宝山矿区深部斜井贯通测量误差分析与实践

罗婴明，何平生

（江西荡坪钨业有限公司，江西 大余 341514）

宝山矿区深部斜井贯通测量误差分析与实践

罗婴明，何平生

（江西荡坪钨业有限公司，江西 大余 341514）

贯通工程质量取决于贯通方案是否合理以及测量方法与精度。研究以宝山矿区-115 m～-145 m中段提升斜井与人行斜井贯通测量为例，分析了井下导线测量方法和成果的准确性对贯通精度的影响，对测量过程中出现常见问题提出了应对措施与建议，并对贯通精度进行了误差预计。利用伪倾角法进行贯通腰线的标注，提高了工程质量和效率。研究结果对此类贯通工程具有一定的借鉴意义和指导作用。

提升斜井；人行斜井；贯通测量；测量精度

随着金属矿山的建设，贯通工程相当重要且尤为常见。为保证工程顺利进行，缩短工期和减少工程投资，减小测量人员劳动强度，本研究立足本矿的实际情况。以宝山矿区-115 m～-145 m水平中段提升斜井与人行斜井贯通测量误差预计为例，对有关方法和技术进行探讨和总结。

1 工程概况

宝山矿区属于江西荡坪钨业有限公司下属矿山，1967年投产至今已经开采49年。本次贯通工程是宝山矿区深部采矿延伸工程在-115 m中段下30 m处，向西南方向开拓-115 m～-145 m中段主斜井和人行斜井。该矿区-115 m中段以上的探矿、开拓工程也已经基本结束，开发-115 m中段以下矿产资源已成当务之急。迫切需要尽早完成-115 m～-145 m中段主提升斜井工程的施工，为矿区生产提供接替资源和深部开拓矿产资源提供依据。本次贯通工程施测示意图如图1所示。

图1 贯通工程施测示意图Fig.1 A schematic diagram of the holing-through project

2 贯通测量方案

2．1 起算边的确定

贯通测量起算数据为-15 m中段竖井口附近的J1-J2 边。J1-J2 方位角为：35°01′10″，J2 点坐标为：X：28 771.420，Y：27 582.065，Z：-12.482。

2.2 井下导线测量方法与措施

2.2.1 工具的选择与检查

贯通测量仪器采用南方NTS-342R全站仪测角精度为±2″，测距精度为±3 mm+3×10-6D。开始测量前校准仪器水平轴与竖轴，调节水平与垂直微调螺旋检查其水平垂直是否有位移情况，利用光学对中器对中，检查与减少仪器误差对测量产生的影响。

2.2.2 导线测量

井下导线测量，采用7″导线技术要求，导线前、后视方向的盘左和盘右，将盘左和盘右换算后取平均值，可以在提高测角精度的同时检查其错误。导线观测，采用往返测回法，盘左盘右各观测两测回，如果测回超限时，应进行重测。在布设导线点时，尽量选择以直伸形式布设，减少转折角个数带来的边长误差和测角误差对横向贯通误差的影响。根据井下7″导线测量技术要求，计算盘左盘右观测平均值闭合差 L（L=盘左平均值+盘右平均值-360°）[1]。在观测过程中水准管气泡不得偏离中心一格，当接近限值时应重新整平仪器。

导线测量采用往返复测支导线的测量方法。整个导线采用全站仪两测回方法，平面控制采用7quot;级控制导线，精度要求半测回互差不大于12″，一测回2C 值不大于 20″[2]。

边长测量和角度测量同时进行，完成角度测量马上进行边长测量。观测前，应测量对站点、前后视站的温度和气压，取其平均值，将平均值输入仪器中。边长测量往返测量4次，取其平均值作为最后结果。每次较差小于3 mm，返测较差小于5 mm。

2.3 误差的来源及分析

在贯通测量过程中，主要可分为测角引起的误差、量边引起的误差、三角高程点引起的误差。

测角误差主要来源于：（1）仪器本身产生的误差称为仪器误差。（2）操作时产生的误差，因瞄准和读数引起的误差。（3）外界条件引起的误差，如井下湿度、温度、矿尘量、照明等方面产生的误差。

量边引起的误差主要来源于：（1）真空中光速值的测定误差。（2）大气折射率的误差。（3）仪器加常数测定的误差。（4）棱镜常数测定的误差。

三角高程点引起的误差主要来源于：（1）水准气泡居中的误差。（2）望远镜瞄准误差。（3）仪器误差。（4）人为及外界条件的影响。

在水平重要方向X轴方向上的贯通误差中测量误差及量边误差是最主要的误差来源。在竖直方向上的贯通误差中三角高程点是最主要的误差来源。

3 贯通测量误差预计

3.1 误差参数的确定

根据《冶金矿山测量规范》的规定。取得井下导线测角中误差为：mβ=±15quot;。边长测量误差参数根据南方NTS-342R全站仪测距标称精度，求得偶然误差为a=0.005与系统误差b=0.000 005[3]。

3.2 贯通相遇点K的误差估算预计

以-145 m中段主斜井与-115 m中段贯通中心点与相遇点在水平重要方向上的中误差为例。导线点由-15 m中段起算边J1-J2沿-15 m中段主斜井径路中心线正巷布设导线直至-145 m中段相遇点K2，-115 m中段人行斜井布设导线直至主斜井中心点为K1点。确定-115 m～-145 m中段主斜井中心点的坐标及高程，再利用坐标反算计算出方位角、倾角、坡度。然后按计算的坐标方位角、坡度进行施工。直至主斜井贯通，贯通后导线联测，形成-115 m中段正巷—人行斜井-145 m中段正巷形成闭合导线。因此工程贯通重要方向X方向的中线的水平偏差[1]，就是由导线点测量引起相遇点的误差。按井下导线点支导线的误差计算公式可得出。

3.2.1 导线测角误差

井下导线测角误差对贯通点的影响计算公式见式（1）所示。

式中：mβ为井下导线点的测角中误差，根据井下导线基本控制导线测量的要求这里取测角中误差为15＂。ρ为固定值206 265，∑Ryi2为井下测角导线点第i点连线投影长的平方和，Ryi由预计图上直接量取。

井下导线各测角误差对贯通点K1和K2的影响，由施测图1上分别求得：∑RyK12=271 094.3 m和∑RyK22=147 446.8 m。代入公式（1）分别得MXBK1=0.037 m和MXBK2=0.027 m。

3.2.2 导线量边误差

在误差预计中，导线点对贯通相遇点的影响，可由公式（2）计算。

式中：a为井下量边偶然误差系数，根据仪器标称精度取精3 mm+3×10-6D按井下导线一般不超过100 M，得出 a=0.000 3+3×10-6×46=0.004 m；l为井下导线边i条边的边长，m；α为导线各边与X轴间的夹角，（°）[4]。

井下导线由施测图1上的贯通相遇点K1和K2分别求得∑m2cos2iK1=1 076.4 m和∑m2cos2iK2=811.39 m，代入公式（2）得到：MiK1=0.001 m 和 MiK2=0.001 m。

3.2.3 贯通在水平重要方向X轴的中误差

井下导线点测角误差和导线点量边误差引起的K1、K2点在X轴上的总中误差可根据公式（3）取中误差值的2倍为预计误差。

将 MXBK1、MiK1和 MXBK2、MiK2数据代入公式（3）得M2XK1=0.043 m，M2XK2=0.027 m。取2倍中误差为预计误差，得 M2XK1预=0.086 m 和 M2XK2预=0.054 m。

3.2.4 高程误差预计

井下三角高程测量误差引起贯通点K1、K2的误差，可按公式（4）计算确定。

式中：mh0为根据井下斜巷高程测量数据分析得出的高程测量每千米高差中误差，按基本控制精度施测取得30/2=15 mm；L为井下高程测量路线长度，m。

根据施测图1上的K1、K2贯通点三角高程导线总长求得LK1=608 m和LK2=724 m，代入公式（4）得：MHK1=0.037 m和MHK2=0.040 m。取2倍中误差为预计误差，得 MHK1预=0.074 m 和 MHK2预=0.080 m[5]。

3.2.5 贯通测量中伪倾角方法

在贯通测量过程中，当巷道每掘进到一定距离时，就要及时进行中腰线的标定工作，针对斜井测量过程中出现的伪倾角的问题，利用fx-5800p计算器编制了程序：“A”?→A?（（90°-（tan-1（cos（C-A）×tan（Q））））°◢“B”?→B?（（90°-（tan-1（cos（B-C）×tan（Q））））°?

程序中：A为左帮伪倾角读数，B为右帮伪倾角读数，C为水平读数，Q为设计斜井角度。

3.3 效果分析及贯通提高贯通精度措施

巷道贯通后，经过联测，实际偏差与预计的误差比较结果如表1所示。

表1 贯通测量实际偏差与预计误差比较结果Tab.1 The contrasting results between actual deviation and prediction error

从表1贯通预计误差和实际结果对比，贯通点的偏差完全符合《冶金矿山测量规范》规定要求[6]。此次工程顺利贯通后测量证明，此次贯通测量误差预计，符合设计书和满足了贯通工程的需要，达到了前期技术设计的目的，满足了贯通之初的工程需要。贯通误差预计结果只是贯通测量工作的基础，因此需在施工过程中，及时对斜井的中腰线进行标定。掘进到一定阶段或一定长度时，要及时进行测量和填图，根据测量结果及时调整巷道掘进方向和坡度。以控制掘进工作面按设计要求进行掘进。在测量环境允许范围内尽可能的增长导线边长，减小方位角传递误差，以调高贯通精度[7-8]。

4 结语

研究在-115 m～-145 m中段提升斜井贯通测量过程中，确定了起算边，采用往返复测支导线的方法进行了导线测量，同时分析了误差的来源并在贯通工程中进行了预计，提高了贯通的精度。

（1）在施测前首先要根据巷道实际情况，选择合理的测量方案、测量仪器和方法。认真做好贯通工程误差预计，各项测量中误差宜采用该矿统计分析的实际值。

（2）测量前要认真做好仪器的检核工作（有条件的可送专业的检核机构进行），避免仪器造成不必要的误差。

（3）施测中采用伪倾角法进行腰线的标注，可利用编程计算器先编好伪倾角计算程序现场计算，提高工作效率，减轻工作强度。

对于类似井下贯通工程，采用该方法进行误差预计，根据贯通工程实际情况选择合理的测量方案和手段；在施测过程中严格执行测量规程减少各环节中测量误差的影响，才能确保工程安全准确的贯通，达到设计预期的效果。

[1] 干正如，曾宪珪，钟晓阳.某中段副斜井贯通设计及误差估算[J].有色金属（矿山部分），2009，（6）：11-16.GAN Zhengru，ZENG xiangui，ZHONG Xiaoyang.The run-through design and error estimate of auxiliary slope-shaft in an inside segment[J].Journal of Nonferrous Metals（Part of Mine），2009，（6）：11-16.

[2] 干正如，李沛鸿，刘陶胜.全站仪在斜井贯通中的误差分析及应用[J].黄金，2011，32（3）：37-41.GAN Zhengru，LIPeihong，LIU Taosheng.Erroranalysisand application of total station in inclined shaft piercing project[J].Gold，2011，32（3）：37-41.

[3] 马晋虎.长平公司Ⅲ2309工作面贯通测量技术探讨[J].矿山测量，2013（6）：88-90.

[4] 何月刚，王长江，石广民.金岭矿业提升斜井贯通测量实践[J].矿山测量，2012（5）：21-22.HE Yuegang，WANG Changjiang，SHI Guangmin.Jinling mining inclined shaft lifting through the measurement practice of[J].Mine Surveying，2012（5）：21-22.

[5] 张虎保.焦冲金矿-460～-580 m中段盲回风斜井贯通测量实践[J].有色金属（矿山部分），2010，62（3）：51-54.ZHANG Hubao.Through survey practice on blind inclined returnair shaft in-460～-580 m middle segment in Jiaochong goldmine[J].JournalofNonferrousMetals（PartofMine），2010，62（3）：51-54.

[6] 中华人民共和国冶金工业部．冶金矿山测量规范[M]．北京：冶金工业出版社，1992.

[7] 庞国强.煤矿井下长距离贯通测量实践 [J].矿山测量，2016，44（2）：15-17，52.PANG Guoqiang.Practice of long distance holing through in coal mine[J].Mining Survey，2016，44（2）：15-17，52.

[8] 刘兆富，任洪文，韩智尧，等.贯通测量误差预计自动化的研究与应用[J].中国高新技术企业，2013（16）：44-45.

（编辑：游航英）

行业信息

D

矿山企业矿权转让信息

广西龙华矿业有限公司

6个探矿权为稀土矿种：广西凭祥板斗钛铁矿，广西玉林市北流市凤凰垌银矿，广西玉林市北流市隆盛铅锌矿，广西玉林市北流市石玉金矿，广西玉林市容县黎村银矿，广西玉林市容县杨梅铜矿。各矿区内均有县级公路或乡级公路通过；探矿权面积172.48 km2，稀土矿石量19 233.7万t，稀土氧化钨全相147153.2t、离子相 88948.3t。

邵阳江钨瑞鸿矿业有限公司

矿山位于湖南省邵阳市洞口县那溪乡，主要开采矿种为铜矿和钨矿，矿区面积2.1km2，采矿许可证有效期5年。

矿山没有正式开采，仅完成了生产探矿工作，目前处于筹建之中。矿区初步圈定24个单、细脉带型钨矿体，估算矿石量 1339 万 t，WO3金属量（332+333）为23104t，WO3平均品位0.16%。其中332级资源量 3 112 t，333级资源量19992t。石英大脉矿体资源量2778t，平均品位0.25%。

矿山距离洞口县城60 km，距离沪昆高速30 km。

联系人：李先生

联系电话：0791-86219536

The Holing-thorough Measurement Error Analysis on the Deep Inclined Shaft of Baoshan Mining Area

LUO Yingming,HE Pingsheng
(Jiangxi Dangping Tungsten Industry Co.,Ltd.,Ganzhou 341514,Jiangxi,China)

The quality of holing-through projects depends on the measurement accuracy.Using the holing-through measurement of the hoisting inclined shaft and pedestrian inclined shaft in the middle section of Baoshan Mining area (-115 m～-145 m)as the case,this paper analyzes the impact of downhole traverse measuring method and result accuracy on holing through precision.Countermeasures and suggestions for the common problems arising in the measures process were then put forward.The false dip method is used to mark the through waist line,which improves the quality and efficiency of the project.The results provide favorable reference significance for similar projects.

hoisting inclined shaft;pedestrian inclined shaft;holing-through survey;measurement accuracy

TD175+.5

A

10.3969/j.issn.1009－0622.2017.05.009

2017-08-16

罗婴明（1986-），男，江西赣州人，助理工程师，主要从事矿山测量工作。

何平生（1969-），男，江西赣州人，高级工程师，主要从事矿山测量和技术管理工作。