摘 要：為了確保板集煤礦能夠按照設(shè)計(jì)施工，決定對(duì)礦井風(fēng)井井筒實(shí)施聯(lián)系測(cè)量和陀螺定向測(cè)量工程，得出了風(fēng)井聯(lián)系測(cè)量坐標(biāo)成果和陀螺定向成果，為指導(dǎo)礦井施工奠定了實(shí)測(cè)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：風(fēng)井；聯(lián)系測(cè)量；陀螺定向；結(jié)果分析

板集煤礦總體開(kāi)拓方案為采用立井、主要石門(mén)及分組大巷開(kāi)拓方式。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力300萬(wàn)噸/年，礦井工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)設(shè)主井、副井和回風(fēng)井3個(gè)立井井筒。主井、副井和回風(fēng)井3個(gè)井筒于2008年第三季度實(shí)現(xiàn)貫通。2009年4月18日，副井井筒發(fā)生突水淹井事故后經(jīng)專(zhuān)家組多次論證，決定對(duì)3個(gè)井筒采取綜合防治，并在原井位恢復(fù)。目前主井改絞工程順利推進(jìn)，回風(fēng)井完成改絞工程進(jìn)行井下巷道清理修復(fù)工作，副井井筒清理到井底，完成了井底車(chē)場(chǎng)馬頭門(mén)和破壞井壁的修復(fù)工作，現(xiàn)在實(shí)施井筒套壁工程。為了井上、下采用統(tǒng)一的平面坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)，保證礦井能夠按照設(shè)計(jì)施工滿(mǎn)足礦井建設(shè)、生產(chǎn)需要，確定井下基本控制導(dǎo)線起算邊的坐標(biāo)方位角、起算點(diǎn)坐標(biāo)和起算點(diǎn)高程，需主、副、風(fēng)三井進(jìn)行井上下聯(lián)系測(cè)量與陀螺定向。

1 總體方案的確定

本次聯(lián)系測(cè)量工作的主要方案是：起算資料的復(fù)測(cè)，在進(jìn)行三井聯(lián)系測(cè)量和陀螺定向之前將國(guó)家三等水準(zhǔn)點(diǎn)陶集點(diǎn)復(fù)測(cè)至礦內(nèi)水準(zhǔn)基點(diǎn)BS4上、復(fù)測(cè)礦內(nèi)平面控制網(wǎng)，必要時(shí)將GPS靜態(tài)點(diǎn)BF、XGL與外圍靜態(tài)點(diǎn)重新做GPS靜態(tài)。在坐標(biāo)的引入上，采用鋼絲穩(wěn)定投點(diǎn)的方法；在方向上，采用陀螺經(jīng)緯儀定向的方法進(jìn)行測(cè)定。高程導(dǎo)入是采用經(jīng)過(guò)比長(zhǎng)的千米鋼尺從地面已知點(diǎn)導(dǎo)入，導(dǎo)入高程的最終成果應(yīng)加入鋼尺比長(zhǎng)、溫度、自重、拉力等改正數(shù)。為了減少測(cè)量工作對(duì)礦井清淤施工的影響并考慮到現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，本次測(cè)量任務(wù)將方向?qū)牒妥鴺?biāo)高程導(dǎo)入分開(kāi)進(jìn)行測(cè)定，主要工作流程如下：首先，在井下埋設(shè)好的定向邊控制點(diǎn)上進(jìn)行陀螺經(jīng)緯儀定向測(cè)量測(cè)定出定向邊的坐標(biāo)方位角；然后，再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況擇時(shí)進(jìn)行坐標(biāo)、高程的導(dǎo)入工作。

2 方案的實(shí)施

聯(lián)系測(cè)量用的鋼絲、鋼尺在地面從風(fēng)井罐籠中下放至井底，利用地面現(xiàn)有的測(cè)量成果成圖資料，井上、下同時(shí)觀測(cè)，將地面坐標(biāo)、高程傳遞至井下，在井底大巷施測(cè)三個(gè)永久測(cè)點(diǎn)和一條陀螺定向邊，使井上、下形成一個(gè)完整、統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)[1-2]。方案實(shí)施前應(yīng)對(duì)地面現(xiàn)有的測(cè)量成果做必要的檢核。近井點(diǎn)點(diǎn)位中誤差不得超過(guò)±7cm，后視邊方位角中誤差不得超過(guò)±10\"；近井點(diǎn)至井口的連測(cè)導(dǎo)線邊數(shù)應(yīng)不超過(guò)三個(gè)，高程基點(diǎn)不少于兩個(gè)；由近井點(diǎn)向井口定向連接點(diǎn)連測(cè)時(shí)，應(yīng)設(shè)測(cè)角中誤差不超過(guò)±5\"閉合導(dǎo)線或復(fù)測(cè)支導(dǎo)線；連測(cè)導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)標(biāo)石，并盡可能與礦區(qū)控制網(wǎng)連測(cè)，井口高程基點(diǎn)的測(cè)量，應(yīng)按四等水準(zhǔn)測(cè)量的精度要求測(cè)設(shè)。具體實(shí)施：

（1）地面近井點(diǎn)布設(shè)：地面近井點(diǎn)聯(lián)測(cè)利用板集煤礦地測(cè)科提供的控制點(diǎn)“行管樓”、“泵房”、“一號(hào)樓”（經(jīng)檢查，相對(duì)精度良好），采用徠卡TC1202型全站儀，按5″級(jí)導(dǎo)線要求施測(cè)導(dǎo)線“泵房-行管樓-1-2-3”。

（2）陀螺定向：本工程陀螺定向采用中天法進(jìn)行測(cè)量，以“行管樓-泵房”為起算邊使用瑞士GAK-1型15″級(jí)陀螺經(jīng)緯儀施測(cè)風(fēng)井井下“K1-FJ1”陀螺邊。井上、下應(yīng)由同一觀測(cè)者進(jìn)行觀測(cè)，由一個(gè)測(cè)回轉(zhuǎn)到下一個(gè)測(cè)回時(shí)，應(yīng)停止陀螺轉(zhuǎn)動(dòng)10-15min，方可再次起動(dòng)觀測(cè)。陀螺經(jīng)緯儀定向每測(cè)回連續(xù)觀測(cè)五個(gè)中天時(shí)間，計(jì)算三個(gè)“兩側(cè)擺動(dòng)”的時(shí)間差。相鄰時(shí)間差的互差小于或等于0.4s，間隔時(shí)間差的互差小于或等于0.6s。同一陀螺定向邊兩測(cè)回陀螺方位角的互差不得超過(guò)40″，測(cè)前測(cè)后儀器常數(shù)互差不得超過(guò)40″，測(cè)前與測(cè)后零位值的互差不得超過(guò)0.2格。井上、下零位變化超過(guò)±0.3格時(shí)，應(yīng)加入零位改正。

（3）坐標(biāo)傳遞：坐標(biāo)傳遞從罐籠預(yù)留洞下放φ1.2mm單根鋼絲，下掛75kg重鉈，并放入盛滿(mǎn)油的大桶中，以穩(wěn)定鋼絲。待鋼絲穩(wěn)定后，地面采用徠卡TC1202型全站儀測(cè)角、測(cè)距，井下采用GTS-332N型全站儀測(cè)角、測(cè)距。井上、下均兩測(cè)回獨(dú)立觀測(cè)。井下觀測(cè)平臺(tái)要放穩(wěn)定重鉈的水桶，當(dāng)重鉈掛好后，要檢查重鉈是否與桶壁、桶底及鋼絲與井壁、井筒設(shè)備之間有無(wú)接觸之處，當(dāng)確認(rèn)無(wú)接觸后，方可進(jìn)行連接測(cè)量。井下角度觀測(cè)應(yīng)首先進(jìn)行擺動(dòng)觀測(cè)，不少于5個(gè)測(cè)回，取其平均值作為角度觀測(cè)點(diǎn)，水平角觀測(cè)按7″導(dǎo)線要求獨(dú)立觀測(cè)兩測(cè)回，測(cè)回間互差不超過(guò)12″。第一次觀測(cè)完畢后，移動(dòng)鋼絲（不小于20mm），重復(fù)以上工作，進(jìn)行第二測(cè)回。在誤差允許范圍內(nèi)，取其平均值做為最終實(shí)測(cè)結(jié)果。

（4）高程傳遞：按四等水準(zhǔn)要求，利用風(fēng)井井架水準(zhǔn)點(diǎn)“風(fēng)井西南”點(diǎn)作為井下高程起算點(diǎn)，“風(fēng)井東南”作為高程檢核點(diǎn)。高程傳遞采用100m比長(zhǎng)鋼尺鉚接成的1100m長(zhǎng)鋼尺，下掛鋼尺比長(zhǎng)時(shí)的拉力15kg重鉈，井上、下均采用DS3自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀同時(shí)觀測(cè)，第一次兩測(cè)回，測(cè)回互差小于4mm，動(dòng)鋼尺后再測(cè)兩測(cè)回。井上、下均記錄溫度，內(nèi)業(yè)計(jì)算應(yīng)加溫度、自重、比長(zhǎng)等改正數(shù)。在誤差允許范圍內(nèi)（規(guī)程要求不大于井深1/8000）取其平均值做為最終實(shí)測(cè)結(jié)果。

3 開(kāi)采效果分析

K1-FJ2：85°56′34″

K1-K4：266°49′12″

FJ2-FJ1：82°02′18″

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)板集煤礦風(fēng)井井筒聯(lián)系測(cè)量技術(shù)的實(shí)施，得出了聯(lián)系測(cè)量坐標(biāo)成果和陀螺定向成果，可有效的確保礦井能夠按照既定設(shè)計(jì)要求施工，也為以后礦井各項(xiàng)工程的實(shí)施奠定了實(shí)測(cè)基礎(chǔ)，社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益顯著。

參考文獻(xiàn)

[1]劉戰(zhàn)偉.陀螺定向技術(shù)在孟津煤礦風(fēng)井聯(lián)系測(cè)量中的應(yīng)用[J].河南科技，2013（11）：38.

[2]王平.祁東煤礦風(fēng)井聯(lián)系測(cè)量技術(shù)[J].煤炭技術(shù)，2004，23（2）：83-84.

作者簡(jiǎn)介：王永瀚（1987，12-），男，安徽淮南人，助理工程師，主要從事煤礦地質(zhì)測(cè)量管理工作。