云锡老厂锡矿贯通测量分析研究

[摘 要]本文通过对云锡老厂锡矿贯通测量的分析研究，发现了贯通测量误差定理和误差估算的一种新的方法，为矿山测量走出了一条小小的新路。

[关键词]贯通测量 误差分析 GPS 全站仪

中图分类号：TD313 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）21-0099-02

1 引言

老厂锡矿是云锡公司最大的一个矿山，矿山面积105平方公里，以井下采矿为主。井下每年掘进巷道总长约30KM左右，贯通工程较多，最多的是对向贯通。贯通测量是根据贯通工程设计要求和相应的测量设想、规划所进行的测量，贯通测量一般包括地面控制测量、地面与井下联系测量和井下导线测量等。

1.1 贯通的允许偏差

贯通的允许偏差是指贯通点在空间三个方向的偏差。即沿巷道中心线长度偏差MY′；垂直于巷道中心线平面上的偏差MX′和在铅垂面（高程）上的偏差MH。第一种偏差MY′只对贯通距离有影响，对贯通巷道质量没有影响。而后面两种方向的偏差（误差）对巷道质量有影响，并称后面两种方向为贯通的重要方向。

我矿大型对向贯通一般规定：MX′

1.2 贯通测量工作步骤

①.根据贯通工程设计要求的允许偏差来选择测量方案。

②.按选定的测量方案设计和规划进行测设，并严格按云锡《矿山测量技术规定》和国家有关测量规范要求执行。

③.贯通前几何要素的计算和实地巷道中线和腰线的标定。

④.急时测设导线跟近掘进巷道检查和修正。

⑤.贯通后联测贯通实际偏差值，计算各项测量闭合关，并分析总结贯通测量经验。

2.贯通测量方案选择和误差预计

2.1 贯通测量方案选择

根据贯通工程设计实地踏勘和收集有关测量资料分析，设想几个测量方案，并对几个方案进行分析和比较，优选出一个在技术上可行，经济上较为合理的方案作为贯通测量方案。

2.2 贯通测量误差预计

误差预计是贯通测量误差评估的一种常用方法，它是贯通工程测量设计最主要的方面。误差预计的目的是帮助我们选择合理的测量方案，避免由于测量精度不够造成工程损失，或者精度过高而增加测量工作量。误差预计不是预计贯通实际偏差的大小，而是预计实际偏差可能出现的限度。

2.2.1误差预计公式

Mx′k（预计）=2×Mx′k

2.2.2误差预计参数的确定

①.测角中误差

选用井下I级闭（附）合导线21条，Ⅱ级闭（附）合导线60条，初级导线测角239个（两次独立又观测）和11条闭合导线，按下面公式计算测角中误差。

②.测量高差的单位中误差

我矿井下测量高程分高级水准和初级水准两种等级，水准高程中误差计算如下：

=±

三角高程中误差计算如下：

=±

2.3 贯通测量实践

每个大型贯通工程都经过了常规的的贯通测量误差预计，在误差预计基础上又进行测量设计，分别都按设计测设和贯通工程施工测量指导，最终都做到了按工程设计要求准确贯通。贯通实际偏差都小于预计误差，通过多次大型对向贯通测量实践和认识得知。

3.贯通测量误差分析研究

3.1 贯通工程测量控制

贯通工程测量应是一个相对独立连续而综合的环路测量控制，采用较先进的测量仪器和测量访求严格按照有关规范测设不同等级的环线控制，从高级控制低级，在环线上测有地面控制测量、地面与井下联系测量和井等级导线测量，测量控制平面和高程。

3.2 贯通测量误差分析研究

3.2.1贯通测量误差性质定理

测量误差一般分偶然误差和系统误差两类。贯通测量误差同样包含偶然误差和系统误差，它们相互矛盾对立，在一定的条件下互相转化。偶然误差转化并依附于系统误差而呈现最终统一的贯通测量系统误差，或称贯通测量总系统误差。因为测量环线是相对独立连续的，所以测量环线上的误差是逐级堆积迭加的。从这些分析可得到贯通测量性质定理。

3.2.2贯通测量误差构想分析研究

构想分析研究一：

以前担负施工测量时，指导次要巷道掘进给中线方向常常用罗盘给中线。如果给的中线方向偏差1°时，会想掘进20m后迎头将产生多大的中线偏差？一般会这样计算：偏差mx′等于给中线方向偏差的正切值再乘以这对中线指挥掘进的距离。从这种计算方法中我也就得到了些启发，有少许的联想。再根据上面获得的贯通测量误差性质定理可得到初放的误差公式为：

mx′=K・D

上式中K为测量距离的系数，D为测量距离变量，现在的问题是D和K怎样获得？

可是它们的性质是相同的，都是距离嘛，又想到事物都是相互矛盾而又相互依存统一的，一定有它们间的联系决不放去。后又想到了画法几何学中，线的投影、换面和展开，试想也把环形折线分别投影、换面和展开联成一条直线来代替中线，这样也就理想的把测量环线距离转变成中线距离了。下面再来考虑贯通水平重要方向测量误差的测角误差和测边误差综合影响系数K。

=

再将代入上式得

=

上式即为贯通在水平重要方向测量误差的估算公式。

同理可得贯通在高程上测量误差估算公式为：

=

式中：

―测量高差的单位中误差，

=各等级导线线路距离，以百米为单位。

综上所述，可得到贯通测量误差定理：定理一，贯通水平重要方向测量误差等于测角中误差的正切乘以相应测量环线上距离再求和，其误差与测量环线距离成正比。即=。

定理二，贯通在高程上的测量误差等于测量环线高程测量的单位高差中误差乘以相应测量环线距离的平方根（距离D以百米为单位）再求和，其误差与测量环线距离成正比。即=。

上述定理中的两个公式也就是贯通测量误差估算法的计算公式。

3.3 贯通测量误差评估方法比较

应用上面创立的贯通测量误差估算法对老厂锡矿近八年已贯通的五个大型对向贯通工程进行估算，贯通水平重要方向测量误差与以前的误差预计结果比较得知：估算误差均小于预计误差。即

又将它们与实际贯通偏差比较又得知：实际偏差小于估算误差，且估算误差更靠近实际偏差。其三方比较关系式为：

从以上实验比较充分证明贯通测量误差估算法是科学的可靠可行的。估算平面上的测量误差较为便利，估算法是误差预计的跃迁。

3.4 估算老厂锡矿贯通测量的能力

老厂锡矿现有测量条件：有测量地面四等控制的GPS仪器，井下测量各种等级导线的全站仪、经纬仪和水准仪，能测量地面四等控制和井下特级导级、I级导线、Ⅱ级导线和初级导线。能够担负老厂锡矿所有的地面和井下的测量工作。根据以上这些条件，应用贯通测量误差估算法进行贯通能力估算。估算中，为留有余地，考虑1/4的保险系数，就按老厂锡矿一般规定贯通在水平重要方向上测量误差允许偏差1米来估算。

4.结论

对老厂锡矿大型对向贯通测量分析研究，研究出了贯通测量误差定理和误差估算法。它是在贯通测量误差预计基础上的跃迁和逃逸，降低了贯通测量误差评估具备水平的门槛，增添和丰富了少许的矿山测量理论和测量方法。虽有一定的矿山测量指导作用，但还有需要继续研究的空间。

参考文献

[1]《矿山测量学》中国矿业学院测量教研室编

[2]《控制测量学》孔祥元 梅是义 主编

[3]《测量平差基础》於宗寿 鲁林成 主编

[4]《矿测量技术规定》云南锡业集团（控股）有限责任公司编