【正文】 1?50?，為祁連山地槽系內(nèi)一起伏不平的山間傾斜盆地。礦區(qū)地勢(shì)東北高、西南低。全區(qū)均被第四系黃土覆蓋，地形起伏較大，以黃土丘陵居多。 該礦是靖遠(yuǎn)煤業(yè)有限責(zé)任公司下屬的一對(duì)片盤斜井， 1972年建成簡(jiǎn)易投產(chǎn)，設(shè)計(jì)能力 21萬(wàn)噸 /年，礦井曾連續(xù)三年產(chǎn)量達(dá) 30萬(wàn)噸 /年。為 了礦井接續(xù)，經(jīng)原礦務(wù)局研究決定，對(duì)紅會(huì)三礦實(shí)施深部接替改造設(shè)計(jì)。 該貫通測(cè)量工程屬一礦副井與三礦主井兩井間貫通，屬重要貫通工程。 見(jiàn)下圖： 此圖為： 一礦副井與三礦主井兩井間貫通工程概況 2． 3． 2設(shè)計(jì)參數(shù) 本設(shè)計(jì)按《煤礦測(cè)量規(guī)程》 [32]的有關(guān)規(guī)定和設(shè)計(jì)院有關(guān)三礦接替延深方案進(jìn)行編寫。經(jīng)對(duì)已知點(diǎn)進(jìn)行檢查核實(shí)，起始資料正確可靠。 00＇ 00? 備注 井筒傾角 δ =18176。 ，高程方向上的允許偏差為177。 2． 4貫通測(cè)量線路分析選擇 貫通測(cè)量應(yīng)選擇最佳貫通測(cè)量路線，本次貫通可供選擇的路線有：一是從一礦副井 → 1635大巷 → 三礦主井；二是從一礦副井 → 1540中巷 → 1540北巷 → 軌道上山 → 三礦主井；三是從一礦副井 → 1675中巷 → 1675北巷 → 軌道上山 → 三礦主井。夾角兩個(gè)；第三條比第一條線路導(dǎo)線長(zhǎng)增加約 400米，且三角高程路線增加，并有小于 15176。 如下圖： 此圖為： 貫通測(cè)量路線選 擇 線路方案 路線長(zhǎng)度 (m) 圖形條件 備注 第一條 第二條 第三條 2700 2900 3100 ＜ 60m邊長(zhǎng) ： 5個(gè)；＜ 15176。角度： 2個(gè) ＜ 60m邊長(zhǎng)： 7個(gè)；＜ 15176。 貫通誤差主要有橫向貫通誤差和高程貫通誤差。 江西理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)論文 7 第 三 章 分析提高井巷貫通測(cè)量精度的 幾種 方法 分析提高井巷貫通測(cè)量精度的各種 方法是本文研究的重點(diǎn)所在 ,下面幾 種 方法都是提高 測(cè)量 貫通精度可行的、有效的辦法。就一項(xiàng)貫通工程而言，如果貫通發(fā)生偏差，則造成偏差的原因一定是測(cè)量誤差及施工中對(duì)中、腰線把握上所產(chǎn)生誤差綜合影響在全程累積的結(jié)果。對(duì)于施工中對(duì)中、腰線把握上存在的誤差，則要通過(guò)所建立的相應(yīng)數(shù)學(xué)模型加以約束、調(diào)整，解決這一問(wèn)題則屬于對(duì)貫通工程兩個(gè)基本原則中第二個(gè)原則的落實(shí)，即對(duì)所完成的測(cè)量和計(jì)算工作所做的客觀的檢查。 (1)方向上的約束調(diào)整。它因施工方把握中線的水平而大小有異，或許比較小，但如果忽略這樣一個(gè)小的偏移量，在一個(gè)工作面的掘進(jìn)中直至貫通會(huì)累積產(chǎn)生大小為 D的偏差， D= 321 ddd ?? +?? + nd (n=l， 2， 3， ??， n)， di表示第 i個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)相對(duì)于初始設(shè)計(jì)的偏移量，若 nd 0或 nd 0，則貫通將產(chǎn)生明顯偏差，若以有正有負(fù)，貫通可能正常，但成巷質(zhì)量將比較差。這樣就使巷道在掘進(jìn)過(guò)程中，始終依設(shè)計(jì)中心線而掘進(jìn)，可起到弱化中線把握不準(zhǔn)所產(chǎn)生偏差的作用。對(duì)于掘進(jìn)中依邊線掘進(jìn)的巷道，只要保證初始模型與邊線模型即兩直線間距離 D衡為常數(shù)即可，并以 D約束井巷，可以起到相同的作用。 江西理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)論文 8 (2)高程上的約束調(diào)整。此時(shí)就需要對(duì)未掘巷道的坡度做細(xì)微調(diào)整，調(diào)整方法為：以實(shí)際高程 H? 重新確定下一步需要執(zhí)行的坡度。在實(shí)現(xiàn)井巷相向貫通的情況下 ，也可以采取這樣的方法，即掘進(jìn)一方以另一方正前實(shí)際標(biāo)高及自己正前標(biāo)高為準(zhǔn)確定新的坡度。 巷道貫通后，人們總是關(guān)注井巷貫通處方向與高程的吻合情況，而對(duì)貫通后的總體成巷質(zhì)量并不是太關(guān)心。從這兩方面考慮，巷道貫通后，僅考慮二者之一是不合理的。 隨著光電技術(shù)、微電子技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)、 GPS技術(shù)、陀螺定向技術(shù)、激光技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了地下工程測(cè)量新技術(shù)的發(fā)展。 地下工程測(cè)量是由地面測(cè)量和地下測(cè)量?jī)?部分組成 ，以地下為主。這部分工作與常規(guī)的測(cè)量一樣 ，所以 3S 技術(shù)將得到廣泛的應(yīng)用。隨著衛(wèi)星測(cè)高精度的提高， GPS 在跨江跨海隧道工程控制測(cè)量的高程傳遞和大型地下工程竣工的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的地表變形監(jiān)測(cè)等方面將發(fā)揮重要作用。全站儀可利用電子手簿，通過(guò)人機(jī)交互，可實(shí)現(xiàn)地下測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)處理和圖形編輯，還可以把由微機(jī)控制的跟蹤設(shè)備加到全站儀上，能對(duì)地下一系列 目標(biāo)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量，即所謂測(cè)地機(jī)器人 ，將江西理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)論文 9 為地下工程測(cè)量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化開辟了道路無(wú)棱鏡測(cè)距儀的應(yīng)用解決了地下人無(wú)法到達(dá)的測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量工作，保障了地下測(cè)量人員的安全激光指向儀將在地鐵、隧道、水道的掘進(jìn)導(dǎo)向中發(fā)揮重要作用。 礦山在日常測(cè)量和貫通測(cè)量中一直采用傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x器，這就使得測(cè)量的精度一直不是很高，為了改變其在測(cè)量技術(shù)上的落后面貌，推動(dòng)礦井測(cè)量現(xiàn)代化，且為了有效的提高貫通測(cè)量的精度，采用 新 儀器 進(jìn)行礦山貫通測(cè)量將大大提高貫通測(cè)量的精度。 (2+2179。 D)mm 定位精度 (D以公里為單位 )： 測(cè)角精度：177。 D 測(cè)程：井下大于 500 m，地面 2400 m(一塊棱鏡 ) 高程精度 (D以公里為單位 )： 10mm+2ppm178。 3． 3貫通測(cè)量方案 和測(cè)量方法 的選定 貫通測(cè)量，尤其是重要的貫通工程，關(guān)系到整個(gè)礦井的建設(shè)和生產(chǎn)，影響很大，必須認(rèn)真對(duì)待。 編制貫通測(cè)量設(shè)計(jì)書的主要任務(wù)是選擇合理的測(cè)量方案和測(cè)量方法。 （ 1） 制定 的原則。 （ 2）測(cè)量方法的選擇。 （ 3）誤差預(yù)計(jì)。由初步貫通測(cè)量方案預(yù)計(jì)出誤差大小，以及產(chǎn)生誤差的主要環(huán)節(jié)，從而進(jìn)一步修改測(cè)量方案和施測(cè)方法。將貫通預(yù)計(jì)與容許誤差相比，若滿足限差要求，則方案和方法可行； 否則， 要 重新調(diào)整測(cè)量方案和方法。 最后，根據(jù)測(cè)量方案可行、測(cè)量方法合理、預(yù)計(jì)誤差小于容許偏差的原則將貫通 測(cè)量的方案，使用的測(cè)量方法和儀器及獨(dú)立測(cè)量的次數(shù)最終確定下來(lái)。 3． 4貫通誤差的預(yù)計(jì) 誤差預(yù)計(jì)是對(duì)貫 通精度的一種估算 ,不是預(yù)計(jì)貫通實(shí)際偏差的大小 ,而是 預(yù)計(jì)實(shí)際偏差可能的限度， 因此貫通誤差預(yù)計(jì)具有概率上的意義。根據(jù)誤差理論可知，實(shí)際誤差超過(guò)二倍中誤差的可能性僅占 %。大量的貫通實(shí)踐也充分證實(shí)了這一點(diǎn)。此時(shí)實(shí)際偏差超過(guò)預(yù)計(jì)誤差的概率極小。所以貫通誤差預(yù)計(jì)中的各項(xiàng)誤差參數(shù)原則上應(yīng)采用本礦積累和分析的實(shí)際數(shù)值。平時(shí)在工作中應(yīng)當(dāng)注意積累這方面的資料，多注意測(cè)量的基礎(chǔ)工作。誤差預(yù)計(jì)的目的就是幫助我們選擇較好的測(cè)量方案和測(cè)量方法，做到對(duì)貫通工程心中有數(shù)，既不應(yīng)由于精度不夠而造成工程的損失，也不盲目的追求過(guò)高的精度而增加測(cè)量工作量。兩井間巷道貫通的誤差來(lái)源中，除了井下導(dǎo)線測(cè)量和 搞成測(cè)量之外，還包括了地面測(cè)量和礦井聯(lián)系測(cè)量的誤差。 3． 4． 1． 1貫通 相遇點(diǎn) K在水平重要方向的誤差預(yù)計(jì) 產(chǎn)生貫通測(cè)量誤差的測(cè)量主要包括：地面控制及聯(lián)接、礦井聯(lián)系、井下導(dǎo)線、井下高程和井下陀螺定向。 （ 2） 地面導(dǎo)線量邊 s誤差引起的誤差； ? ???? ??? 22 c osmM X 上 式中 ： m l 為 地面各導(dǎo)線量邊誤差； ?? 為 地面導(dǎo)線各邊與 x 軸的夾角。 （ 6） 各項(xiàng)誤差引起 K點(diǎn)在水平主要方向 X 軸的誤差： )2220 0??? ????? xxxx MMMM 下上（ 式中 ： 2上??M、 2下??M、 20??M分別 為井上下導(dǎo)線、陀螺定向邊測(cè)量引起貫通相遇點(diǎn) K在水平方向 X 軸的上的誤差。則平均誤差為： 江西理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)論文 12 nMM xx /?? ?? κκ 平 ， 則有 K點(diǎn)在水平主要方向 X 軸上的， | 預(yù)計(jì)誤差為： 平預(yù) KXX MM ?? ? 2 [20]。 1．地面水準(zhǔn)測(cè)量誤差 地面 水準(zhǔn)測(cè)量引 起的高程誤差 上HM 的估算公式為： LmMlhH ??上 nmM H 0??上 式中：lhm為地面水準(zhǔn)測(cè)量每公里長(zhǎng)度的高差中誤差 ； L 為地面水準(zhǔn)線路的長(zhǎng)度，單位為公里； 0m 為水準(zhǔn)尺讀數(shù)誤差； n 為測(cè)站數(shù)。例如用四等水準(zhǔn)測(cè)量，測(cè)段往返的限差為 20 L mm，則lhm可取 722/20 ? mm?！对囆幸?guī)定》要求兩次獨(dú)立導(dǎo)入高程的互差不得超過(guò)井筒深度 h的 1/8000，則導(dǎo)入高程的中誤差為： 2 2 6 0 0/22/18000/0 hhM H ????? 兩個(gè)立井的導(dǎo)入 高程誤差01HM和02HM應(yīng)當(dāng)分別計(jì)算。 4．各項(xiàng)誤差引起 K點(diǎn)在高程上的總誤差 由地面 水準(zhǔn)測(cè)量誤差、導(dǎo)入高程誤差和井下高程測(cè)量誤差所引起的 K點(diǎn)在高程江西理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)論文 13 上的總中誤差為 2222 0201 下上 HHHHH MMMMM K ????? 若各項(xiàng)測(cè)量均獨(dú)立進(jìn)行 n次，則平均值的中誤差為 ： nMM KK HH /??平 K點(diǎn)在高程上的預(yù)計(jì)誤差為 ： 平預(yù) KHH MM 2? 3． 5選擇最佳貫通點(diǎn) 通常所采用的貫通相遇點(diǎn)在水平重要方向上的誤差預(yù)計(jì)方法是針對(duì)已確定的貫通相遇點(diǎn)位置（ K點(diǎn)）而言的。另外，就同一 條貫通巷道來(lái)說(shuō)，我們需要知道水平重要方向上的偏差最小的貫通相遇點(diǎn)位置，以此作為確定貫通相遇點(diǎn)位置時(shí)的理論依據(jù)之一。因?yàn)榧偃缱兏素炌ㄏ嘤鳇c(diǎn)的位置，不需要重新繪制貫通誤差預(yù)計(jì)圖和進(jìn)行全部計(jì)算，只要增加一個(gè)簡(jiǎn)單的附加項(xiàng)進(jìn)行一步簡(jiǎn)便計(jì)算就可以得出結(jié)果了。因?yàn)椋?dāng) K點(diǎn)的位置變化時(shí)，只要變 化后的位置仍然在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，便不必再做誤差預(yù)計(jì)了。 現(xiàn)以上述思路進(jìn)行最佳貫通點(diǎn)位置的求取、最佳貫通點(diǎn)在 x＇方向上的中誤差預(yù)計(jì)、貫通相遇點(diǎn)允許區(qū)間的計(jì)算。理論研究表明， y＇軸上的全導(dǎo)線頂點(diǎn)之重心投影 0y? 處，即為最佳貫通點(diǎn) [6]。 由于井下量邊誤差引起的LXM不因 K點(diǎn)位置的變動(dòng)而改變 ,而由于測(cè)角誤差引起的?XM?這部分卻隨 K點(diǎn)位置的變動(dòng)而變動(dòng)其數(shù)值 .因 K點(diǎn)在 x? 方向上的誤差是 ky? 的二次函數(shù) ,所以存在極值的問(wèn)題。 令 )/( 2 kX yddMK ??=0 則 22 /2 ??m （ n ky? 0)1 ??? ?yn 所以 01 / ynyynk ????? ? ? 在 0y? 處 ,KXM?具有極小值。這時(shí)的 K點(diǎn)就是貫通相遇點(diǎn)的最佳位置，稱為最佳貫通點(diǎn) [12]。 又 K點(diǎn)在方向上的誤差是 Ky? 的二次函數(shù)，對(duì) Ky? 求導(dǎo)得： 212220222222012221222)(/2)(//2)(/2)(/2/0201??????????yymyymmyymyymyddMKnKaKaKnkX K????????????????????下下下上上 再求二階導(dǎo)數(shù)： 0(/2)/(/ 2222220201 ????????? ? ）下上 下上 nmmmnmyddMydd aakXk K ??? 所以，KXM?存在極