浅谈井下平面控制导线布设及其误差分析

论文导读：般布设成三角网。井下平面控制导线的布设关系到井下巷道是否能够正确的贯通。误差分析，论文参考，浅谈井下平面控制导线布设及其误差分析。
关键词：井下平面控制导线，布设，误差分析
 

0.引言

在井下施工过程中,平面控制测量按照与地面控制测量统一的坐标系统,建立地下的控制系统根据地下导线的坐标,就可以放样出巷道中线及其衬砌的位置,指出巷道开挖的方向,保证相向开挖的巷道在所要求的精度范围内贯通。因此为了保证巷道的正确贯通，必须使井下导线按一定的精度进行布设，同时在进行井下导线测量时，需控制测角量边误差的积累，使最弱点的点位误差不超过限差要求，只有这样，才能保证巷道的正确贯通.

1.井下平面控制测量的特点

矿区地面平面控制网通常是在国家一、二等三角网的基础上建立的，一般布设成三角网。而在布设矿井控制网时，应在每个井口附近至少设立一个控制点，以便将地面的坐标系统传递到井下，这个点就叫做近井点。由近井点经井筒把地面坐标及方位角传递到井底车场内的固定边上。以这个边作为起始边来布设井下平面控制网，且由于是在井下巷道中测量，故只能设立导线或导线网作为井下平面测量控制。

2.井下平面控制导线布设

2.1井下导线的等级

井下导线的布设，按照“高级控制低级”的原则进行。我国《煤矿测量规程》规定，井下平面控制分为基本控制和采区控制两类，井下导线布设在巷道中,因受到各种条件的限制,大多布设成支导线形式。当巷道增多时,可形成闭合导线或导线网。

基本控制导线的主要技术指标

基本控制导线的主要技术指标

基本控制导线按照测角精度分为±7″和±15″两级，一般从井底车场起始边开始，沿主要巷道( 井底车场，水平大巷，集中上、下山等 )敷设，通常每隔1.5~2.0km应加测陀螺定向边，以提供检核和方位平差条件。采区控制导线按测角精度分为±15″和±30″两级，沿采区上、下山、中间巷道或片盘运输巷道以及其他次要巷道敷设。

2.2井下导线的扩展

通常矿井的主要巷道是由井底车场向井田边界逐步掘进的。在掘进时，需要指示巷道在平面内的掘进方向和竖直面内的坡度。一般把指示平面内的方向叫作给中线，指示巷道的坡度叫给腰线。为了给中线，还需要在大巷中敷设15″或30″的导线，并依此及时测出已掘巷道的轮廓填绘到矿图上。当巷道掘进300~500m时，便要测设基本控制导线。这一段基本导线的起边和终边应与上面选定的给向导线边相重合，借以检查后者的正确性和保证矿图的必需精度。当巷道 继续掘进时，应以基本导线所测得终边的数据为依掘，继续用给向导线给巷道中线。当再掘进300~500m时，又延测基本导线。如此分段测设，直至井田边界为止。

2.3井下导线的类型

井下导线布设在巷道中，受到巷道掘进和开拓方式的限制，大多成支导线形式。但当已掘巷道增多时，也可形成闭合导线或导线网。当开采浅部或用多对斜井开拓时，能形成附合导线。井下导线也和地面一样有支导线、附合导线、闭合导及导线网等类型。论文参考，误差分析。。但由于井下测量的某些特点，可形成如下的特殊导线：在空间相交后形成的闭合导线叫做交叉闭合导线；两锤球线坐标为已知的两井定向的井下导线叫做无定向导线；带陀螺定向边的方向附合导线。论文参考，误差分析。。

3.井下导线测量的误差分析

3.1测量水平角的误差

其主要来源包括以下几种：

（1）由于所使用的仪器不完善而产生的误差，通常称为仪器误差；

（2）由于瞄准和读数不正确所引起的误差，因为瞄准和读数随测角方法不同而不同，故称之为测角方法误差；

（3）由于觇标和仪器的中心与测点中心没有在同一铅垂线上所产生的觇标对中误差和仪器对中误差。

仪器误差是由于仪器各部件加工制造的公差及装配校准不完善、仪器结构的几何关系不正确和仪器的稳定性不良所引起的。而最为重要的就是三轴误差：视准轴与水平轴不垂直所产生的视准轴误差；水平轴与竖轴不垂直所产生的水平轴倾斜误差；竖轴没有居于铅直位置所产生的竖轴倾斜误差。视准轴误差的影响是在平巷或倾角大致相同的斜巷中测角时，半测回角值影响很小，在平巷或斜巷相交处测角时，随着斜巷倾角的增大，半测回角值的影响增大。水平轴倾斜误差的影响是在平巷中或前后视倾角相同时，半测回角值影响很小；但在同一斜巷中，前后视的倾角一为仰角一为俯角，半测回角值影响随倾角的增大而增大，并为单方向影响值的两倍。竖轴倾斜误差的影响是在平巷中或直伸的斜巷中测角时，半测回角值影响很小，而在平斜巷相交处半测回角值影响最大。

测角方法误差包括瞄准误差和读数误差。确定瞄准误差的方法有：1.以人眼的最小视角为依据来确定；2.以人眼确定十字丝纵丝与垂球线重合或相对称的精度来确定。读数误差最常见的有显微带尺的读数误差和光学测微器的读数误差。显微带尺的读数误差以其可估读到带尺最小格值的十分之一作为极限误差， 再求出读数中误差。光学测微器的读数误差由读取整数部分的误差和读取小数部分的误差组成，取两者误差之和即为总的读数误差。

觇标对中误差是指觇标中心与测点中心不在同一铅垂线上所引起的测角误差。其影响规律是觇标对中误差与两个对中线量误差成正比，与所测角度的两边长成反比，而与角度本身大小无关。仪器对中误差是指仪器中心与测站点标志中心不重合所引起的测角误差。论文参考，误差分析。。论文参考，误差分析。。其影响规律是仪器对中误差与其线量对中误差成正比，与所测角的两边长度成反比，且与所测角的大小有关，在所测角为0°~180°时，仪器对中误差随角度有增大而增大。论文参考，误差分析。。

3.2测量垂直角的误差

测量垂直角的误差同测量水平角的误差一样，包括仪器误差、测量方法误差和对中误差三部分。论文参考，误差分析。。其中主要误差为测量方法误差。减小其影响的方法同上。

3.3量边误差

井下进行量边时，主要运用钢尺悬空丈量导线边长。其主要误差来源包括：钢尺的尺长误差、测定钢尺温度的误差、确定钢尺拉力的误差、测定钢尺松垂距的误差、定线误差、测量边长倾角的误差、测点投到钢尺上的误差、读取钢尺读数的误差、风流的影响等。计算最终边长时可相应的加入比长改正、温度改正、拉力改正、垂曲改正、将导线边长归化到投影水准面的改正和将导线边长投影到高斯—克吕格投影面的改正等。这样便可减小钢尺量边误差的影响。

4.结束语

井下平面控制导线的布设关系到井下巷道是否能够正确的贯通，而巷道的正确贯通不仅为煤矿的生产节约了经济成本，同时还有效的保证了煤矿工人的生命安全。因此有关要做到对巷道贯通的成功具有一定的把握性。而要保证巷道的正确贯通，不仅要有正确的设计方案，还要保证在实际施工过程中，测角量边的误差积累不超过其最大允许误差，只要两者兼具，才能更好的保证巷道的正确贯通，才能更好的服务于煤矿的生产。

参考文献：
[1]周立武等。矿山测量学生产矿井测量[M]徐州，中国矿业学院出版社1987年6月
[2]张国良，朱家钰，顾和和。矿山测量学[M]徐州，中国矿业大学出版社2008年10月
[3]赵玉明。煤矿井下平面控制测量[J]中州煤炭2005年第3期