吉祥-昌盛两井贯通测量设计.doc

吉祥-昌盛两井贯通工程 测量设计书 前言 在矿山生产中最大的工程即是井巷贯通。在贯通中要保证各掘进工作面均沿着设计位置与方位掘进，使贯通后接合处的偏差不超限，避免对采矿生产造成严重的影响。如果贯通测量过程中发生错误未能贯通或接合处的偏差值超限都将影响井巷质量，甚至造成井巷报废人员伤亡等严重后果。在经济上和时间上给企业造成很大的损失。为此矿山测量人员有必要将贯通设计有关的理论掌握。 贯通工程概况 1、地面工程概况昌盛井、吉祥井两井坐落在一采区采矿范围内，在堡东线公路北侧。两井所处地形基本平坦，高程变化不大，无较大起伏。其中吉祥井为一采区的已经开采的矿井，现在正在延深竖井到－80中段，根据推算应掘进到－75.808m；昌盛井也正在延深竖井，在－80中段已由宏泰斜井掘进昌盛井底，其标高为－76.884m，并已开拓马头门巷道数米；吉祥井目前还没有掘进到设计深度。本次测量的测角方法采用测回法，测回数采用1测回；距离测量采用测量平距1测回，每测回读取2个数，取平均值；采用三角高程测量方法确定各近井点标高，仪器和觇标高在观测前后各丈量一次，两次丈量的互差不大于4mm，取其平均值作为丈量结果。其测量工作限差导线全长相对闭合差1/3000，测角中误差30”。同时制定相应的定向安全技术措施 2、 井下工程概况 根据设计本次贯通工程，将从昌盛井下已有的巷道开口，开掘至吉祥井附近的cm1003矿块两井分界线，由昌盛井掘出的井巷与吉祥井掘进的巷道相向掘进贯通。 3、 地面和井下现有的测量控制点情况 两井地面已分别建立了近井点，但目前还没有进行统一的联测，无法确定两井近井点是否是统一了坐标系统。井下原开采的巷道已测量的控制点无法与下掘的－80m中段进行联系测量，因此只有再次从地面近井点进行－80m的定向及导入高程测量。 一、 贯通工程测量导线设计及工作限差 1、两井近井点进行地面连测 建立昌盛－吉祥两井的近井点。为了建立统一的平面坐标系统和高程系统，必须对两井地面近井点进行闭合导线测量。近井点的导线测量精度应能满足传递到井下平面控制导线的要求，根据地面两井的位置及地形情况，采用导线联测最为实用和经济。在两井附近分别建立近井点（已建立），并独立自成一个闭合系统，坐标采用原坐标系统（1954北京坐标系），标高采用原高程系统（1956黄海高程系）。这里我们选择10”级导线进行闭合导线测量；其各项限差分别定为一般边长小于200m，测角中误差10”，导线全长相对闭合差1/10000。测角方法采用测回法，测回数采用1测回；距离测量采用测量平距1测回，每测回读取2个数，取平均值；采用三角高程测量方法确定各近井点标高，仪器和觇标高在观测前后各丈量一次，两次丈量的互差不大于4mm，取其平均值作为丈量结果。作业时间选择在晴天、成像清晰和气象条件稳定时进行。测线选择高出地面和离开障碍物1.2米以上。观测工作结束后，及时整理和检查外业观测记录本，确认记录本中的所有计算正确、观测成果满足各项限差要求，方可进行内业计算。 2、两井井下导线设计及工作限差 根据现在的开拓方式及采矿需要，从昌盛井向吉祥井方向掘进，其中在掘进约12m左右巷道将拐向，其拐向后掘进约118m左右将与吉祥井掘进的巷道相贯通。从吉祥井向昌盛井方向掘进，其中在掘进约13m左右巷道将拐向，其拐向后掘进约70m左右将与昌盛井掘进的巷道相贯通。根据以上的井巷开拓设计及其工程量与测量贯通距离，确定工程限差；采用30”导线进行本次贯通测量，能满足工程要求。其测量工作限差导线全长相对闭合差1/2000，测角中误差30”。水平角观测采用测回法，同一测回中半测回互差40”。同一条巷道所有测点统一编号，并将编号明显地标记在测点的附近。边长测量采用全站仪直接测量平距，每测回测量两次，取平均值作为观测成果。高程控制采用三角高程测量方法，每站一测回，三角高程导线的高程闭合差不大于100mm√R（R为导线长度，以公里为单位），仪器高和觇标高在观测结束后用5m钢卷尺丈量，丈量要求到毫米。 3、矿井联系测量 本次矿井联系测量主要解决的问题，一是竖井定向，其任务就是确定 1 井下经纬仪导线起算边的坐标方位角； 2 井下经纬仪导线起算点的纵横坐标X和Y； 3 井下确定井下标高基点的高程H。 即解决平面坐标传递和高程传递。两井贯通工程中的各井开拓巷道的方向标定关系到井巷在平面上的准确贯通，因此要求保证井上下采用统一的坐标系统和高程系统。。 前两项任务是通过矿井定向完成的；第三项任务是通过导入高程完成的。 ⑴定向投点 投点方法采用垂球线双重投点法，即在投点过程中下放垂球线时，垂球的重量不大于两公斤，当垂球线下放到定向水平后，取下下放钢丝时的垂球，固定定向钢丝，挂上定向用的重垂，即20公斤以上重的垂球。 ⑵稳定垂球 垂球的稳定采用水桶方法进行。即在挂上垂球后，在垂球下方放上水桶，然后在水桶里装满水，用以稳定垂球。减小垂球的摆动幅度，尽量减少因垂球摆动给测量带来的不利影响， ⑶连接测量 在投点工作完成后，立即进行井上下的连接测量工作。连接测量的任务是在地面测定两垂球线的坐标及其连线的方位角；在定向水平上，根据垂球线的坐标及其连线的方位角来测定井下导线起始点的坐标与起始边的方位角。此次连接测量采用瞄直法，在连接点上用测回法依次测定钢丝1和钢丝2与井下待定点和待定边的坐标和方位角；距离测量采用全站仪测距，要求井下连接的角度和距离测量精度与地面测量精度一样。 ⑷高程联系测量 高程联系测量的任务，就在于把地面的高程系统，通过竖井传递到井下高程测量的起始点上。本次高程导入采用两把100m钢尺连接的方法，测量井台到井底马头门底板之间的距离。井上对准钢尺的末端，井下同时读取钢尺另一端读数，一次得到全井深，并通过计算得到井下标高。其精度控制在两次导入的之差不超过1/4000。 贯通允许误差参数确定 1、本次各项测量的误差参数均根据测量规程中的限差规定求得。 1）地面导线的测角误差根据规程得测角中误差 10” 2）地面量边误差按NTS-202全站仪的测距标称精度 （55ppm）mm 3）井下导线测角误差根据规程得30”级井下基本控制导线测角中误差 30”。 4） 井下导线量边误差根据Red mini2型测距仪的标称精度 （55ppm）mm 5） 地面三角高程测量误差按照规程限差求算四等水准测量每千米的高差中误差 50mm 6）导入高程误差按照规程限差求得一次导入高程的中误差 7）井下三角高程测量误差根据规程反算求得每公里的高差中误差为 100mm。 2、一井几何定向 两井均采用一井几何定向，在两井内各下两根钢丝如，顶中盘法摆动投点在井底选一结点后视近井点。观测两钢丝，地面以10”导线施测连接导线，井下布设30”导线连接。 一井定向的连接方法为一井定向中投点误差影响比较大所以应采取一定的措施来减小投点误差的影响，其措施有 a尽量增加两垂球间的距离，并选择合理的垂球线位置，尽量使两垂球线连线方向与气流方向一致，这样尽管沿气流方向的垂球线偏差可能很大，但是最危险的方向即垂直与两垂球线连线方向的偏斜却不大，从而可以减小投向误差； b尽量减小马头门处气流对垂球线的影响，定向时最好停止风机运转或增设风门，以减小风速； c采用小半径、高强度的钢丝，适当加大垂球重量，并将垂球浸入稳定液中； d减少滴水对垂球线及垂球的影响，在淋水大的井筒，必须采取挡水措施，并在大水桶上加挡水盖。 3、一井定向的工作组织包括 a准备工作 l 选择连接方案，作出技术设计； l 定向设备及用具的准备； l 检查定向设备及检验仪器； l 预先安装某些投点设备和将所需用具设备等送至定向井口和井下； l 确定井上下的负责人，统一负责指挥和联络工作。 b制定地面的工作内容及顺序； c制定定向水平上的工作内容及顺序； d定向时的安全措施 l 在定向过程中，应劝阻一切非定向工作人员在井筒附近逗留； l 提升容器应牢固停妥； l 井盖必须结实可靠地盖好； l 对定向钢丝必须事先仔细检查，放提钢丝时，应事先通知井下，只有当井下人员撤出井筒后才能开始； l 垂球未到井底或地面时，井下人员均不得进入井筒； l 下放钢丝时应严格遵守均匀慢放等规定，切忌时快时慢和猛停，因为这样最易使钢丝折断； l 应向参加定向工作的全体人员反复进行安全教育，以提高警惕。在地面工作的人员不得将任何东西掉入井内，在井上工作的人员均应配带安全带； l 定向时，地面井口自始至终不能离人，应有专人负责井上、下联系。 4、一井定向的精度估算如下根据规程规定及有关资料的分析 ； ； ； ； ； ； ；； ； 其中，n测回数。 其中，一个测回的测角方法误差 ；测角时仪器对中的线量误差。 其中，测角的误差。 定向误差 5、井下基本控制导线 1 经纬仪测距仪导线 精度估算如下 测角误差 量边误差 井下导线总误差 2）设起算点无误差只有起算方向有误差 为井下起算方向误差 其中，各结点与终点K连线在轴上的投影长度。 此数据不能作为井下导线的精度分析，在此只是验证一井几何定向的方位角误差对井下导线的精度影响。 高程测量设计 1、精度估算如下 三角高程路线长R0.21km其往返闭合差 高差中误差 2、立井导入标高测量方案 本次导入标高采用两根100m钢卷尺连接的方式，一次导入标高。在井上下分别读取钢尺读数，量的井筒全深。用井台标高减去井筒全深，得到井下高程测量起算点标高。 井下三角高程测量方案 井巷光电测距和经纬仪高程法 量边误差 测倾角误差 6mm 量仪器高的误差 三角高程总误差 误差预计 1、通相遇点K在水平重要方向的误差预计 1）近井点的误差影响 地面采用30”导线控制，因此只有边长误差影响最大 其中，近井点之间边长误差。 ＝ 其中， 固定误差；b比例误差；S边与贯通重要方向之间夹角。 2）定向误差影响 3）井下控制导线误差影响 测角误差 量边误差 井下导线总误差 4）贯通相遇点K在水平重要方向的总误差 2、贯通相遇点K在竖直方向的误差预计 导入高程误差影响 三角高程误差影响 量边误差 测倾角误差 5mm 量仪器高的误差 三角高程总误差 通相遇点K在竖直方向的总误差 以上计算说明该贯通巷道在水平和竖直方向上的误差预计，，均小于允许偏差的要求，则本设计所采用的方案在精度上可行能满足贯通工程规定的要求。 实施贯通测量方案步骤 根据-80m运输巷的贯通工程施工情况和我公司测量仪器，设备及技术条件在实施贯通测量方案时决定采用以下步骤进行。 1调查了解待贯通井巷的实际情况，根据贯通的容许偏差，选择合理的测量方案与测量方法。对该贯通工程编制贯通测量设计书，进行贯通测量误差预计，以验证所选择的测量方案，测量仪器和方法的合理性。 2）依据选定的测量方案和方法，进行施测和计算，每一施测和计算环节，均须有独立可靠的检核，并要将施测的实际测量精度与原设计书中要求的精度进行比较。若发现实测精度低于设计中所要求的精度时，应当分析其原因，采取提高精度的相应措施，否则返工重测。 3）根据有关数据计算贯通巷道的标定几何要素，并实地标定巷道的中线和腰线。 4）根据掘进巷道的需要，及时延长巷道的中线和腰线，定期进行检查测量和填图，并按照测量结果及时调整中线和腰线。贯通测量导线的最后几个测站点必须牢固埋设。最后一次标定贯通方向时，两个相向工作面之间的距离不得小于30m。当两个掘进工作面之间的距离在剩下1520m，测量负责人应以书面形式报告公司技术负责人以及安全检查和施工区队等有关部门。 5）巷道贯通之后，应立即测量出实际的贯通偏差值，并将两端的导线连接起来，计算各项闭合差。此外，还应对最后一段巷道的中线和腰线进行调整。 贯通测量中应注意的问题 1、注意原始资料的可靠性，起算数据应当准确无误。使用地面控制点的资料时，必须对原点的精度.控制点位是否受到采动影响等了解清楚，必要时应实地进行检查测量。 对于地面控制点和井下测量起始点，务必查明确无破坏和位移后方能使用。 对于工程设计的资料，特别是巷道的方位，坐标，距离，高程，坡度等，要进行认真的检核。 2、各项测量工作都要有可靠的独立检核。要进行复测复算，严防产生粗差。对于贯通工程，在进行复测时，应尽可能换人观测和计算，条件允许时，最好换用测量仪器和工具，复测合格后方可施工。 3）贯通工程精度要求很高。要采取提高精度的相应措施。例如，设法提高定向测量的精度；在施测导线时，要尽可能增大导线边长，并用光电测距仪量边。对井下边长较短的测站，要设法提高仪器的对中精度，如采取防风措施，采用光学对中，加大垂球的重量，增加重新对中的次数，或者采用三架法测量。斜巷中测角要注意仪器整平的精度，并考虑全站仪的竖轴的倾斜改正。。 4）对施测结果要及时进行精度分析，并与原误差预计的精度要求进行比较，各个环节都不能低于原精度要求，必要时要进行返工重测。 5）利用测量成果计算标定要素时，注意不要抄错或用错已知数据资料。实地标定时，注意不要用错测点。井下测点的标志编号要醒目、清晰。 6）贯通巷道掘进过程中，要及时进行测量和填图，并根据测量成果及时调整巷道掘进的方向和坡度等。 三、定向安全技术措施 为保证该项工程的顺利进行，以及确保参加人员和设备的安全及使用，现制定如下措施，望有关人员遵照执行。 （一）地面工作内容及顺序 1、 将参加定向一人送到井下定向水平； 2、 将提升容器可靠地固定，固定位置应高于定向绞车； 3、 盖上井盖和安装绞车； 4、 拴上一定重量的矿石和下放钢丝； 5、 固定钢丝； 6、 测量角度和丈量边长。 （二）井下工作内容和顺序 1、 定向一人到达井下后，首先与井上人员用对讲机进行联络，以保证通讯畅通； 2、 下放钢丝时井下定向人员应四时刻注意钢丝，待钢丝下放到定向水平后，及时联络井上人员停止下放钢丝； 3、 挂上重锤，保证重锤和钢丝连接牢固； 4、 继续下放钢丝到井下口水中，稳定重锤； 5、 离开井筒后，通知井上人员进行观测； 6、 观测钢丝摆动情况； 7、 听候井上观测结束信号，等待井上人员下到定向水平，进行井下定向； 8、 井上人员下到定向水平后，即刻开始进行进行观测； 9、 测量方法以摆动观测为主； 10、 井下观测结束后，升井一人； 11、 井下一人待观测人员升井后，听候井上人员指挥，取下重锤，发出提升钢丝的信号； 12、 井下定向人员升井，定向结束。 （三）定向时的安全技术措施 在进行联系测量时，应特别注意安全，否则极易产生意外事故。为此，必须采取下列措施 1、 在定向过程中，一切非定向人员禁止在井筒附近停留； 2、 提升容器应牢固停妥； 3、 井盖必须结实可靠地盖好； 4、 对定向钢丝必须事先进行仔细检查，提放钢丝时，应事先通知井下，只有当井下人员撤出井筒后才能开始； 5、 下放钢丝时应严格遵守均匀慢放，切忌时快时慢和猛停； 6、 重锤未到井底或地面时，井下人员不得进入井筒； 7、 在地面工作的人员不得将任何东西掉入井内，在井盖上工作的人员均应配戴安全带； 8、 本次定向得井上下联系和指挥由测量工程师侯建中负责； 9、地面井口始终不能离人。 10、要求参加定向人员必须在相应的安全措施上签字，以确认在定向时按设计要求进行，确保自身的安全和不伤害他人为己任。 贯通工程结束后进行技术总结，进行精度分析，并评定各项测量精度。 附1. 测量导线设计图 编制侯建中 2008年12月25日 第 17 页 共17页