李 亮

（山西焦煤汾西礦業(yè)集團(tuán)靈北煤礦，山西 介休 032000）

1 巷道貫通工程背景

山西焦煤汾西礦業(yè)集團(tuán)靈北煤礦為年產(chǎn)240萬(wàn)t的大型現(xiàn)代化礦井，靈北礦51001工作面位于530軌道巷的東側(cè)，5904工作面的北邊，距5904工作面34m（5904工作面推進(jìn)方位為270°），切眼緊貼井田邊界和保利鐵新煤業(yè)有限責(zé)任公司相鄰。51001工作面由軌道順槽、膠帶順槽和開(kāi)切眼三條巷道組成。膠帶順槽及軌道順槽的掘進(jìn)方位都是90°，掘進(jìn)長(zhǎng)度都是2057.1m；開(kāi)切眼掘進(jìn)方位角是180°，掘進(jìn)長(zhǎng)度是204.2m，預(yù)計(jì)總掘進(jìn)長(zhǎng)度4318.4m。三條巷道都為矩形巷道，其中軌道順槽、膠帶順槽寬4.2m，高3.0m，開(kāi)切眼寬6.2m，高3.0m。

2 貫通測(cè)量方案及測(cè)量誤差估算

2.1 巷道貫通測(cè)量方案制定

本貫通工程是同一采區(qū)內(nèi)的貫通，屬于一井貫通，貫通導(dǎo)線全長(zhǎng)4500余米。貫通導(dǎo)線以+530軌道巷內(nèi)7″級(jí)導(dǎo)線GD13→GD15（方位角0°00′30″）為起始方位，以GD13號(hào)點(diǎn)（坐標(biāo)X=2088.916，Y=3891.351，H=515.523）和GD15（坐標(biāo) X=2191.006，Y=3891.366，H=514.799）分別敷設(shè)導(dǎo)線，貫通后形成閉合導(dǎo)線。

由于本工程是由煤層底板掘進(jìn)貫通，故在貫通中不考慮豎直方向上的誤差，僅考慮在水平方向上的誤差。根據(jù)靈北礦對(duì)該工作面的專題會(huì)議，研究決定該工程在水平重要方向的貫通誤差小于0.5m，導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差不超過(guò)1/6000。

儀器：TOPCON GTS-332N防爆型全站儀，精度2″。

水平角觀測(cè)方法：測(cè)回法，即后—前—前—后。

整平：儀器與前視占標(biāo)整平都要求不超過(guò)長(zhǎng)水準(zhǔn)管氣泡的1/2格。

儀器高、占標(biāo)高量取：按規(guī)程規(guī)定，儀器高、占標(biāo)高的量取應(yīng)在作業(yè)前后各進(jìn)行一次，用5m小卷尺或5m塔尺量取，兩次量取互差不得大于5mm，取兩次的平均值作為最終結(jié)果。

前視：在觀測(cè)中，前視采用棱鏡+對(duì)點(diǎn)器+腳架，對(duì)中采用650g的活動(dòng)垂球?qū)χ?，?duì)中誤差不得大于1mm。

觀測(cè)方法：觀測(cè)時(shí)，對(duì)中、整平嚴(yán)格按要求執(zhí)行，并要對(duì)所使用點(diǎn)位確認(rèn)。即檢查后視邊距離，只有在距離不大于5mm時(shí)才能使用，否則繼續(xù)檢查以前的點(diǎn)。

距離、高差測(cè)量，采用一測(cè)回測(cè)水平距離、高差，水平距離要求絕對(duì)限差不大于5mm，相對(duì)限差不小于1/8000，取平均值作為一測(cè)回結(jié)果。

指導(dǎo)巷道施工觀測(cè)：一測(cè)回坐標(biāo)取平均值作為指導(dǎo)施工的依據(jù)，根據(jù)導(dǎo)線測(cè)量的成果不斷修正數(shù)據(jù)。

2.2 貫通測(cè)量誤差估算

以貫通相遇點(diǎn)K為坐標(biāo)原點(diǎn)，以切眼方向?yàn)閄′軸（X′為水平重要方向），垂直于切眼方向?yàn)閅′軸，建立假定坐標(biāo)系，在該假定坐標(biāo)系內(nèi)進(jìn)行誤差預(yù)計(jì)，如表1所示。

表1 測(cè)角誤差所引起的貫通相遇點(diǎn)在X′軸上的偏差計(jì)算表

根據(jù)表1及誤差計(jì)算公式計(jì)算貫通相遇點(diǎn)誤差：

（1）全站儀測(cè)角中誤差：井下測(cè)角誤差Mβ=±7''。

（2）mc=±（2mm+2ppm×D），D表示測(cè)量距離（km），ppm為百萬(wàn)分之一，即10-6。

（3）測(cè)角誤差所引起的貫通相遇點(diǎn)在X'軸上的偏差

式中：

mβ-導(dǎo)線測(cè)角誤差；

RY'-導(dǎo)線點(diǎn)與K點(diǎn)連線之間在Y'軸向上的投影距離；

（4）量邊誤差對(duì)貫通相遇點(diǎn)K在X'軸上的偏差

式中：

ml-導(dǎo)線量邊測(cè)量中的誤差；

α'-導(dǎo)線各邊與設(shè)定的X'軸之間的夾角。

（5）測(cè)角誤差與量邊誤差綜合影響所形成的貫通相遇點(diǎn)K在X'軸上的誤差：

（6）導(dǎo)線獨(dú)立測(cè)量2次，則2次測(cè)量平均值中誤差為：

（7）K點(diǎn)在X'方向上的預(yù)計(jì)誤差為：

預(yù)計(jì)導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差為：0.484/4318.4=1/8922＜1/6000

通過(guò)以上計(jì)算，貫通相遇點(diǎn)K點(diǎn)在水平重要方向上的誤差在允許范圍內(nèi)，精度能達(dá)到工程的要求，所以該貫通誤差預(yù)計(jì)方案可行。根據(jù)對(duì)貫通相遇點(diǎn)的誤差預(yù)計(jì)可得，在水平重要方向上的偏差主要是由于水平角觀測(cè)誤差所引起的，因此，在實(shí)際工作中應(yīng)盡量提高水平角觀測(cè)的精度。測(cè)站數(shù)是影響貫通精度的主要因素，工作中在條件許可的情況下，盡量加大邊長(zhǎng)，以減少測(cè)站數(shù)，從而達(dá)到提高貫通精度的目的。

3 巷道貫通測(cè)量及精度控制措施

3.1 巷道貫通測(cè)量

礦井地質(zhì)測(cè)量部分成立專門(mén)的51001回采工作面回采巷道的貫通測(cè)量小組，具體負(fù)責(zé)巷道的貫通測(cè)量工作。對(duì)井下巷道掘進(jìn)單位進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督，按照巷道掘進(jìn)測(cè)量放線結(jié)果進(jìn)行作業(yè)，并定期對(duì)巷道掘進(jìn)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查以及誤差估算，對(duì)測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確程度及可靠性進(jìn)行評(píng)定。此外在測(cè)量過(guò)程中額外配備一臺(tái)尼康防爆全站儀，對(duì)全站儀精準(zhǔn)度進(jìn)行校對(duì)。

3.2 巷道貫通測(cè)量誤差控制

以礦井7''級(jí)測(cè)量控制網(wǎng)中的GD13以及GD15導(dǎo)線點(diǎn)為測(cè)量起點(diǎn)，以GD13號(hào)點(diǎn)（坐標(biāo)X=2088.916，Y=3891.351，H=515.523）和GD15（坐標(biāo) X=2191.006，Y=3891.366，H=514.799）分別敷設(shè)導(dǎo)線，貫通后形成閉合導(dǎo)線，最后達(dá)到切眼巷道貫通處K點(diǎn)。如表2、表3所示。

表2 全站儀誤差控制中各項(xiàng)限差值

表3 導(dǎo)線項(xiàng)誤差控制中各項(xiàng)限差值

在巷道貫通測(cè)量過(guò)程中應(yīng)考慮到巷道測(cè)量環(huán)境變化對(duì)巷道測(cè)量精度帶來(lái)的不利影響，例如：巷道溫度變化、掘進(jìn)區(qū)域破碎、粉塵大以及風(fēng)速較高等情況。當(dāng)井下測(cè)量過(guò)程中溫度較低，應(yīng)待溫度趨于穩(wěn)定之后再進(jìn)行觀測(cè)，盡量降低由于溫度變化對(duì)儀器測(cè)量精度造成的影響；當(dāng)巷道內(nèi)粉塵以及風(fēng)速較大時(shí)，采取適當(dāng)?shù)慕祲m以及防風(fēng)措施，并采用增大垂球質(zhì)量、光學(xué)對(duì)中以及增加測(cè)量對(duì)重次數(shù)等措施，提高全站儀的觀測(cè)精度；在觀測(cè)過(guò)程中嚴(yán)格按照規(guī)定對(duì)全站儀進(jìn)行整平；隨著巷道掘進(jìn)距離的增加，每測(cè)量一定距離（如200m）或者一定階段應(yīng)對(duì)測(cè)量導(dǎo)線的測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)、復(fù)測(cè)以及測(cè)量精度估算等工作。

3.3 貫通測(cè)量結(jié)果分析

隨著巷道掘進(jìn)距離的不斷增加，巷道在切眼巷道K點(diǎn)位置貫通，經(jīng)過(guò)對(duì)貫通后的巷道進(jìn)行閉合差測(cè)量，K點(diǎn)水平方向上的誤差為458mm，小于有關(guān)規(guī)程規(guī)定的500mm標(biāo)準(zhǔn)，表明采用的巷道貫通測(cè)量技術(shù)方案及精度控制措施是切實(shí)可行的，可以滿足長(zhǎng)距離巷道貫通測(cè)量的需要。

4 結(jié)語(yǔ)

礦井的安全生產(chǎn)離不開(kāi)測(cè)量工作的支持，巷道貫通測(cè)量是保證巷道安全掘進(jìn)的基礎(chǔ)工作。根據(jù)巷道貫通測(cè)量精度要求，合理的確定測(cè)量方案，并采取措施，對(duì)測(cè)量過(guò)程中的精度進(jìn)行控制。結(jié)果表明，51001回采工作面回采巷道采用的巷道貫通測(cè)量方案及誤差控制措施是切實(shí)可行的，保證了回采巷道的順利安全貫通。