張新星

（晉煤集團(tuán)寺河礦，山西 晉城 048204）

1 項(xiàng)目工程的現(xiàn)狀

山西晉城無煙煤礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司寺河煤礦是一座特大型現(xiàn)代化礦井，目前全礦井生產(chǎn)能力900萬t/a，生產(chǎn)布局劃分東井與西井兩個(gè)獨(dú)立的生產(chǎn)井區(qū)。本次工程區(qū)域?yàn)樗潞用旱V東井區(qū)，根據(jù)山西省煤炭工業(yè)廳為山西晉城無煙煤礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司寺河煤礦（東區(qū)）頒發(fā)煤炭生產(chǎn)許可證，開采煤層為3號(hào)煤層，開拓方式為斜井開拓，生產(chǎn)能力為500萬t/a。該工程具有高壓低、巷道覆蓋面廣以及施工周期長等特點(diǎn)，增加貫通測量精度是寺河煤礦貫通工程所要面對(duì)的問題，也是該項(xiàng)貫通工程能否順利進(jìn)行的保證。

2 貫通測量過程的實(shí)施管理

2.1 實(shí)施過程

貫通測量需要遵循以下流程：（1）礦井內(nèi)設(shè)置起始點(diǎn)，并根據(jù)精度要求嚴(yán)格檢查確認(rèn)。測量控制點(diǎn)的選擇和布設(shè)是貫通工程順利施工的基礎(chǔ)，也是完成高精確度貫通的有力保障。由于施工區(qū)域的深度過大，所以起始點(diǎn)的確定變得更加關(guān)鍵。通常情況下，由專業(yè)工程人員在巷道內(nèi)固定至少三處間距為175m左右的點(diǎn)，并使用陀螺儀測量其精確方位參數(shù)；（2）貫通測量過程基本施工內(nèi)容。寺河煤礦貫通工程的回采巷道沿煤層進(jìn)行施工建設(shè)，其設(shè)計(jì)高度和寬度分別為3m和4.8m。在巷道中心線位置設(shè)置運(yùn)輸順槽，運(yùn)輸順槽內(nèi)布置大量導(dǎo)線點(diǎn)。通常巷道的施工過程由激光技術(shù)進(jìn)行指向，現(xiàn)場在使用專業(yè)激光指向儀的過程中，前三處測點(diǎn)的位置間距應(yīng)大于10m，同時(shí)每400m進(jìn)行一次控制測量，然后分別由兩位及以上工程人員對(duì)測量結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算及結(jié)果對(duì)比分析。對(duì)導(dǎo)線點(diǎn)也需實(shí)施全面檢測，檢查其是否存在偏移或損壞問題。巷道高程控制需要在同一時(shí)間進(jìn)行三角高程測量和導(dǎo)線測量；（3）貫通測量的聯(lián)測。目前施工過程通常采用四架法進(jìn)行導(dǎo)線測量，該方式具有測量過程可以強(qiáng)制對(duì)中、減小測量誤差、提升測量效率和精度的特點(diǎn)，可以提高導(dǎo)線精度，為工程高精度貫通奠定了良好的基礎(chǔ)。

2.2 閉合驗(yàn)算過程

煤礦貫通工程建設(shè)中，施工企業(yè)收到設(shè)計(jì)單位發(fā)出工程圖紙后，第一時(shí)間要安排多名專業(yè)技術(shù)人員分別對(duì)工程圖紙進(jìn)行閉合驗(yàn)算，得出閉合驗(yàn)算結(jié)果后要對(duì)所有結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，確保所有技術(shù)人員的閉合驗(yàn)算結(jié)果相同后，才能夠正式將圖紙下發(fā)進(jìn)行施工。

3 提升貫通測量精度的措施

3.1 嚴(yán)格執(zhí)行貫通測量勘察

為保證巷道貫通測量工作的順利開展，必須對(duì)井下巷道進(jìn)行測量勘察工作。其中該項(xiàng)工作中最關(guān)鍵的施工部分是高程，由于施工環(huán)境光線很差，工程人員通常以頂板處為高程點(diǎn)實(shí)測方位。這就導(dǎo)致水準(zhǔn)尺必須顛倒擺放，工程人員測得準(zhǔn)確數(shù)值后，該數(shù)值必須以負(fù)數(shù)形式代入計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。

3.2 積極應(yīng)用全站儀

全站儀是當(dāng)前較為先進(jìn)測繪儀器，兼具了磁、機(jī)、電以及光等眾多優(yōu)勢，融合了測角和測距兩項(xiàng)必要功能，其高度的智能化和實(shí)用性使其在貫通過程得到廣泛使用。國際上多數(shù)全站儀可以通過電子手簿、內(nèi)部存儲(chǔ)器或內(nèi)存卡記錄工作中的數(shù)據(jù)信息，并能通過多種方式與計(jì)算機(jī)直接進(jìn)行信息溝通。信息接收方面：（1）可以接收計(jì)算機(jī)下達(dá)的任務(wù)信息；（2）可以經(jīng)過計(jì)算機(jī)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)的錄入工作，然后通過數(shù)字形式表示測繪結(jié)果。信息發(fā)送方面：全站儀可以通過簡單、高效的操作方式將測繪結(jié)果穩(wěn)定地傳輸給計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)了高效的數(shù)據(jù)雙向傳輸。全站儀因其完美的融合了計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力和現(xiàn)場多種測繪能力，可以實(shí)現(xiàn)礦山三維數(shù)據(jù)的構(gòu)建。全站儀在施工現(xiàn)場可以方便地采集關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并通過后臺(tái)自動(dòng)處理、傳輸，因此迅速取代了傳統(tǒng)的工作方式。

3.3 積極應(yīng)用陀螺定向技術(shù)

在巷道貫通施工過程中陀螺定向技術(shù)具有極大的優(yōu)勢。該技術(shù)在貫通工程測量過程中，測量精確度基本不受礦井深度變化的影響，很大程度上保障了貫通工程精確度。針對(duì)施工礦井內(nèi)貫通導(dǎo)線施工區(qū)域較大的情況，陀螺定向技術(shù)的高測繪精度能夠有效協(xié)助導(dǎo)線點(diǎn)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的高精度測量，因此陀螺定向技術(shù)普遍用于井下超長貫通導(dǎo)線的測量。陀螺定向技術(shù)在井下環(huán)境應(yīng)用時(shí)可以從三方面保證測量精度：（1）針對(duì)較深礦井的定向測量。當(dāng)煤礦礦井深度過大時(shí)，井下的低溫環(huán)境和大深度會(huì)對(duì)傳統(tǒng)測量技術(shù)和儀器產(chǎn)生很大影響，直接干擾其測量的準(zhǔn)確度，而陀螺定向技術(shù)可以完美的應(yīng)對(duì)這類情況，尤其是定向測量特深礦井時(shí)，可以顯著提升測量精度；（2）陀螺定向技術(shù)可以對(duì)井下平面實(shí)施有效控制。工程單位在巷道施工過程中，必須保證井下平面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性。施工過程中，通常由陀螺定向技術(shù)控制井下平面，然后經(jīng)過導(dǎo)線對(duì)巷道掘進(jìn)的距離和方向起到指引作用。該過程中傳統(tǒng)的測量方式是使用單支導(dǎo)線測量，測量結(jié)果精度非常差，因此通過陀螺定向技術(shù)可以大幅提升對(duì)方位角等參數(shù)的測量精度，為井下巷道貫通工程的順利進(jìn)行提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐；（3）為巷道驗(yàn)收工作提供支撐。陀螺定向技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測井下巷道的施工進(jìn)展，并為巷道驗(yàn)收階段提供有力的數(shù)據(jù)支持。井下巷道在設(shè)計(jì)方面存在缺陷時(shí)，施工過程將直接引起導(dǎo)線施工相關(guān)的問題，進(jìn)而導(dǎo)致最終測量結(jié)果的偏差。這時(shí)陀螺定向技術(shù)可以為工程人員提供精度極高的巷道方位角，施工單位以此為參考依據(jù)，便能夠及時(shí)對(duì)施工中巷道方位進(jìn)行微調(diào)，以保證巷道貫通工程滿足作業(yè)要求。

3.4 積極應(yīng)用地理信息系統(tǒng)技術(shù)

地理信息系統(tǒng)技術(shù)整合了工程模擬、數(shù)據(jù)的分析處理和編輯以及空間信息存儲(chǔ)等眾多實(shí)用技術(shù)，并能夠通過圖形、數(shù)據(jù)和地圖等多種形式表現(xiàn)分析結(jié)果，同時(shí)兼具實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)修改功能和圖形修改功能，使測量過程更加智能化，測量結(jié)果更加精確。當(dāng)前大量現(xiàn)代化煤礦企業(yè)正在使用地理信息系統(tǒng)技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)在煤礦施工過程中主要優(yōu)勢包括以下三個(gè)方面：（1）地理信息系統(tǒng)技術(shù)可以與煤礦調(diào)度系統(tǒng)相結(jié)合，使工程人員能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控井下煤礦開采狀態(tài)；（2）地理信息系統(tǒng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦工程中多類信息的整合分析和分類管理；（3）對(duì)煤礦工程中所涉及的各類圖形樣式進(jìn)行繪制。

3.5 積極應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)

目前計(jì)算機(jī)已開發(fā)出大量專業(yè)工程處理軟件，能夠方便地對(duì)貫通測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計(jì)算和整理，不僅在一定程度上降低了人為因素引起的計(jì)量誤差，還能極大地提高工程人員的工作效率。例如，專業(yè)的誤差預(yù)計(jì)系統(tǒng)與傳統(tǒng)的誤差預(yù)計(jì)相比處理速度更快，工程人員在專業(yè)軟件中輸入貫通點(diǎn)的位置坐標(biāo)，系統(tǒng)就能快速的計(jì)算誤差預(yù)計(jì)。同時(shí)若需要變更貫通點(diǎn)位置，只要重新輸入新的變更點(diǎn)位置坐標(biāo)，即能實(shí)現(xiàn)更新后的誤差預(yù)計(jì)。

4 結(jié)語

本文分析了煤礦工程單位在對(duì)煤礦工作面實(shí)施貫通測量中所采取的合理有效管理方式，并提出了對(duì)井下巷道嚴(yán)格執(zhí)行貫通測量勘察、在貫通過程中積極應(yīng)用全站儀、陀螺定向技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)五點(diǎn)提高貫通測量精度的有效措施，以保障貫通工程整體的施工質(zhì)量和精度，進(jìn)而提高煤礦開發(fā)建設(shè)效率和質(zhì)量，為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展增添動(dòng)力。