教學(xué)案例：貫通測量方案設(shè)計

案例：貫通測量方案設(shè)計及精度預(yù)計設(shè)計書

一、設(shè)計專題

冠山礦一、三井間-540大巷貫通測量方案設(shè)計及精度估算和技

術(shù)造價

二、測區(qū)概況

北煤公司關(guān)山煤礦原轄一井、二井和三井三個礦井。其中，一井

為中央并列立井和二段暗斜井分水平采礦開拓方式，二、三井為斜井

開拓。現(xiàn)為了開拓深部煤層時，改善與屬于通風(fēng)條件，決定將三井合

并，將原一井新開拓一對豎井（主井及副井）延伸到-540米水平，

掘進(jìn)一對主石門及-540米水平大巷。原三個井所產(chǎn)煤炭全部經(jīng)由-540

米水平大巷運到新豎井提升。為加快工程速度，-540米水平東翼大

巷有一井和三井兩端同時以全斷面巷道相向掘進(jìn)貫通。

本巷道貫通貫通測量路線井上、下閉合總長度共約9km,其中在

-540米水平大巷中尚需實掘2300米。施工所在巖層大部分為沙頁巖,

地質(zhì)情況比較簡單。圍巖穩(wěn)定，地壓不大。支護(hù)方式一律采用錨噴。

巷道掘進(jìn)方式為風(fēng)動式鑿巖機打眼，火藥爆破，顫抖式裝巖機裝車，

礦車運輸，巷道斷面寬3.5米，拱高2.5米。

冠山一井新豎井井口標(biāo)高+210米，井底車場標(biāo)高-542米，井深

752米左右。貫通大行坡度為5%（三井高，一井低）。

從目前巷道施工位置及掘進(jìn)速度考慮，貫通相遇點選在三井第二

段暗斜井甩車場西側(cè)，設(shè)7點與設(shè)9點之間k處。

按照《〈煤礦測量規(guī)程》規(guī)定和巷道工程要求，本次貫通在水平重要

方向X上，允許偏差為臨允=±0.5米，高程方面的偏差允許值為Mz允

=±0.2米。

現(xiàn)在已知條件已給出，國家二等控制點A（石廠）為：

XA=4628191.41YA=56287.43邊長SAB=4151.137SBC=3367.436坐標(biāo)方

位角aAB=41°38'44〃.26aBe=312°36,12〃.94礦區(qū)范圍為：東經(jīng)

129°39z到120°54,北緯41°45'到41。54'采用3°高斯投

影帶，第40帶中央子午線為L。=120°。

三、冠山礦一、三井間-540大巷貫通測量方案設(shè)計

（一）平面測量方案設(shè)計

1）地面兩近井點導(dǎo)線測量

由于礦區(qū)保護(hù)不善，一井和三井近景點已經(jīng)遭到破壞，必須重新

設(shè)置兩點，根據(jù)礦區(qū)所在國家三角網(wǎng)，用控制網(wǎng)點水神廟、疙瘩山、

平頂山插入三井近井點，用控制網(wǎng)點疙瘩山、大黑山、石廠定角測出

一井近井點，都按照四等三角規(guī)格施測。兩近井點間布設(shè)一級導(dǎo)線，

敷設(shè)方向應(yīng)與欲掘巷道方向大體一致，根據(jù)《煤礦測量規(guī)程》（2010

版）規(guī)定，每條導(dǎo)線長500m左右，測距相對中誤差1/30000,導(dǎo)線全

長下相對中誤差1/20000用拓普康GTS-750全站儀，此全站儀測角精

度1〃，測距精度士（2mm+2ppm*Dm）mm。測回法四測回,測回互差

小于±5〃，方位隹最大閉合差小于±10”。測距三測回，一測回最

大互差10mm,單程測回間最大互差15mm,往返測回互差行

（2mm+2ppm*Dm）mmo布設(shè)導(dǎo)線形狀和位置已繪到平面圖上。

扎蘭考（ID

平頂山（心

疙瘩山（I）

三力

水神廟（I）

大黑山（工）

八差山（ID

井（加

石廠（IL）

si一并和三井附近三角點,（示意圖）

2）定向測量

①主副井一側(cè)

在主副井筒中各掛一根垂球，用油或者水作為穩(wěn)重，根據(jù)一號井

近井點，和導(dǎo)線上的已知點，在主副井間建立導(dǎo)線，測定兩垂球A,

B的坐標(biāo)，敷設(shè)地面連接導(dǎo)線時應(yīng)盡量減少導(dǎo)線點數(shù)，減小角度帶來

的誤差。從近井點引來的節(jié)點0到垂球線A,B的導(dǎo)線應(yīng)盡可能是起延

兩垂球線連線方向延伸。使兩垂球顯得相對精度更高，地面采用5〃

級導(dǎo)線，地下采用7"級導(dǎo)線，導(dǎo)線敷設(shè)形狀與位置在平面圖上已經(jīng)

畫出。

②三號井一側(cè)

由于三號井是斜井，可直接用測距導(dǎo)線導(dǎo)入定向，即在洞口附近

后洞內(nèi)設(shè)置一條定向邊，（在平面圖上已經(jīng)畫出）仍可用平面測量中

的拓普康GTS-750全站儀，敷設(shè)7〃級導(dǎo)線，測回法兩個測回，同一

測回中半測回互差不超過±20”，兩測回間互差不超過±12”。測邊時一

測回讀數(shù)較差不大于10mm,單程測回間較差不大于15nlm；往返觀測

同一邊長時，換算為水平距離后的互差，不得大于1/6000。

3）井下導(dǎo)線測量

地下導(dǎo)線應(yīng)盡量沿線路中線布設(shè)，邊長要接近等邊，一般邊長小

得小于60m,不得大于200m。敷設(shè)7”級導(dǎo)線，測回法兩個測回，同

一測回中半測回互差不超過±20”，兩測回間互差不超過±12”。測邊時

一測回讀數(shù)較差不大于10nlm,單程測回間較差不大于15nlm；往返觀

測同一邊長時，換算為水平距離后的互差，不得大于1/6000,用拓

普康GTS-750全站儀。一井一側(cè)從主副井定向邊開始敷設(shè)，根據(jù)上述

規(guī)定敷設(shè)到欲挖掘巷道盡頭，三井一側(cè)類似一井，隨著航道開挖，先

敷設(shè)邊長較短精度較低的施工導(dǎo)線，而后敷設(shè)高等級導(dǎo)線對低等級導(dǎo)

線進(jìn)行檢查校正。保證巷道在X，方向上的精度。

（二）高程測量方案設(shè)計

1）地面兩井口高程基點測量

根據(jù)所給資料以及兩井之間距離，可采用四等水準(zhǔn)測量，根據(jù)《煤

礦測量規(guī)程》（2010版）規(guī)定，四等水準(zhǔn)測量要求入下表第3行所示,

測區(qū)一三井位置和水準(zhǔn)路線如下圖所示。

每公里環(huán)線或儀給水準(zhǔn)往返互井、環(huán)線或附

觀測次數(shù)

高升中用合路合路線閉合萍

等級

數(shù)中誤線長度與已知附合或,”也山地

井(mm)(km)級別標(biāo)尺點聯(lián)測環(huán)線(mm)(mm)

往返各

DS1因瓦往一次

一次IL±4Vn

土6JU±\4

木質(zhì)往返各往返各

等DSi

雙面一次一次

四木質(zhì)往返各

±1015DS,往一次±20VI士6G

等雙面一次

木質(zhì)雙

等往返各

±205DSio面或單往一次±\2-Jn

外一次±4OVA

面

圖2地面水準(zhǔn)路線布設(shè)草圖

2)導(dǎo)入高程

將經(jīng)過檢定的鋼尺掛上重錘，自由懸垂在井中。分別在井上和井

下安置水準(zhǔn)儀，在A、B點上讀數(shù)出和b2,然后在鋼尺上讀數(shù)5和a2,

同時記下地上于地下的溫度，由此可以計算出B點的高程。可采用兩

次儀器高和移動鋼尺進(jìn)行兩次兩測回測量其高程。兩次儀器高的高差

互差小于3mm,兩次觀測互差小于H/8000(H為井深)。

平巷中用S3水準(zhǔn)儀后前前后往返觀測，往返測高差的較差按《煤

炭測量規(guī)程》不得超過高程閉合差±50mmG（R為水準(zhǔn)點間的路線

長度，以km為單位）。

斜巷中采用三角高程測量與導(dǎo)線同時施測。儀器高和覘標(biāo)高應(yīng)在

觀測開始前和結(jié)束后用鋼尺各量一次。兩次丈量的互差不得大于4mni,

取其平均值作為丈量結(jié)果。每條導(dǎo)線邊兩端點往返測高差的互差不大

于10mm±0.3mmXL（L為導(dǎo)線的水平邊長，以km為單位），每段三角

高程導(dǎo)線的高差往返測互差不應(yīng)大于±100mni&：（L為導(dǎo)線長度，以

km為單位）。

四、冠山礦一、三井間-540大巷貫通測量精度估算

（一）平面測量精度估算

①地面導(dǎo)線的測角誤差：根據(jù)規(guī)程得測角中誤差MB」=±5〃,

②地面量邊誤差：按拓普康GTS-750全站儀的測距標(biāo)稱精度

±（2mm+2ppm*Dm）mm,求得平均邊長D仁466.56m的M廣±

（2mm+2Ppm*0.46656m）inm=±2.93mm.

③兩井定向誤差：根據(jù)規(guī)程反算求得一次定向中誤差Mafl=±

21.2"。

④井下導(dǎo)線測角誤差：根據(jù)規(guī)程得7〃級井下基本控制導(dǎo)線測角

中誤差*產(chǎn)±7〃。

⑤井下導(dǎo)線量邊誤差：根據(jù)拓普康GTS-750全站儀的測距標(biāo)稱精

度Mi）=±（2mm+2ppni*Dni）mm,按井下導(dǎo)線平均邊長114m,求得

23mmo

地面導(dǎo)線長度

導(dǎo)線名稱導(dǎo)線長度導(dǎo)線名稱導(dǎo)線長度

一井-A1500mA4-A5500m

_

AI-A2500mA5A6425m

--

A2A3500mAsA-400m

A3-A1500mA7-三井400m

導(dǎo)線點號Ry'/mR//nr

一號井近井點2642.56982806

Ai2282.05207524

A21900.53611900

1488.02214144

A3

A、1058.01119364

AR619.0383161

A6214.045796

A7186.034596

三號井近井點570.0324900

所以￡R//m2=19924192

導(dǎo)線名稱Lcos2a(m)

一井-A1210.0

AI-A2265.5

A2-A3186.0

A「A，i157.5

A4-A5120.0

-82.0

A5A6

Afi-A735.5

A「三井56.0

地上導(dǎo)線對X方向上的誤差影響Mx-p±=±(Mp±/p)上二土

0.108m

Mx-iF-i—cos-卜=0.005m

井下導(dǎo)線長度

主井T62.5三井一Ci140

1-275C1-C2150

2-副井70C2-C3150

副井-Bi150C3-Ct150

BI-B2150C1-C5150

B2TB3150CS~CG65

B3-B4170c6~c730

B1-B530Cy-Cs35

Bs-Be160Cfi-Cg16

B6-B7150Cg-Clo76

--

B7B8150CioCH111

BR-BQ150C11—C12150

Bg—Bio150Ci2-C|3150

BurB”150C13-C14121.5

BH-B12125C］「C15119.5

BI2-B1395C15—C1655

150C16~C1713.5

B13-BH

Bp}-B15150C17~C18103

BI5—B16100Cifi-C19125

BI6-B1785C19-C20126

Bn-BIG150Cgo-C21124

B18-B19150Cai-C2284

B20150C22-C2350

B?o—B21150C23~C2442

B21-B22100C24Y25127

822—B23C5-K

1052125

B23—B24150

B,-K140

地下導(dǎo)線總長L=6156mo

井下導(dǎo)線在X，方向上的誤差計算

主井2683.5

7

導(dǎo)線點Ry/m導(dǎo)線點Ry'/m

22/2

Rr/mRy/m

號2608.5號671.5

6804272450912.3

副井G

B.2505.06275025821.5674862.3

c2

B2401.55767202971.5943812.3

2c3

2298.552831021121.51257762

B33

C

47895325

B42188.51270.51614170

B2162.046742441335.51783560

5c6

C

2032.0412902471366.01865956

B6

C

B71924.0370177681369.01874161

B1820.033124001389.01929321

8c9

區(qū)1719.02954961C101443.52083692

Bio1618.02617924CH1352.51829256

BC12

n1512.022861441226.01503076

B121423.020249291101.01212201

c13

B131357.01841449C141003.01006009

Bn1249.01560001903.0815409

c15

B151139.01297321C16849.5721650.3

BI61062.01127844C17836.5699732.3

B17990.0980100C18739.0546121

B18863.5745632.3CI9614.5377610.3

B19727.5529256.3C20509.0259081

B20604.0364816C21398.0158404

474.0224676C22346.5120062.3

B21

B22385.0148225C23296.087616

B23296.087616C%254.064516

C25

B21146.521462.25215.046225

￡63548935￡23925179

所以所2=87474114(m2)

導(dǎo)線名稱Lcos2a(m)導(dǎo)線名稱Leos2a(m)

主井-161.6B2-K30

1-259.5三井-G0

2-副井64.5C1-C20

副井-Bi61.6C2-C30

B1-B264.5C3-C10

B2-B37.5C4Y50

B3-B437c5-c60

Ce-C?

B-B534.20

-C7-Cs

B5B65045

BB-

6-750c8c935

B7-B850C9-C1020

45Cio-CH32.5

—C11-C12

BgBio32.530

Bio-Bn45C12—C1322.5

B11-B1257.5C13—C1427.5

Cn-Ci5

B12-B1362.525

B13-B1452.5C15-C1627.5

B14-B1542.5Ci6—C1745

C17-C18

B15-BI632.527.5

B16—Bn42.5C18-C1955

B17-B1835C19—C2045

Czo-C21

B18-B192565

B19-B20

22.5C2「C220

B20—B2127.5C22Y230

B2L~B2230C23—C240

D22—B2315C24-C250

B23—B21

20C25-K65

井下導(dǎo)線引起誤差：陳，汴二土(MPT/p)叵好下=±0.317m

邊長丈量三次：Mx-i±=±(1/6)cos2^±=±0.0113m

定向測量產(chǎn)生誤差主副井一側(cè)：

主井：Mx，主二士(Mo/p)Ry主'=±0.276m

曷！井：Mx，副二士(Mao/p)Ry副'=i0.268m

三號井一側(cè)

Mx，三=±(Ma()/p)Ry三'—i0.023m

Mx定二(Mx，主2+/，副2+MX，三2)05二±0.385m

225

所以MJ二土(Mx定2+Mx，口+Mx.1±+M*e-+1±)°-=0.168m

貫通相遇點K在水平重要方向X'上的預(yù)計誤差：

Nt預(yù)'=2MJ=0.336m

(二)高程測量精度估算

①地面水準(zhǔn)測量誤差：按照規(guī)程限差求算四等水準(zhǔn)測量每千米的

高差中誤差

Mki上二±(20/2也)=±7mm

②導(dǎo)入高程誤差：按照規(guī)程限差求得一次導(dǎo)入高程的中誤差

Mho二士(1/272)X(h/8000)=33mm

③井下水準(zhǔn)測量誤差：根據(jù)規(guī)程反算求得每千米的高差中誤差

MkIT=±(50/2V2)=±17.7mm

④井下三角高程測量誤差：根據(jù)規(guī)程反算求得每千米的高差中誤

差為

Mu三二±50mm

地面水準(zhǔn)測量誤差引起的K點高程誤差：

MH1-=±Mk,VL=±0.007XV37T二±13mm

導(dǎo)入高程引起的K點高程誤差：

MHO主二±32.7mm

井下高程誤差：

主副井一側(cè)：

MH主二土Mu6二±0.0177XJ3.89二±35mm

三號井一側(cè)：

MH==±Mk1VL=±50X72.11=±73mm

獨立測兩次高程所以貫通在高程的總誤差：

25

MH=±1/V2(MH±+MHOJ+MHJ+MH三2)°-=±62mm

所以預(yù)計K點高程誤差為

MH預(yù)=2M)i=±124mm

經(jīng)濟(jì)技術(shù)造價

一、水準(zhǔn)測量費用

(一)地面部分

造標(biāo)費用，6887元每點，共7點，合計48209元人民幣。

地面是四等水準(zhǔn)測量，每公里787.28元人民幣，地面導(dǎo)線長

3725米，總計價格約為2933元人民幣。

地面水準(zhǔn)點平差313.95元/點，總共7個點，總價為2197.7元。

（二）井下部分

井下水準(zhǔn)測量,每公里400元人民幣，總長6156m,合計2462

yuo

井下水準(zhǔn)平差200元每公里，合計1231元。

二、導(dǎo)線測量

（一）地面部分

造標(biāo)費用1568.71元/點，共7點，合計10981元。

四等導(dǎo)線1640.21元每公里，共3725米，合計6110元。

（二）井下部分

井下7秒導(dǎo)線1500元每公里，總長6156m,合計9234元。

三、繪制竣工地形圖

1：5000地形圖一張，價格11667.97

四、總價

合計總費用約為93794.67元人民幣。

指

導(dǎo)

教

師

意

見

：

簽字

教師

指導(dǎo)

：

評定

成績

日

月

年

實

習(xí)

單

位

忌

字：

人簽

負(fù)責(zé)

）

蓋章

（單位

見

日

月

年

備

注