的認(rèn)識(shí)，在實(shí)際操作過程中要認(rèn)真細(xì)致，嚴(yán)格遵守每一項(xiàng)操作規(guī)程，選點(diǎn)要合理，觀測記錄要認(rèn)真細(xì)致，對超限的成果和數(shù)據(jù)要分析原因重新測量。根據(jù)現(xiàn)有的儀器設(shè)備進(jìn)行測量方案的優(yōu)化：依據(jù)現(xiàn)場情況盡量減少測站數(shù)；適當(dāng)增加控制邊數(shù)；利用“三連架”方法，減少對點(diǎn)誤差的傳遞；利用到裝切眼的貫通及時(shí)聯(lián)測平差，修正巷道掘進(jìn)方向等措施保證最終貫通精度。 貫通前的安全措施巷道貫通前的安全技術(shù)措施[20]：1) 礦測量組人員：當(dāng)兩個(gè)掘進(jìn)工作面相距20m貫通時(shí)，必須停止一個(gè)工作面的掘進(jìn)工作。此時(shí)，地測人員必須向礦技術(shù)負(fù)責(zé)人報(bào)告，并做好地質(zhì)測量工作，掌握好貫通巷道附近及貫通地點(diǎn)的地質(zhì)構(gòu)造，頂?shù)装宸€(wěn)固性和水文地質(zhì)等情況，同時(shí)向各科室和貫通附近的施工隊(duì)發(fā)送貫通通知書。2) 通風(fēng)部門應(yīng)做好正常通風(fēng)工作，保證兩端的巷道內(nèi)不積存瓦斯，并做好貫通時(shí)調(diào)整風(fēng)流的準(zhǔn)備工作。繪制貫通巷道兩端附近的通風(fēng)系統(tǒng)圖，圖上標(biāo)明風(fēng)流方向，風(fēng)量和瓦斯涌出量。明確貫通時(shí)調(diào)整風(fēng)流設(shè)施的位置、數(shù)量及要求，并做好布置有關(guān)人員的準(zhǔn)備施工等工作。在停止工作的工作面巷道口設(shè)置柵欄和警標(biāo)，保持風(fēng)筒完好及正常通風(fēng)，經(jīng)常檢查工作面和回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛?，保證瓦斯不超限，瓦斯超限時(shí)必須立即處理。3) 采掘隊(duì)班組在接到測量組貫通通知時(shí)，在進(jìn)入貫穿點(diǎn)的外巷道的交叉口打上臨時(shí)柵欄，并懸掛警示牌，標(biāo)明正在貫通，禁止進(jìn)入，被貫穿點(diǎn)保持正常通風(fēng)。5 礦山測量新技術(shù)的應(yīng)用 加測陀螺邊巷道貫通最佳點(diǎn)及陀螺邊最佳位置點(diǎn)的確定加測陀螺邊可以提高煤礦井下貫通精度，重點(diǎn)在于考慮巷道貫通最佳點(diǎn)和陀螺邊最佳位置點(diǎn)問題。如圖61所示，在A、B兩井之間進(jìn)行貫通，貫通點(diǎn)設(shè)在K點(diǎn)。為了提高精度，分別在貫通點(diǎn)兩邊CC2處加測陀螺邊，經(jīng)角度平差后K點(diǎn)位置誤差預(yù)計(jì)公式為公式6公式62。圖61 A、B兩井筒之間貫通示意圖 Through between the two shafts(51) (52)式中：mβ為井下導(dǎo)線測角中誤差；mαA、mαB為兩井筒(或兩陀螺定向邊)定向中誤差；mαcmαc2為加測陀螺邊定向中誤差；xy1為井下導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)；a、b為井下導(dǎo)線兩邊偶然誤差和系統(tǒng)誤差影響系數(shù)；li、ai為井下導(dǎo)線邊長、方位角；Lx、Ly為井下導(dǎo)線起始點(diǎn)和貫通點(diǎn)K的連線在坐標(biāo)中的投影長度。 貫通最佳相遇點(diǎn)位置由公式6公式62可見Mxk、Myk分別是yk、xk的函數(shù)，定存在極值。對公式61求導(dǎo)：(53)對公式63求二階導(dǎo)：(54)∴有極小值，令則有：(55)同理：(56)該點(diǎn)就為貫通最佳點(diǎn)，定義為O點(diǎn)，令 得最佳相遇點(diǎn)O的位置公式：(57)(58)從公式6公式65看出經(jīng)角度平差后，貫通最佳點(diǎn)的位置與A、B兩井筒定向誤差和量邊誤差無關(guān)，與加測陀螺邊的位置有關(guān)，所以正確確定加測陀螺邊位置可以大大提高貫通精度。大型貫通測量導(dǎo)線加測一條陀螺邊的最佳位置在導(dǎo)線總邊數(shù)的1/2處。 任意形狀導(dǎo)線加測陀螺邊最佳位置通過驗(yàn)證，貫通最佳相遇點(diǎn)與加測陀螺邊的位置有關(guān)，所以使用正確方法確定加測陀螺邊位置對提高導(dǎo)線貫通測量精度十分重要。圖62 C邊加測一條陀螺邊示意圖 Through between of GyroEDM Traverse 如圖62所示，一支導(dǎo)線起始邊定向，現(xiàn)要在C邊加測一條陀螺邊，K的點(diǎn)位中誤差(經(jīng)角度平差后)預(yù)計(jì)公式為： (59)(510)當(dāng)施測方案確定后mβ、mαA、mαc、∑(ykyi)2均為定值，變動(dòng)C能使Mxk、Myk有極小值。 已有最佳貫通點(diǎn)加測陀螺邊最佳位置如圖61所示，在貫通導(dǎo)線中加測陀螺邊的方法是以K點(diǎn)為界將其分成A~K段支導(dǎo)線、B~K段支導(dǎo)線，用上述介紹的方法求出CC2的值。為保證CC2值的唯一性和Mxk、Myk為最小值，不考慮圖61中的加測陀螺邊，經(jīng)推算可得：(59)(510)定義該點(diǎn)位K1，用其求解加測陀螺邊的最佳位置CC2為唯一值，并滿足Mx0、My0為最小值。從而確定貫通導(dǎo)線中加測陀螺邊最佳位置的方法：1) 由公式6公式68求處加測陀螺邊前的貫通最佳點(diǎn)K1；2) 以K1點(diǎn)為界將導(dǎo)線分成A~ K1 、B~ K1兩段支導(dǎo)線；3) 求陀螺邊最佳位置CC2；由公式6公式67求出xo、yo進(jìn)而由公式6公式62求Mx0、My0 (用xo、yo代替公式中的xk、yk)； 4) 由公式61公式613求出Mxk和Myk：(511)(512)有關(guān)資料顯示，將加測陀螺邊放在最佳位置的貫通誤差明顯小于將陀螺邊放在其他位置的貫通誤差。加測陀螺邊最佳位置也不一定在導(dǎo)線的2/3處，它受測角和定向誤差的影響，即使是等邊直伸形導(dǎo)線亦是如此。 AutoCAD相對坐標(biāo)法標(biāo)定中線巷道水平投影的中心線即為巷道中線，其作用是控制巷道在水平面內(nèi)的掘進(jìn)方向。隨著巷道不斷掘進(jìn)，要標(biāo)定出巷道的開切位置和掘進(jìn)方向。傳統(tǒng)的井下放樣方法主要采用坐標(biāo)放樣法和方向放樣法[18]。 傳統(tǒng)方法1) 坐標(biāo)放樣法坐標(biāo)放樣法通過絕對坐標(biāo)將中線點(diǎn)放樣出來，這種方法受限于基點(diǎn)位置，基點(diǎn)埋設(shè)和標(biāo)記保存困難，如遭遇障礙物或被放炮擊落等。2) 方向放樣法方向放樣法通過經(jīng)緯儀或全站儀架設(shè)在設(shè)置好的中線點(diǎn)，對準(zhǔn)后視轉(zhuǎn)動(dòng)儀器至預(yù)設(shè)的指定方向，并埋設(shè)中線點(diǎn)或標(biāo)記。這種方法較為方便運(yùn)用廣泛，但受限于已知基點(diǎn)位置，遇到特殊情況現(xiàn)場不易實(shí)施。 AutoCAD相對坐標(biāo)法基于AutoCAD的相對坐標(biāo)法，具體做法是在AutoCAD上建立相對坐標(biāo)系，將放樣的中線方向設(shè)置為坐標(biāo)軸，原點(diǎn)放在關(guān)鍵點(diǎn)位置，此時(shí)中線方向上點(diǎn)的坐標(biāo)X，Y值之一恒為0，如圖63所示。圖63相對坐標(biāo)法示意圖 Relative coordinate method 待放樣的中線點(diǎn)坐標(biāo)Y值為0，首先將測點(diǎn)和后視點(diǎn)在相對坐標(biāo)系中的坐標(biāo)和高程輸入儀器中，對準(zhǔn)后視轉(zhuǎn)動(dòng)儀器大致對準(zhǔn)待放樣中線方向，之后只需測出Y值為0的點(diǎn)即為待放樣中線點(diǎn)?；贏utoCAD的相對坐標(biāo)法較之傳統(tǒng)方法有以下優(yōu)點(diǎn)：1) 幾何關(guān)系清晰。如圖63所示，點(diǎn)A、B為正中線上兩點(diǎn)，坐標(biāo)為(a，0)和(b，0)，倘若施測現(xiàn)場條件復(fù)雜不能滿足實(shí)測要求，正中線無法精確放出，可以改為放偏中線，只需點(diǎn)AB2之Y坐標(biāo)值相等即可；2) 現(xiàn)場復(fù)雜可靈活轉(zhuǎn)站避開障礙，不用重新設(shè)計(jì)放樣點(diǎn)；3) 中線點(diǎn)放樣出來后，用一個(gè)測回將其測出，可用以二次檢核也可用以15控制導(dǎo)線點(diǎn)；4) 數(shù)據(jù)簡單不易出錯(cuò)。根據(jù)規(guī)程及有關(guān)資料對放樣中線點(diǎn)點(diǎn)位誤差橢圓分析，井下放樣的兩中線點(diǎn)距離若控制在3~6m內(nèi)，站點(diǎn)和放樣點(diǎn)的中線點(diǎn)距離盡量控制在50m以內(nèi)，距離越大放樣精度越高。這種情況下，采用相對坐標(biāo)法放樣出的中線點(diǎn)對巷道掘進(jìn)方向影響很小，能夠滿足生產(chǎn)需要。6 結(jié)論貫通測量關(guān)乎整個(gè)礦井重大工程質(zhì)量問題，恒大煤礦515m回風(fēng)大巷貫通通過南風(fēng)井、平巷、斜巷、副立井，貫通距離長，貫通精度要求高，只有在測量方案和作業(yè)方法上做出詳細(xì)周密的安排，防止技術(shù)錯(cuò)誤產(chǎn)生粗差，提高測繪水平和施工精度，才能確保工程質(zhì)量。本文從貫通測量誤差預(yù)計(jì)入手，設(shè)計(jì)出2~3套貫通測量方案，經(jīng)過對比得出，采用現(xiàn)代測繪技術(shù)、新方法，如地面GPS控制網(wǎng)、井下光電測距導(dǎo)線，陀螺定向等方案精度明顯比采用常規(guī)方法測量的精度高。經(jīng)過對幾種方案的對比，根據(jù)誤差大小、技術(shù)條件、工作量和成本大小、作業(yè)環(huán)境好壞等進(jìn)行綜合考慮，結(jié)合以往的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)初步確定一個(gè)較優(yōu)的貫通方案。方案初定后，確定儀器、測量方法及檢核方法。由儀器和方法確定各種誤差參數(shù)，原則上盡量采用本礦積累和分析得到的實(shí)際數(shù)據(jù)，對于礦山缺乏的實(shí)測資料，可采用有關(guān)規(guī)程中提供的數(shù)據(jù)，亦可采用理論公式估算各項(xiàng)誤差參數(shù)。在貫通導(dǎo)線中加測陀螺邊，可以有效地提高貫通精度。加測陀螺邊還可以檢查導(dǎo)線測角粗差，將加測陀螺邊放在最佳位置的貫通誤差明顯小于將陀螺邊放在其他位置的貫通誤差。加測陀螺邊最佳位置也不一定在導(dǎo)線的2/3處，它受測角和定向誤差的影響，即使是等邊直伸形導(dǎo)線亦是如此；另外，基于AutoCAD的相對坐標(biāo)法較之傳統(tǒng)的坐標(biāo)放樣法和方向放樣法，幾何關(guān)系清晰，實(shí)際操作靈活，更適應(yīng)井巷內(nèi)繁忙復(fù)雜的測量環(huán)境，能夠準(zhǔn)確及實(shí)地控制巷道在水平面內(nèi)的掘進(jìn)方向。本方案設(shè)計(jì)尚存諸多不足之處。一是由于本人水平有限沒有對，未對地面控制測量中的GPS控制網(wǎng)二次曲面高程擬合模型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和深入研究；二是未對加測陀螺邊巷道貫通最佳點(diǎn)及陀螺邊最佳位置點(diǎn)做實(shí)地驗(yàn)證，這些均需要在實(shí)踐中進(jìn)一步總結(jié)和創(chuàng)新。致謝恒大煤礦515m回風(fēng)大巷貫通測量方案設(shè)計(jì)，在老師馬振力教授的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成。從課題選擇、開題報(bào)告、方案論證、具體設(shè)計(jì)、期中檢查到最終定稿，每一步無不凝聚著馬老師的心血和汗水。在即將結(jié)束的四年本科學(xué)習(xí)和生活期間，我始終感受著大師的嘔心指導(dǎo)和無私支持，這些讓我受益匪淺，在考研深造與學(xué)業(yè)安排上找到了平衡點(diǎn)。在此，我向老師表示深深的感謝和崇高的敬意!本設(shè)計(jì)的完成過程當(dāng)中，同時(shí)得到了測繪教研室拓萬兵、黃恒等老師的熱情幫助，一并表示由衷的的感謝!參考文獻(xiàn)[1] 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