礦山測(cè)量中貫通位置的選擇影響貫通誤差的分析

摘要：礦山測(cè)量的重要工作是貫通測(cè)量，根據(jù)誤差預(yù)計(jì)原理可知同樣進(jìn)行導(dǎo)線測(cè)量由于貫通位置的不同會(huì)導(dǎo)致貫通效果大為不同；本文對(duì)貫通位置影響貫通效果的原理進(jìn)行了簡(jiǎn)述，同時(shí)以新安煤礦3103工作面的不同貫通位置作為貫通點(diǎn)影響貫通精度舉例進(jìn)行了闡述。關(guān)鍵詞：貫通位置影響貫通誤差分析礦山測(cè)量的日常重要工作是一井內(nèi)掘進(jìn)巷道的貫通測(cè)量工作，不論貫通位置在軌道巷、運(yùn)輸巷還是在切眼，《煤礦測(cè)量規(guī)程》規(guī)定貫通限差應(yīng)控制在橫向土300mm,縱向土200mm；根據(jù)誤差預(yù)計(jì)原理可知，在同樣測(cè)量工作量的前提下，貫通位置選擇的不同對(duì)貫通誤差的影響也是不同的。現(xiàn)就貫通位置影響貫通精度作以下闡述。一、貫通測(cè)量中的誤差來(lái)源1、貫通測(cè)量中的誤差來(lái)源主要有3個(gè)方面：（1）起算數(shù)據(jù)引起的誤差，（2）測(cè)量方法誤差，（3）系統(tǒng)誤差；起算數(shù)據(jù)影響的點(diǎn)位誤差，主要是對(duì)附和導(dǎo)線影響較大，附和導(dǎo)線兩端起始，相當(dāng)于兩段支導(dǎo)線，故對(duì)貫通精度影響較大；因此附和導(dǎo)線的起算數(shù)據(jù)誤差是貫通誤差的重要來(lái)源，特別是不同時(shí)期測(cè)設(shè)的附和導(dǎo)線，影響優(yōu)為嚴(yán)重，所以，在進(jìn)行貫通測(cè)量方案的選擇過(guò)程中，應(yīng)盡量布設(shè)閉和導(dǎo)線。另外，考慮測(cè)量方法的誤差，主要是瞄準(zhǔn)和讀數(shù)造成的誤差；貫通測(cè)量還應(yīng)適當(dāng)考慮系統(tǒng)誤差對(duì)貫通精度的影響。2、在高科技高速發(fā)展的今天，全站儀等新儀器設(shè)備在貫通測(cè)量中得到了普遍應(yīng)用，其測(cè)距精度達(dá)2mm+2ppm，量邊誤差對(duì)貫通重要方向的影響較小，不是主要的誤差來(lái)源。二、貫通相遇點(diǎn)最佳位置的選擇對(duì)貫通誤差的影響1、一井內(nèi)巷道的貫通中，要對(duì)貫通方案進(jìn)行井下平面和高程的誤差預(yù)計(jì)。（1）垂直方向的誤差（縱向誤差）可以按照Mh=±50VH（H為公里數(shù)），可知高程方向的貫通誤差只與高程路線的長(zhǎng)度有關(guān)，兩次獨(dú)立觀測(cè)，除以丁2為中誤差，取中誤差的2倍作為預(yù)計(jì)結(jié)果。其預(yù)計(jì)結(jié)果大小與貫通點(diǎn)位置無(wú)關(guān)。（2）水平方向的誤差（橫向誤差）預(yù)計(jì)，包括量邊引起的誤差和測(cè)角引起的誤差兩方面，計(jì)算公式如下：測(cè)角誤差p=±（M/p）EVR2i量邊誤差ML二土（A+BL）cosaix式中，M為測(cè)角中誤差，與使用儀器有關(guān)，p為常數(shù)206265,Ri為各點(diǎn)到貫R'Y通重要萬(wàn)向的距離(如圖x方向?yàn)樨炌ㄖ匾较?。A、B為測(cè)距常數(shù)，L為兩連續(xù)導(dǎo)線點(diǎn)之間的距離，ai為兩導(dǎo)線點(diǎn)與貫通重要方向的夾角。2、根據(jù)誤差原理計(jì)算最佳貫通位置對(duì)于一個(gè)確定了方案的貫通，其導(dǎo)線的布設(shè)形式就可以從設(shè)計(jì)圖上表現(xiàn)出來(lái)，且誤差預(yù)計(jì)的各個(gè)數(shù)據(jù)Ri、L、ai都可以從圖上量出來(lái)，而M、A、B可以根據(jù)YR使用的儀器確定一般不可變；由于量邊誤差對(duì)于貫通誤差影響較小，而測(cè)角誤差中工R2i的變化對(duì)貫通誤差影響較大，它隨著貫通位置的不同而顯著變化。因此,YER2i的大小直接影響到貫通精度的高低，要使工R2i最小，才能使誤差最小，YY精度最高。設(shè)K為貫通點(diǎn)，M2B二土(M2/p2)ER2ixpYER2i=E(cosai|Pik|)2a為Pi點(diǎn)到貫通點(diǎn)K的距離Y——ai為Pi-K與Y'軸的夾角令S=ER2i,則S=(Y-Y)汁(YY)2+(Y-Y)2、、、、+(Y-Y)2Yk1k-2k3kiS=EY2—E2YY+EY2S=nY2—2nYEY+EY2kkiikkii由上式可以看出S是關(guān)于Y的2次函數(shù)，且開(kāi)口向上，有最小值。k對(duì)S求導(dǎo)，得：S'=—E2Y+2EYki令S'=0,貝0，—E2Y+2EY=0，Y=EY/nkiki從公式中可以得出，當(dāng)Yk=EY/n，即Yk就是各導(dǎo)線點(diǎn)在貫通方向上的Y值的平均值時(shí)，S最??；當(dāng)Y大于或小于EY/n時(shí)，S變大，并且距離EY/n越遠(yuǎn)，越靠近兩端時(shí)s越來(lái)越大。ii

三、以新安煤礦3103綜放工作面貫通工程為例說(shuō)明我礦貫通工程中在貫通位置的選擇對(duì)貫通精度的影響新安礦3103綜放工作面，傾向長(zhǎng)150米，走向長(zhǎng)800米，在巷道掘進(jìn)過(guò)程中敷設(shè)一閉和導(dǎo)線，導(dǎo)線周長(zhǎng)1800米，采用2〃級(jí)全站儀測(cè)角量邊，一次對(duì)中，一測(cè)回，獨(dú)立觀測(cè)兩次。按此進(jìn)行誤差預(yù)算（主要是測(cè)角誤差）：如圖（貫通點(diǎn)在運(yùn)輸巷計(jì)算最優(yōu)位置示意圖）：1、若貫通位置選擇在軌道巷或者運(yùn)輸巷，以運(yùn)輸巷為例，在圖上先確定貫通重要方向X：若貫通位置在最右端，求得工Y=14707,（i=l?36）,EY2=8883503ii貫通位置最優(yōu)位置為，工Y/n=14707/36=408.5，即得最優(yōu)點(diǎn)為距離最右端408.5米處；求得工Y2=2874518.0i若貫通位置在最左端時(shí)，工丫2=9325039i貫通點(diǎn)在運(yùn)輸巷計(jì)算最優(yōu)位置（距最左端408.5米）計(jì)算表上口點(diǎn)號(hào)Ry：Ry：2點(diǎn)號(hào)RyiRyi2點(diǎn)號(hào)RyiRyi23-408.5166872.320426.2181646.43-361.5130682.34-368.5135792.312-403.5162812.34-348.5121452.35-310.596410.2511-398.5158802.35-313.598282.256-260.567860.2510-377.5142506.36-240.557840.257-177.531506.257-160.525760.258-149.522350.258-55.53080.259-62.53906.259-7.556.2510-18.5342.251037.51406.251121.5462.251177.56006.251271.55112.2512151.522952.2513113.512882.2513237.556406.2514161.526082.2514294.586730.2515219.548180.2515346.5120062.316269.572630.2516448.5201152.317312.597656.2517426.1181646.418381.5145542.319426.2181646.4E221.21115234.6-753.3645767.34532.11113516.1ERyi0工Ryi22874518.02、同理，若貫通位置選擇在切眼，在先確定貫通重要方向X,：若貫通位置在最左端，求得EY=2915,（i=1?36）,EY2=382313ii貫通位置最優(yōu)位置為，EY/n=2915/36二81,即得最優(yōu)點(diǎn)為距離最左端81米處，EY2=1843801i若貫通位置在最右端時(shí)，EY2=339462i綜上所述：1、對(duì)于一井內(nèi)掘進(jìn)工作面貫通相遇點(diǎn)在重要方向上都有最優(yōu)位置。2、當(dāng)貫通巷道在最優(yōu)點(diǎn)貫通時(shí)，測(cè)角引