第三章 贯通工程测量基本方法

(2) 计算标定数据： ① 贯通巷道中心线AB的坐标方位角α
AB为：
α
AB=arctg((yB-yA)/(xB-xA))
(5-4)
② 计算AB边的水平长度lAB为： lAB=(yB-yA)/sinα
AB=(xB-xA)/cosα AB
=((xB-xA)2+(yB-yA)2)1/2
(5-5)
③ 计算指向角β A 和β B 。由于经纬仪水平度量的刻 度均沿顺时针方向增加，所以在计算A点和B点的指 向角时，也要按顺时针方向计算。 A点：β A=∠CAB=α
这时的测量工作内容简述如下： (1) 进行地面连测，建立主、副井和3号井的近井点。 地面连测方案可视两井间的距离和地形情况以及矿上 现有仪器设备条件而定。 (2) 以3号井近井点为依据，实际标出井筒中心(井中) 坐标，指示井筒由地面向下开凿。 (3) 通过主、副井进行联系测量，确定井下导线起始边 的坐标方位角及起始点的坐标。
第一节 概 述 一、 贯通和贯通测量 一个巷道按设计要求掘进到指定的地点与另一 个巷道相通，叫做巷道贯通，简称贯通。
采用两个或多个相向或同向掘进的工作面掘进 同一井巷时，为了使其按设计要求在预定地点正确 接通而进行的测量工作，称为贯通测量。 可加快施工进度，改善通风状况与劳动条件， 有利于矿井开采与掘进的平衡接续，加快矿井建设。
两井之间贯通中央回风上山：
图5-14为某矿中央回风上山贯通立体示意图， 该矿用立井开据，主副井在-425m水平开掘井底 车场和水平大巷。风井在-70m水平开掘总回风巷。 中央回风上山位于矿井的中部，采用相向掘进，由 -425m水平井底车场12号石旋岔绕道起，按一定 的倾角向上掘进，并同时由-125水平的2000石门 处向下掘进。
贯通巷道的坡度(倾角)与斜长，可用三棱尺 和量角器在剖面图上直接量取。
二、 在两个已知点之间贯通平巷或斜巷 设要在主巷的A点与副巷的B点之间贯通二号石 门，即图5-8中用虚线所表示的巷道，其测量和计 算工作如下： (1) 根据设计，从井下某一条导线边开始，测设经 纬仪导线到待贯通巷道的两端，并进行井下高程测 量，然后计算出CA、DB两条导线边的坐标方位角 αCA和αdb以及A、B两点的坐标及高程。
0.2 0.2 ----
第三类
巷道贯通的容许偏差值，也可以用计算方法来确定。 (1)轨道运输平巷贯通时，中线和腰线的容许偏差值Δx′ 和Δh可用下式计算(见图5-4)： Δx′=2lv’/s Δh = 2li极限 (5-1) (5-2)
式 中 l—— 由 完 全 铺 设 好 永 久 轨 道 的 巷 道 到 贯 通 相 遇 点 的 距
在立井贯通中，高程测量的误差对贯通的影响甚 小，一般可以采用原有高程测量的成果并进行必要的 补测。
(三) 井下导线和高程测量
从-425m水平井底车场的井下起始边Ⅲ01— Ⅲ02 敷设导线到中央回风下山的下口；再从风井井 底的井下起始边Ⅰ0-Ⅰ1 敷设导线到中央回风上山 的上口。敷设导线要选择路线短、条件好的巷道。 如果条件允许，导线应尽可能布设成闭合环形作为 检核，支导线则必须独立施测两次。高程测量在平 巷中采用水准测量。斜巷中采用三角高程测量，分 别测出中央回风上山的上口及下口处腰线点的高程。
成本
采 矿
测 量
c
精度
m
表5-1 贯通测量的容许偏差
贯通种类 贯通巷道名称及特点 在贯通面上的容许偏差/m
在中线之间
第一类 第二类 立 井 贯 通 同一矿井内贯通巷道 两井之间贯通巷道 用小断面开凿立井井筒 全断面 全断面且预装罐梁灌道 0.3 0.5 0.5 0.1 0.02-0.03
在腰线之间
凡是由井下一条起算边开始，能够敷设井下导线 到达贯通巷道两端的，均属于一井内的巷道贯道。 不论何种贯通，均需事先求算出贯通巷道中心线 的坐标方位角、腰线的倾角(坡度)和贯通距离等，这 些统称之为贯道测量几何要素，即标定巷道中腰线所 需的数据，其求解方法随巷通特点、用途及其对贯通 的精度要求而异。
一、 采区内次要巷道的贯通测量 一般采区内次要巷道贯通距离较短，要求精 度较低，可用图解法求其贯通测量几何要素。巷道 贯通方向，在设计图上是用贯通巷道的中心线来表 示的，测量人员只要在大比例尺设计图上把巷道的 设计中心线AB用三角板平行移到附近的纵、横坐标 网格线上，然后用量角器直接量取纵坐标(x)线与巷 道设计中心线之间的夹角，即可求得贯道巷道中心 线的坐标方位角。
石门敷设导线及高程测量到中央回风上山的上端。
在地面上，主副井与风井之间进行连测。
第二条路线(第二方案)：
由主副井向-425m水平进行联系测量，并 由井下起始边Ⅲ01-Ⅲ02向中央回风上山的下端进行 导线测量和高程测量，这一部分与第一方案相同。 所不同的是不由风井向-70水平进行联系测量，而 由副井向-125m水平进行一井定向和导入高程测 量，并沿-125m水平大巷进行导线测量和高程测 量到2000石门处的中央回风石门上端。这一方案因 副井进行一井定向及-125m水平大巷中进行导线 测量和高程测量的条件极差而未被采用。最终选用 第一方案。
(4) 在井下沿运输大巷测设导线，直到3号井井底车 场出口P点。 (5) 根据3号井的井底车场设计的巷道布置图，编制 井底车场设计导线。由导线点P开始，按井底车场设 计导线来标定出中、腰线，指示巷道掘进，并准确地 标出3号井井筒中心O的位置，牢固地埋设好井中标 桩及井筒十字中线基本标桩，此后便可开始向上以小 断面再凿反井。
离，即铺设临时轨道的距离，一般l=20~30m； v——轨距与车轮间距之间的容许差值，一般v=20mm；
s——电机车头的轴间距；
i 极限 ——贯通巷道的实际坡度与设计坡度之间的容许差值， 一般i极限= 0.002~0.003
(一)贯通测量的工作步骤
(a) 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。对重要
后两种偏差Δ x′和Δ h对于巷道质量有直接影
响，又称为贯通重要方向的偏差。
对于立井贯通来说，影响贯通质量的是平面位置偏
差，即在水平面内上、下两段待贯通的井筒中心线之间
的偏差。 井巷贯通的容许偏差值，由矿(井)技术负责人和测 量负责人根据井巷的用途、类型及运输方式等不同条件 研究决定。以上三种类型井巷贯通的容许偏差见表5-1。
)2+l2
(5-8)
三、贯通巷道开切位置的确定
两井间的巷道贯通，是指在巷道贯通前不能 由井下的一条起算边向贯通巷道的两端敷设井下导 线的贯通。 这类贯通的特点是两井都要进行联系测量， 并在两井之间进行地面测量和井下测量，因而积累 的误差一般较大，必须采用更精确的测量方法和更 严格的检查措施。
二、 贯通的种类、容许偏差
井巷贯通一般分为:
一井内巷道贯通
两井之间的巷道贯通
立井贯通
贯通巷道接合处的偏差值，可能发生在三个方
向上:
水平面内沿巷道中线方向上的长度偏差，这种 偏差只对贯通在距离上有影响，而对巷道质量没有 影响； 水平面内垂直于巷道中线的左、右偏差Δ x′；
竖直面内垂直于巷道腰线的上、下偏差Δ h ；
井巷贯通可能出现下述三种情况： (1) 相向贯通
(2) 同向贯，矿山测量人员的任务就是要保证 各掘进工作面均沿着设计的位置与方向掘进，使贯 通后接合处的偏差不超过规定的限度。 测量人员的责任十分重大。若未能贯通，或者 贯通后偏差值超限，将影响井巷质量，甚至造成井 巷报废、人员伤亡等严重后果。 矿山测量人员必须一丝不苟，严肃认真地对待 贯通测量工作。 工作中应当遵循下列原则：一是 要在确定测量方案和方法时保证贯通所必须的精度， 过高的或过低的精度要求都是不对的；二是对所完 成的测量和计算工作应有客观的检查校核，尤其杜 绝粗差。
(d) 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。
(e) 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腰线进行调整。 (f) 重大贯通工程完成后，应对测量工作进行精度分 析与评定，写出总结。
(一) 主副井与风井之间的地面连测
两井间的地面连测可以采用导线、独立三角锁或 在原有矿区三角网中插点等方式，也可以采用 GPS(全球定位系统)。该矿由于地面比较平坦，采 用了导线连测。先在主副井附近建立近井点12号 点，在风井附近建立近井点05号点，再在12号点 与05号点之间测设导线，并附合到附近的三角点 上，作为检核。在两井之间还要进行四等水准测量， 求出近井点的高程。
(二) 主副井与风井分别进行矿井联系测量
主副井采用陀螺定向或两井定向方法，求出 井下起始边Ⅲ01-Ⅲ02的坐标方位角和井下定向基点 Ⅲ01 的坐标。风井采用陀螺定向或一井定向法，求 出井下起始边Ⅰ0 -Ⅰ1的坐标方位角和井下定向基 点Ⅰ1 的坐标。同时，通过风井和副井进行导入高 程测量，求出井下水准基点的高程。矿井联系测量 工作均须独立进行两次，以资检核。若在建井时期 已经进行过精度能满足贯通要求的联系测量，而且 井下基点牢固未动，可再进行一次，将两次成果进 行对比，互差合乎要求，即可取加权平均值使用。
面和井下测量，积累的误差较大，尤其是两井间距离 较大时更为明显。为保证贯通误差不超过容许值，对 于大型重要贯通，要根据实际情况选择施测方案和测 量方法，并进行贯通误差予计。
立井贯通最常见的有两种情况，一种是从地 面及井下相向开凿的立井贯通；另一种是延深立井 时的贯通。
一、 从地面和井下相向开凿的立井贯通
如图5-19所示，在距离主副井较远处的井田 边界附近要新开凿3号立井，并决定采用相向开凿 方式贯通。一方面从地面向下开凿，另一方面同时 由原运输大巷继续向三号井方向掘进，开凿完3号 立井的井底车场后，在井底车场巷道中标出3号井 筒的中心位置，由此向上以小断面开凿反井，待与 上部贯通后，再按设计的全断面刷大成井，当然也 可以全断面相向贯通，但这会对贯通精度要求更高， 增大测量工作量和难度。