王白艷

摘 要： 隨著采礦業(yè)的發(fā)展，我國大部分淺部礦床已經(jīng)或日趨枯竭，礦山開采由淺部轉(zhuǎn)入深部。貫通測量工作是煤礦井下巷道整個(gè)測控系統(tǒng)中的重要組成部分，也是關(guān)系到整個(gè)巷道能否順利貫通的重要環(huán)節(jié)。貫通測量通過對巷道內(nèi)部測量，可指導(dǎo)后期工作的開展，保證整個(gè)巷道工程順利貫通。為此，本文主要對煤礦井下巷道貫通測量精度進(jìn)行了分析與探討。

關(guān)鍵詞： 煤礦工程；巷道；測量精度

一、貫通測量的測量技術(shù)要求

1、研究原始資料的可靠性，數(shù)據(jù)應(yīng)準(zhǔn)確無誤。使用地面控制網(wǎng)資料時(shí)，一定對原網(wǎng)精度、控制網(wǎng)點(diǎn)位受到采動影響情況了解清楚，進(jìn)行檢查測量。對于工程設(shè)計(jì)的資料，尤其是巷道的方位、坐標(biāo)、距離、高程、坡度等，要認(rèn)真檢核，對井底車場進(jìn)行設(shè)計(jì)導(dǎo)線的閉合計(jì)算。

2、精度要求高的貫通，提高測量精度要有相應(yīng)措施。如對井下邊長較短的測站，要設(shè)法提高儀器和規(guī)標(biāo)的對中精度，可采取防風(fēng)，光學(xué)對中等措施。斜巷中測角要注意儀器整平的精度，經(jīng)緯儀豎軸的傾斜改正。對施測成果要及時(shí)進(jìn)行精度分析，并與原誤差預(yù)計(jì)的精度要求進(jìn)行對比，不能低于原精度要求。

3、貫通巷道掘進(jìn)過程中，要進(jìn)行測量和填圖。根據(jù)測量成果調(diào)整巷道掘進(jìn)的方向和坡度。如采用全斷面一次成巷施工，在貫通前的一段巷道內(nèi)可采用臨時(shí)支護(hù)。鋪設(shè)臨時(shí)簡易軌道，以減少巷道貫通后的整修工作量。通過實(shí)際施測，發(fā)現(xiàn)在制定方案時(shí)未及的一些問題，遇到一些新情況，進(jìn)一步完善和充實(shí)頂定的方案。

二、煤礦井下巷道貫通測量精度分析

本文以某煤礦水平大巷貫通工程測量為例，對煤礦井下巷道貫通測量精度進(jìn)行分析。

1、貫通工程概況

為保證正常的生產(chǎn)接替并提高礦井生產(chǎn)能力，該煤礦在井下縱向一翼開拓了二水平運(yùn)輸大巷，分中部和北部2段進(jìn)行開拓，中部為副立井至北二斜井之間，貫距6284m；北部為北二斜井至北三斜井之間，貫距為3086m，整個(gè)貫通工程以高質(zhì)量高精度全部順利貫通，貫通總進(jìn)尺9370m，整個(gè)貫通測量共設(shè)地面小三角網(wǎng)1個(gè)（共11個(gè)控制點(diǎn)），地面四等水準(zhǔn)2500m，井下7"導(dǎo)線10020m （98個(gè)控制點(diǎn)），井下一級水準(zhǔn)7320m，井下陀螺邊4條，該項(xiàng)貫通對該礦來說，是一項(xiàng)特大貫通工程。

2、貫通精度分析

（1）副立井至北二斜井的貫通精度分析

在副立井至北二斜井的誤差預(yù)計(jì)過程中，通過幾種測量方案的比較，并結(jié)合井巷施工的實(shí)際情況，制定了立井用鋼絲定向投點(diǎn)并傳遞高程，在井下加測陀螺邊，斜井及平巷用測距導(dǎo)線及鋼尺量邊導(dǎo)線進(jìn)行控制的測量方案；另外，在井下導(dǎo)線邊長的設(shè)置時(shí)考慮到實(shí)際情況的需要，每隔500m 左右的長邊設(shè)置80～100m的短邊，陀螺邊也設(shè)置在距貫通點(diǎn)1/3處。通過這樣的技術(shù)處理，副立井至北二斜井的預(yù)計(jì)誤差在水平方向?yàn)?88mm，在高程上為160mm。貫通后實(shí)際水平方向誤差為115mm，高程誤差為113mm。

（2）北二斜井至北三斜井間的貫通精度分析

在北二斜井至北三斜井間的誤差預(yù)計(jì)過程中，由于該段貫通為2斜井間貫通，故選取了通過2斜井的紅外測距導(dǎo)線控制的測量方案，由測距三角高程導(dǎo)入標(biāo)高，平巷測設(shè)一等水準(zhǔn)，該方案的水平方向預(yù)計(jì)誤差為296mm，高程預(yù)計(jì)誤差為188mm。貫通后實(shí)際水平方向的誤差為14mm，高程誤差為12mm。

（3）貫通后對各項(xiàng)誤差的分析

該礦水平大巷貫通工程中部的副立井至北二斜井間的貫通是一個(gè)比較典型的貫通工程，包括了地面連接測量，立井定向，導(dǎo)入標(biāo)高測量，斜井的導(dǎo)入測量；井下導(dǎo)線包括了測距導(dǎo)線，鋼尺量邊導(dǎo)線，同時(shí)還加測了陀螺定向邊；該段巷道貫通后，對貫通測量中的地面連接誤差、定向誤差、井下導(dǎo)線測量誤差進(jìn)行了分析，依據(jù)該段貫通誤差預(yù)計(jì)時(shí)各項(xiàng)預(yù)計(jì)誤差所占總預(yù)計(jì)誤差的比例，并參考他礦的資料，上述3項(xiàng)誤差對貫通總誤差的影響比例定為1：3：4，即地面連接測量誤差占貫通總誤差的1/8，定向測量誤差占貫通總誤差的3/8，井下導(dǎo)線測量誤差占貫通總誤差的4/8。

由于該段貫通實(shí)測中線誤差為115 mm，故地面導(dǎo)線測量誤差對貫通誤差的影響為14mm，定向誤差對貫通誤差的影響為43 mm，井下導(dǎo)線測量誤差對貫通誤差的影響為58mm； 井下導(dǎo)線測量誤差分為測角誤差和量邊誤差，由于該段井下導(dǎo)線大部分為直伸形導(dǎo)線，而且測距邊的精度很高，故可近似地認(rèn)為井下導(dǎo)線的誤差均來自測角誤差的影響，即井下測角誤差對貫通誤差的影響為58mm，而測角誤差又分為測角方法誤差和對中誤差，測角方法為T2經(jīng)緯儀測回法兩測回觀測，其讀數(shù)誤差近似地取0.75"。

由貫通后實(shí)際中線的誤差對各項(xiàng)誤差的分析，得出的井下導(dǎo)線測量中各項(xiàng)誤差的實(shí)際數(shù)值與實(shí)際觀測值是相符的。

三、提高煤礦井下巷道貫通精度技術(shù)措施

1、認(rèn)真做好誤差預(yù)計(jì)工作

大型貫通測量工作是一項(xiàng)極其艱巨而又細(xì)致的工作，必須認(rèn)真對待，在貫通工程施測之前必須進(jìn)行誤差預(yù)計(jì)，對貫通測量可能達(dá)到的精度進(jìn)行必要的估算。遵循“技術(shù)上可行，精度上允許，經(jīng)濟(jì)上合理”的原則，選擇合理的測量方案和測量方法，對貫通測量中可能出現(xiàn)較大誤差的薄弱環(huán)節(jié)，要認(rèn)真對待，強(qiáng)化措施，優(yōu)化方案。應(yīng)盡可能采用先進(jìn)技術(shù)和儀器設(shè)備，以保證貫通精度。誤差預(yù)計(jì)的方法有如下幾種：

首先了解貫通工程的概況，檢核設(shè)計(jì)的圖紙資料，搜集與工程有關(guān)的井上、井下控制網(wǎng)資料，為貫通測量設(shè)計(jì)作好準(zhǔn)備。

繪制巷道貫通設(shè)計(jì)平面圖，繪出與貫通工程有關(guān)的巷道及控制點(diǎn)，以便進(jìn)行測量設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)圖的比例尺應(yīng)不小于l∶2000）。

根據(jù)貫通允許偏差值制定測量方案，選擇測量儀器和工具，確定測量方法和限差要。根據(jù)井巷貫通測量精度和施工工程要求，進(jìn)行井巷貫通相遇點(diǎn)的誤差預(yù)計(jì)。

取兩倍中誤差作為貫通的預(yù)計(jì)誤差值，再與貫通允許偏差值相比較。若預(yù)計(jì)誤差值小于允許偏差值，則測量方案可行的。否則，應(yīng)調(diào)整測量方案，再進(jìn)行估算，直到符合設(shè)計(jì)要求為止。

2、建立專用地面控制網(wǎng)

建立地面專用控制網(wǎng)，是保證貫通精度的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。隨著地下采煤范圍的不斷擴(kuò)大，原有的地面控制點(diǎn)不同程度地受到了采動影響，這就產(chǎn)生了地面控制點(diǎn)可靠性不足的問題，所以，首先應(yīng)對原有的地面控制點(diǎn)進(jìn)行檢測，檢測其精度是否符合要求。若精度較低，應(yīng)重新建立專用控制網(wǎng)，建立地面專用控制網(wǎng)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況和儀器設(shè)備可布設(shè)三角網(wǎng)或精密導(dǎo)線。

3、認(rèn)真做好立井定向工作

立井聯(lián)系測量是貫通工程測量的重要環(huán)節(jié)，是使井上下取得統(tǒng)一坐標(biāo)和高程的唯一途徑。聯(lián)系測量的一項(xiàng)重要工作就是方位角的傳遞，所以聯(lián)系測量也叫定向測量，因此在聯(lián)系測量之前要選擇和制定好定向施測方案。其方法，一是用鋼絲由地面通過立井向定向水平投點(diǎn)，用以傳遞坐標(biāo)和方向，并加測陀螺定向邊。二是為了提高投點(diǎn)精度，采用激光垂直儀進(jìn)行投點(diǎn)。國外資料表明，如果在定向水平上激光光斑大小在10-20mm 左右，且邊界清晰穩(wěn)定，確定光斑中心的精度可達(dá)1-2mm，我國目前井深為500m以內(nèi)，確定光斑中心的精度誤差約為±5mm。

4、井下導(dǎo)線測量

巷道貫通測量的主要工作就是井下導(dǎo)線測量，由于井下巷道長、環(huán)境差、工作量大，是影響貫通精度的最大誤差來源，所以在施測之前要選擇好測量儀器、測量方法及導(dǎo)線的測量精度是關(guān)鍵之所在。據(jù)現(xiàn)有條件，對于大型貫通測量，采用wildT2光學(xué)經(jīng)緯儀，利用三架法施測7s級經(jīng)緯儀導(dǎo)線，或配合光電測距儀進(jìn)行井下長邊導(dǎo)線測量以提高測角和量邊精度。

四、結(jié)束語

綜上所述，貫通測量是礦山測量工作十分重要，貫通工程質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到整個(gè)礦井的建設(shè)、生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益，為了加快礦井的建設(shè)速度、縮短建井周期、保證正常的生產(chǎn)接替和提高礦井產(chǎn)量，經(jīng)常會出現(xiàn)巷道貫通測量，所以兩井間貫通測量就成為了礦井生產(chǎn)中必不可少的一項(xiàng)工作。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫金禮，陳杰.煤礦井下巷道貫通測量精度分析及技術(shù)方法[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù). 2010（06）.

[2] 溫向衛(wèi).帶陀螺定向邊井下貫通導(dǎo)線測量的誤差預(yù)計(jì)[J]. 測繪與空間地理信息. 2013（10）.

[3] 羅少鵬.井下巷道貫通測量的實(shí)踐分析[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2017（26）.