□　王云崗（晉城市礦山檢測調(diào)查測量隊(duì)，山西 晉城 048000）

望云煤礦下組煤延深工程回風(fēng)立井聯(lián)系測量技術(shù)研究

□王云崗
（晉城市礦山檢測調(diào)查測量隊(duì)，山西 晉城 048000）

日本索佳（SOKKI）公司產(chǎn)全站式陀螺儀（SET-2/130R3）是將陀螺儀和經(jīng)緯儀結(jié)合的儀器。該儀器的使用不受時(shí)間和環(huán)境的限制，同時(shí)觀測方法簡單方便、效率高，而且能保證較高的定向精度（一次觀測方向中誤差±15″），所以是一種先進(jìn)的定向儀器。該儀器的使用克服了經(jīng)緯儀幾何定向法要占用井筒面積大、影響生產(chǎn)，所需設(shè)備多，組織工作復(fù)雜，耗費(fèi)大量人力、物力和時(shí)間等缺點(diǎn)。本文主要利用陀螺全站儀中天法在望云煤礦回風(fēng)立井井底和總回風(fēng)大巷進(jìn)行一井定向，實(shí)現(xiàn)了總回風(fēng)大巷與主運(yùn)輸大巷的順利貫通。

陀螺全站儀；中天法；聯(lián)系測量；定向

0.前言

望云煤礦位于山西省晉城市高平市寺莊鎮(zhèn)望云村，井田面積為16.6452km2,生產(chǎn)規(guī)模0.9Mt/a，批準(zhǔn)開采3#—15#煤層，現(xiàn)開采3#煤層，15#煤層處于建設(shè)階段。

望云煤礦下組煤延深開拓工程包括新開拓主斜井、副斜井、回風(fēng)立井、主運(yùn)輸大巷、軌道大巷和總回風(fēng)大巷等工程。施工分為兩個標(biāo)段：主斜井、副斜井為一標(biāo)段；回風(fēng)立井為二標(biāo)段。為了加快施工進(jìn)度，盡早形成通風(fēng)系統(tǒng)，改善工人勞動條件，對主運(yùn)輸大巷采用雙向貫通施工。

雙向貫通施工涉及兩井間的巷道貫通測量，為保證兩井間巷道的正確貫通，兩井間的測量數(shù)據(jù)必須統(tǒng)一。因此這類貫通必須要在兩井間進(jìn)行聯(lián)系測量，且要進(jìn)行地面測量和井下測量，故積累的誤差一般較大，必須采用更精確的測量方法和更嚴(yán)格的檢查措施來保證精度，實(shí)現(xiàn)巷道順利貫通。

本次采用陀螺全站儀中天法一井定向主要應(yīng)用于下組煤延深回風(fēng)立井井底巷道定向及測定固定點(diǎn)坐標(biāo)，為主運(yùn)輸大巷雙向貫通測定方向定位數(shù)據(jù)。

1.施測方案

1.1貫通測量設(shè)計(jì)方案

主運(yùn)輸大巷的設(shè)計(jì)貫通距離600m，地面海拔為+850~+950m，設(shè)計(jì)巷道貫通的方位角為90° 24′55″，設(shè)計(jì)坡度為3.6‰，巷道斷面17.5m2。

1.2平面測量方案設(shè)計(jì)

1.2.1平面貫通測量限差的確定

根據(jù)《煤礦測量規(guī)程》的規(guī)定，在巷道貫通重要方向上的平面限差為橫向限差MX限=±100mm。

在貫通測量中一般采用實(shí)際測量中誤差MX測的兩倍不超過MX限，即測量總中誤差MX測<50mm。

測量總中誤差包括地面聯(lián)測中誤差MX上、斜井聯(lián)測中誤差MX井、井下巷道測量中誤差MX下，即：

1.2.2地面聯(lián)測方案設(shè)計(jì)

地面連接導(dǎo)線長為2km，則其相對精度誤差為1/6.8萬，于是地面測量方案應(yīng)需要布設(shè)三等精密導(dǎo)線或C級GPS測量。

1.2.3斜井聯(lián)測方案設(shè)計(jì)

斜井聯(lián)測方案可以布設(shè)四等精密導(dǎo)線，其測量角度中誤差為Mβ=±2.5″，獨(dú)立進(jìn)行兩次測量，設(shè)導(dǎo)線在Y軸上的投影長為1000m，則可以近似采用下式：

1.2.4井下測量方案設(shè)計(jì)

井下聯(lián)測方案可以布設(shè)四等精密導(dǎo)線，其測量角度中誤差為Mβ=±2.5″，獨(dú)立進(jìn)行兩次測量，設(shè)導(dǎo)線投影長為4000m，則

1.2.5測量總中誤差估算

以上測量方案設(shè)計(jì)可行。

1.3高程測量方案設(shè)計(jì)

根據(jù)《煤礦測量規(guī)程》的規(guī)定，在巷道貫通重要方向上的高程限差為：MH限=±50mm。

在貫通測量中一般采用實(shí)際測量中誤差MH測的兩倍不超過MH限，即高程測量總中誤差MH測<± 25mm。同樣，高程測量總中誤差包括地面聯(lián)測中誤差MH上、主斜井、回風(fēng)立井連測中誤差MH井、巷道測量中誤差MH下、即：

1.3.1地面高程、斜井高程、井下巷道高程連測方案設(shè)計(jì)

地面高程、斜井高程、井下高程連測方案采用三角高程測量方法，其垂直角測量精度不小于5″級導(dǎo)線測量的精度要求，而邊長測量采用全站儀的激光測距儀。當(dāng)取地面、斜井、巷道總長度為2500m，Ma=±5″,丈量儀器高和目標(biāo)高誤差Mv=±5.0mm，量邊系數(shù)a=5×10-4，b=5×10-5可以由下式計(jì)算：

式中MH井——地面、斜井、巷道三角高程測量估算中誤差；MH偶——三角高程測量的偶然測量中誤差；MH系——三角高程測量的系統(tǒng)測量中誤差。

1.3.2回風(fēng)立井高程連測方案設(shè)計(jì)

回風(fēng)立井高程采用鋼絲法導(dǎo)入高程。導(dǎo)入標(biāo)高均需獨(dú)立進(jìn)行兩次。加入各種改正數(shù)后，前后兩次之差，按《煤礦測量規(guī)程》規(guī)定不得超過L/8000（L為井上、下水準(zhǔn)儀視線間的鋼絲長度）?；仫L(fēng)立井井深215m，MH回風(fēng)立井=±4mm

1.3.3高程測量總中誤差估算

說明高程測量方案設(shè)計(jì)合理。

2.測量方法

2.1地面固定點(diǎn)

望云煤礦提供的2個C級地面靜態(tài)GPS測量控制點(diǎn)作為本次測量的基準(zhǔn)點(diǎn)，見表2—1。

表2—1　望云煤礦C級地面GPS測量控制點(diǎn)

2.2使用儀器

1、日本索佳（SOKKI）公司產(chǎn)全站式陀螺儀；全站儀型號：SET-2/130R3，標(biāo)稱精度為測角一測回方向全中誤差±2″及測距2mm+2×10-6×D (紅外測距，棱鏡狀態(tài)時(shí))；陀螺儀型號：GP1，陀螺方位角一次測定中誤差±20″。

2、北京中翰儀器有限公司（Nikon）DTM-452C防爆全站儀，標(biāo)稱精度為測角一測回方向全中誤差±2″及測距2mm+2×10-6×D(紅外測距，棱鏡狀態(tài)時(shí))。

2.3測量方案

2.3.1地面、主斜井、井下聯(lián)絡(luò)巷施測方法

采用尼康DTM—452C電子全站儀三角架法進(jìn)行復(fù)測支導(dǎo)線測量（測回法），導(dǎo)線一般邊長40—150m，測角中誤差15″，測回?cái)?shù)為兩測回。在測距時(shí)，在現(xiàn)場進(jìn)行了大氣和溫度的改正，該儀器已顧及到大氣折光和地球曲率改正。

2.3.2回風(fēng)立井投點(diǎn)施測方法

投點(diǎn)方案：①用7“級EDM導(dǎo)線在地面井口建立定向基點(diǎn)，導(dǎo)線線路為：調(diào)度樓點(diǎn)—矸石山點(diǎn)—W1—W2。定向基點(diǎn)為W2，后視點(diǎn)為W1點(diǎn)。②投點(diǎn)采用單鋼絲穩(wěn)定投點(diǎn)法，地面路線為：W1—W2—立井投點(diǎn)鋼絲；井下連接導(dǎo)線線路為：立井投點(diǎn)鋼絲—W3—W4—W5。③導(dǎo)入高程方案：采用長鋼尺法。

2.3.3陀螺測量方案

觀測程序:3—2—3；儀器常數(shù)測定與陀螺邊定向測量方法：中天法。

外業(yè)觀測步驟：①在地面矸石山—調(diào)度樓點(diǎn)方向邊上測定儀器常數(shù)3次；②在井下定向邊上W3—W4測定陀螺方位角2次；③再在地面矸石山—調(diào)度樓方向邊上測定儀器常數(shù)3次；（以上每次測量均觀測5個連續(xù)中天時(shí)間）④計(jì)算儀器常數(shù)平均值；⑤計(jì)算儀器常數(shù)測定邊的子午線收斂角；⑥計(jì)算各定向邊坐標(biāo)方位角并評定精度。

觀測精度要求：一次測定中誤差≤±15″；定向平均中誤差≤±10″；同一邊任意兩測回測量陀螺方位角的互差≤±40″；同一邊測前測后方向值互差≤±10″；測線方向水平角上、下半測回互差≤±20″。

測站中天法觀測限差規(guī)定見表2-2

表2-2　中天法觀測限差

3.井上、下連接導(dǎo)線及投點(diǎn)觀測成果

3.1外業(yè)觀測成果見表3-1

表3-1　EDM三角高程導(dǎo)線外業(yè)觀測成果表

3.2地面連接測量及投點(diǎn)計(jì)算成果

在地面布設(shè)“調(diào)度樓點(diǎn)—矸石山點(diǎn)—W1—W2”投點(diǎn)鋼絲7秒級高程連接導(dǎo)線連接,投點(diǎn)成果見表3-2

表3-2　望云煤礦立井聯(lián)系測量地面連接導(dǎo)線測量成果表

3.3井下連接測量及導(dǎo)線計(jì)算

井下起算坐標(biāo)計(jì)算見表3-3

表3-3　井下起算數(shù)據(jù)計(jì)算表

4.陀螺定向成果及精度

4.1儀器常數(shù)測定邊（矸石山—調(diào)度樓）地理方位角計(jì)算成果（見表4-1）

表4-1　矸石山-調(diào)度樓頂邊地理方位角計(jì)算表

4.2井下陀螺定向邊子午線收斂角及陀螺定向成果（見表4-2）

表4-2　井下定向邊W3—W4子午線收斂角計(jì)算表

4.3精度評定

4.3.1陀螺儀器常數(shù)計(jì)算（見表4-3）

表4-3　儀器常數(shù)計(jì)算表

儀器常數(shù)一次測定中誤差：

儀器常數(shù)平均值中誤差：

井下定向邊精度評定：井下定向邊陀螺方位角一次測定中誤差：

井下定向邊陀螺方位角平均值中誤差：

5.成果評定與總結(jié)

通過采用陀螺全站儀中天法一井定向進(jìn)行貫通測量，獨(dú)立進(jìn)行了2次，望云煤礦總回風(fēng)大巷與主運(yùn)輸大巷實(shí)現(xiàn)順利貫通，經(jīng)測量復(fù)核，測量誤差控制在了允許范圍內(nèi)，為望云煤礦下組煤延深工程盡早投產(chǎn)達(dá)效提供了先決條件。數(shù)據(jù)庫成果（以下簡稱為“地理國情普查數(shù)據(jù)庫”）作為地理國情普查統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)，其質(zhì)量水平直接影響到地理國情普查信息的準(zhǔn)確性、一致性、完整性和權(quán)威性。普查數(shù)據(jù)庫的質(zhì)量水平受到數(shù)據(jù)采集過程中采集人員的作業(yè)水平、采用的作業(yè)工藝及各類軟硬件配置情況的影響，在數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查中，需要對各類影響質(zhì)量水平的因素進(jìn)行綜合的考慮，對由各類影響因素造成的質(zhì)量。

【1】胡海峰.姬婧.李璐.礦山測量[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2007.

【2】編寫組.煤礦測量規(guī)程（2011版）[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2011.

TD1

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2095-7319（2015）06-0078-06

王云崗（1973-），男，晉城市澤州縣人，本科學(xué)歷，測繪工程師，現(xiàn)在晉城市礦山監(jiān)測調(diào)查測量隊(duì)工作，負(fù)責(zé)全市礦山企業(yè)資源儲量動態(tài)監(jiān)測及礦井測繪工作。從1994年7月參加工作至今，一直從事礦產(chǎn)資源管理、煤礦井下及井上下對照測繪工作，在礦山儲量、地質(zhì)測量管理方面有多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。