2023年一井内巷道贯通误差预计及软件开发.doc

一井内巷道贯通误差预计及软件开发一井内巷道贯通误差预计及软件开发 李付岗 蔚科 摘 要本文平台开发了一款基于的一井内巷道贯通误差预计软件。该软件能够对一井内巷道贯通测量的重要方向及高程方向进行误差预计，具备导线网平差的功能。实例验证了程序的正确性和可靠性。关键词矿山测量;贯通测量;误差预计;导线网平差 在矿山建设和生产过程中，巷道贯通测量是其尤为重要的一项工作，贯通误差预计从概率的角度为贯通测量的测量方案与方法的选择提供重要的依据，确保了测量的可靠性与精度。传统的巷道贯通测量误差预计都是通过人为的计算得到贯通点的预计误差，这样既不能保证矿井建设所需的高效性，也容易出错。本文基于 MATLAB 平台开发了一井内巷道贯通误差预计软件，快速准确地得到误差预计结果。1 误差预计原理及实现 井下贯通测量时，有时待贯通巷道的两端均在同一井巷中，即可以沿着同一井已经掘进好的巷道布设导线，比如采区巷道贯通时的测量，这种贯通方法为一井内巷道贯通测量。1.1 水平重要方向上的误差预计 1.1.1 数学模型的构建 1）边长的测量对于贯通相遇点 K 的影响：（1）采用钢尺量边的误差估算公式：（2）采用的公式：1.1.2 程序设计实现 1）数据的获取 利用 CAD 的“数据提取”功能，可以提取出（*.txt）文本与（*.xls）文件等文件，采用 CAD 与 Excel 结合使用来获取数据。具体过程如下：数据获取操作步骤：（1）在 CAD 图形处理功能进行导线网设计，并导出导线网数据;（2）MATLAB 编程实现（*.xls）文件的读取。2）导线点点号的编码规则 在进行误差预计时需对斜巷中的点与平巷中的点区分开来;在重要的巷道贯通需加测陀螺定向边，且需要区分定向点与非定向点。点号编码规则：（1）采用四位正整数，用符号 dhff 表示;（2）其中 d 表示定向点与非定向点，取值为 1（表示为定向点）和 2（非定向点）;（3）h 表示平巷中的点与斜巷中的点，取值为 0（表示为平巷中的点）和 1（斜巷中的点）;（4）ff 用来区分每个点，取值为 1-99;（5）待貫通点在斜巷中表示为 2100，平巷中为 2000。进行编号时，从待贯通点 K 点开始沿着巷道进行遍历，最后连到 K 点。3）Excel 文件读取 为了使点号编码的顺序与导线点坐标的顺序一一对应，本文采用导线网图中点号的坐标和与之对应点的坐标距离最短的条件设计算法将点与点号的顺序对应起来。4）一道贯通算法设计 测角误差与陀螺定向误差引起贯通点误差的算法设计：（1）将程序分为加测陀螺定向边的误差预计与未加测陀螺定向边的误差预计两个部分;（2）未加测陀螺边时，可以将其视为一条支导线，利用支导线误差预计公式进行程序编制;（3）导线加测定向边后的情况讨论 当导线起始段为支导线时：利用支导线误差预计公式进行程序编制，同时记录支导线起始点（K 点）的 y 坐标;当导线两端均有陀螺定向边时：利用方向附合导线计算公式进行程序编制，同时计算并记录此段方向附合导线上导线点重心的 y 坐标;当导线末端为支导线时：利用支导线误差预计公式进行程序编制，同时记录支导线末端点（K 点）的 y 坐标;（4）记录下各点的 y 坐标值后，利用陀螺定向误差引起贯通点点位误差的预计公式进行陀螺定向误差预计的程序设计。1.2 竖直重要方向上的误差预计 1.2.1 数学模型的构建 1）平巷误差估算 井下水准测量误差的估算方式主要有两种：（1）方法一：（2）按照理论公式计算：2）斜巷中三角高程测量误差的估算公式 1.2.2 程序设计实现（1）遍历点号，如果为平巷中的点（点号的百分位为 0）则采取井下水准测量误差估算公式进行编程;（2）如果为斜巷中的点（点号百分位为 1）则采用三角高程测量误差估算公式进行编程。2 实例分析 图 1 为某矿一井内巷道贯通设计局部图，图中 K 点为预计贯通点，x 为巷道预计贯通的重要方向，其坐标方位角为 3260143.5;共有导线点 89 个，预计贯通的导线全长为 7322.5m，为大型巷道的贯通实例;3 条加测陀螺定向边分别为 1106-1107、1037-1038 及 1175-1176，陀螺定向中误差均为 15;采用 10级采区控制导线进行施测，量边采用钢尺量边，参数取=0.0005、=0.001;误差预计所用数据通过 CAD“数据提取”工具箱获得，提取出的 Excel 文件格式。提取到数据后进行误差预计：（1）打开软件得到主界面，导入 Excel 数据文件;（2）参数设置，如图 3 所示;（3）双击“开始预计”得到预计成果见表 1。3 结论 本文详细阐述了一井内巷道贯通误差预计的原理并进行了软件设计与开发。通过具体的实例运算，验证了软件的可靠性。主要结论如下：（1）一井内巷道贯通时，井下测角误差是引起贯通点在 x 向点位误差的主要因素。（2）巷道贯通时，井下三角高程测量误差是引起贯通点高程方向误差的主要影响因素。参考文献 1闫小军.某矿 45202 工作面井巷贯通测量设计及实施方案J.中国矿山工程，2019，48（02）：44-45+55.2李君.煤矿井下巷道贯通测量误差预计及方案调整J.能源与节能，2019（04）：18-19.3韩俊飞.庞庞塔井田巷道贯通过程中测量方案及误差分析J.中国矿山工程，2018，47（03）：16-18+46.4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，2016.5李江.煤矿大型贯通测量方案设计与实施J.中州煤炭，2015（02）：116-118+121.6李兴国.大型矿井巷道贯通测量方法与误差分析J.煤炭科学技术，2012，40（07）：93-95.