0 引言

随着井巷工程开掘的不断延伸，由于井巷空间内的运输、支护、亮化等设施的不断增加，严重影响了井巷顶板的测量，目前矿井面临着测量误差大、测量难度大等问题，主要体现在四方面：①由于巷道内支护的遮挡，影响了测量视线，造成测量控制点间不通视；②由于运输设备的铺设，例如胶带、刮板运输设备铺设在测量控制点的下方，增加了架设仪器的难度；③由于巷道内的照明设施的遮挡，影响了测量控制点的垂球线；④巷道管线物遮盖测量控制点[1-2]。

国内外学者对于井巷测量控制点偏心改正技术进行了大量的研究，魏飞等[3]研究了井巷贯通测量中贯通误差预计方法，运用条件平差模型，研究了在满足最小二乘条件原则下如何使得贯通点的点位误差达到最小，并预计贯通点的误差；康海珍等[4]对灵东煤矿井巷贯通测量的应用与精度进行了分析。

在阐述湖南民间竹器的设计特征时，论述了“器以致用，以人为本”的设计原则；“顺天应民，独具匠心”的设计逻辑；“经验相继，代代相传”的设计伦理；“开物成务”，“道”“技”合一的设计思维；“百折不饶，兼修并蓄”的设计精神；“经世致用，实事求是”的设计文脉。张博士主要从地域文化、农耕文化、民俗文化的视角来分析民间竹器的基本物质构成，如材料、工艺、结构、工具等；从民间竹器制作方式的传承方式、形制尺度、人机因素、科学合理性等；以及民间艺人们自身的设计精神、设计意识和产生这些思想、理念的根源。

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面对诸多矿井测量问题，目前通常采用的主要方法是移开障碍物或重新布设一组控制点再从上组控制点引测，此方法不但增加测量强度和难度，也使日常的导线延伸变得繁琐和困难，同时也增加测量人员的苦恼[5-8]。

针对目前矿井测量所在的问题，结合延伸导线实际情况，研究了井巷测量控制点偏心改正的方法。该方法有效解决了井巷测量中存在的难题，满足了煤矿测量精度要求，施测方便快捷，缩短了工作时间，降低了劳动强度，提高了工作效率。

1 工程概况

以新田煤矿为例，在顶板不稳定等特殊情况时，加点木柱支护，间隔0.8 m，距下帮距离为2 m，偏差±0.3 m。当巷道掘进80 m时，在巷道顶板采用钻孔埋设木桩，布设了一组导线控制点(H1，H2，H3)。

运输巷实测测站点偏移的一组导线控制点(H1，H4，H3)。在H4点设站，以H4H1边为零方向，用测回法观测水平角∠6，∠4，H4H1，H4H2，H4H3边间平距，用对边测量H1至H2、H2至H3间平距，其观测值如图2所示。

1402回风巷中线采用激光指向仪对其进行延伸，在巷道掘进至360 m处，延伸第2组控制点时，因巷道加点柱支护遮挡，仪器在H2点处设站无法通视H1、H3点，致使导线无法检校延伸。

城市驿站配备了电视机、饮水机、充电器、免费WIFI等满足了群众“歇脚、喝水、充电、上网”等需求；设立了阅览区，放置了报刊杂志、休闲书籍等，引导群众参与全民阅读；配备了应急药品、针线盒、打气筒、雨伞等方便了群众，凝聚了民心。

测站正确方向应该为BC，由于测站点的偏移，实际观测方向值θ2和正确的方向值θ1之间的差角为θ，θ为测站点归心改正数，求出改正数θ值后，即可求得方向值，其中θ1=θ2+θ。测站点归心改正数θ的计算见式(1)：

2 偏心改正的原理

sin θ=eA/s×sin(θA+θ2)

为了便于测量，测量采用井巷测量控制点偏心改正的方法，采用在H2点右前上方约4 m处埋设了H4点，在该点设站可通视上H1，H2，H3点，利用测站点偏心及测站点归心改正原理，将该组控制点H2点进行偏移造桩，形成新的1组控制点(H1，H3，H4)进行导线延伸。

测站偏心改正的方法[9-11]如图1所示，图1中B为控制点中心，A为仪器中心，C为照准点中心。

(1)

式中，eA为测站偏心距；θA为测站偏心角；s为BC的平距。

3 实测计算

导线控制点测角精度为±15″，采用拓普康仪器三联架法进行现场测量观测，从联络巷±15″导线控制点(L1，L2，L3)延伸至此，经平差和精度评定符合要求。

  

图1 测站点归心改正分析Fig.1 Analysis of center correction of site measurement

  

图2 测站观测Fig.2 Station observation

将图2分成2个ΔH4H2H1、ΔH4H2H3，令零方向为H4H1，与图1区别在零方向的取向不同，但其偏心距eA，方向值θ43偏心角和方向值θ41偏心角符合测站归心元素，只是测站偏心角为零。

矿井实测过程中造成测站偏移的原因，主要是中排柱遮挡视线和胶带运输机头处无法架设仪器。偏心距根据通视条件和顶板稳定性进行确定，然后进行造标埋点。

4 计算检核

由图2知，用对边测量H1H2、H2H3边的平距分别为31.983，30.810 m，原控制点导线H1H2边长为31.982 m，H2H3边长为30.811 m，与原控制点导线距离检核符合精度要求。

测站点归心改正数θ由ΔH4H2H3按正弦定理可得eA/s×sin(θA+θ2)，θ=3°19′12″=∠3，由三角形内角和定理可得∠5=180°-∠4-∠3=22°10′12″，同理∠7=156°32′25″，∠2=360°-∠5-∠7=181°17′23″，与原控制导线水平角仅差22″，小于±15″导线符合角±40″，所以原控制导线精度可靠，可在此基础上延伸导线。因θA+θ =∠4<180°，故归心改正数为正3°19′12″，即可求得方向值θ43= θ23- θ。

5 工程推广

5.1 应用方案

工作面走向长度1 146 m，倾向长度150 m，贯通施测导线长2 862 m，测站36站，偏移改正6测站。仪器采用GPT-3102N全站仪，测角精度2″。井下导线测量按《煤矿测量规程》采区15″控制导线施测，贯通导线的主要技术指标见表1。

比如一位身高165厘米的孕妇，她孕前理想体重为22×1.65×1.65，大约是60千克，在此基础之上她孕期建议增重12千克，那么72千克是她分娩时的理想体重。

1.4统计学方法采用软件SPSS19.0进行统计分析,以(±s)为计量资料表示,以t为检验资料表示,当p<0.05时对比有显著差异,有统计学意义。

 

表1 贯通导线的主要技术指标Tab.1 Main technical indicators of through the wire

  

仪器同一测回中半测回互差测角中误差测站偏移改正限差导线全长相对闭合差GPT-3102N20″15″40″1/4 000

5.2 测站偏移

现只需求出测站点归心改正数[12-14]就可检核原导线控制点的可靠性，利用原导线方向值H2H3加测站点归心改正数求出新的H3H4方向值。但必须指出，测站偏移，则测站上所有观测方向值都要加测站归心改正数。虽然测站元素eA和θA相同，但各方向的测站归心改正数是不相等的，若(θA+θ)所在的象限不同，则改正数的正负号也不同。

采用SPSS 19.0统计学软件对数据进行处理。计数资料以百分数（%）表示，采用x2检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

首先将仪器在偏移测点下安置好，对原测量控制点进行施测，通过测量数据和原测量控制点数据比对，检验点位的稳定性，然后计算点位精度是否符测站偏移改正限差要求，符合限差要求，然后在此基础上计算归心改正数。在检核测量中，因偏移边较短，在观测时特别要注意仪器和照准目标的对中。

5.3 效果验证

工作面贯通测量偏移改正6测站，贯通后进行了导线闭合测量，测角中误差采用±15″，导线全长相对闭和差仅为1/10 023，最终坐标方位角闭和差为±27″5，坐标闭和差为fx=+0.054，fy=-0.08 m，f=0.059 m，偏移改正的6测站限差均小于40″。从实测贯通误差看，贯通精度符合《煤矿测量规程》允许误差的要求，说明测点下无法架设仪器采取偏移改正的方法，能满足控制点延伸和贯通测量精度需要。

6 结语

通过对新田煤矿工作面贯通测量中应用测站点偏心改正，实现了因障碍物遮挡视线，不用拆除搬离障碍物或重新布设一组控制点再从上组控制点引测的工作，大大降低了测量人员的劳动强度，同时提高了测量效率，缩短了现场等待的时间，提高导线延伸的时效性，为开掘生产及时提供服务。

测站点偏移及测站点归心改正方法，主要依据检核原测量控制点稳定性和测站点偏移改正限差的要求，通过计算归心改正数，实施导线延伸测量，可操作性强。通过新田煤矿工作面贯通测量精度评定分析，井巷测量控制点偏心改正方法完全满足煤矿导线延伸和贯通测量的精度要求，值得学习借鉴与推广应用。

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