（同煤集團(tuán)煤峪口礦地測(cè)科，山西 大同 037001）

為了滿足不斷增加的煤炭市場(chǎng)需求、擴(kuò)大煤炭生產(chǎn)效率，煤峪口礦需要對(duì)井下主運(yùn)輸巷實(shí)施貫通測(cè)量作業(yè)。其中1106輔運(yùn)輸巷和1107主工作面內(nèi)的切眼已經(jīng)完成，計(jì)劃將1107的主運(yùn)輸巷與1107切眼72m處進(jìn)行貫通，貫通距離為740m，煤礦井下的導(dǎo)線長(zhǎng)度約為7122 m。在井下巷道內(nèi)均勻鋪設(shè)了31個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)，各處導(dǎo)線上的平均邊長(zhǎng)約為239m，該貫通工程的貫通路徑結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 1107主運(yùn)巷貫通結(jié)構(gòu)

該貫通工程規(guī)模較大，整個(gè)工程導(dǎo)線主要來自二分區(qū)的基本控制導(dǎo)線，整體來說相對(duì)于獨(dú)立，因此在進(jìn)行貫通作業(yè)時(shí)應(yīng)使其符合《煤礦測(cè)量規(guī)程》中關(guān)于對(duì)獨(dú)立巷內(nèi)貫通相遇點(diǎn)的偏差不得超過0.2m的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。現(xiàn)有的井下采區(qū)貫通測(cè)量方案主要是采用人工全站儀測(cè)量的方法，鑒于井下多變而復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，其貫通測(cè)量誤差往往超過1m，無法滿足井下貫通測(cè)量的需求。本文提出了一種新的貫通測(cè)量方案，經(jīng)在煤峪口礦應(yīng)用，效果明顯，其具有測(cè)量方案簡(jiǎn)單、精度好的優(yōu)點(diǎn)。

1 貫通測(cè)量方案的設(shè)計(jì)及誤差分析

由于本次貫通測(cè)量屬于井下獨(dú)立式的貫通工程，在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，僅涉及井下巷道的高程測(cè)量及導(dǎo)線測(cè)量，與地面上的聯(lián)系定位測(cè)量無關(guān)。因此在制定井下貫通測(cè)量方案時(shí)，應(yīng)把測(cè)量導(dǎo)線設(shè)置于巷道的中心位置，各個(gè)區(qū)域?qū)Ь€的邊長(zhǎng)要基本一致，每個(gè)測(cè)角采用兩個(gè)測(cè)回方案。在同一個(gè)測(cè)回中，半測(cè)回之間的誤差不得大于±21″。導(dǎo)線邊測(cè)量時(shí)，一次測(cè)回的數(shù)據(jù)顯示偏差不得大于±9 mm，單程測(cè)回之間的差值不得大于±16 mm。為了確保井下測(cè)量的精度，采用精度小于2″的全站儀，同時(shí)輔以三角高程測(cè)量?jī)x，測(cè)量時(shí)均需要進(jìn)行獨(dú)立兩次的測(cè)量。根據(jù)煤峪口礦的實(shí)際情況，項(xiàng)目組分別制定了增加測(cè)角精度和增加測(cè)陀螺邊的貫通測(cè)量方案。

為了對(duì)增加測(cè)角精度和增加測(cè)陀螺邊的測(cè)量方案的實(shí)際誤差情況進(jìn)行分析，本文設(shè)定1107主巷的K點(diǎn)位置作為計(jì)算的坐標(biāo)原點(diǎn)，設(shè)主運(yùn)輸巷的方向?yàn)閅′軸，將垂直與貫通方向設(shè)置為X′軸，貫通的貫通誤差為MX，測(cè)量中貫通點(diǎn)位的測(cè)量誤差為M，井下貫通作業(yè)過程中的貫通誤差預(yù)計(jì)見圖2。其中對(duì)導(dǎo)線的邊線測(cè)量誤差約為1/8000，測(cè)量過程中的導(dǎo)線測(cè)角中誤差mβ=±7°，關(guān)鍵點(diǎn)K處的高程貫通測(cè)量誤差約為其中L表示井下巷道鋪設(shè)導(dǎo)線的長(zhǎng)度。

圖2 巷道貫通誤差預(yù)計(jì)

2 各貫通測(cè)量方案誤差分析

1107主運(yùn)輸巷主要是作1107綜采工作面的物料運(yùn)輸?shù)?，設(shè)置于2015年。為了降低井下貫通作業(yè)的費(fèi)用，在充分分析了煤峪口礦井下貫通作業(yè)方案的基礎(chǔ)上，根據(jù)井下實(shí)際測(cè)量的數(shù)據(jù)（見表1），通過對(duì)實(shí)際測(cè)角的分析，確定在實(shí)際貫通測(cè)量中的誤差：

表1 1107巷實(shí)測(cè)的測(cè)角中誤差

采用增加測(cè)角精度方案貫通測(cè)量時(shí)，假設(shè)各個(gè)導(dǎo)向點(diǎn)和貫通相遇點(diǎn)K的連線之間在Y′軸上的投影表示為Ryi（前移），各個(gè)導(dǎo)向點(diǎn)和貫通相遇點(diǎn)K的連線之間在X′軸上的投影表示為Rxi（前移），則各個(gè)導(dǎo)向點(diǎn)和貫通相遇點(diǎn)K的連線之間在Y′軸上的投影的平方和表示為∑R2yi（前移）=10094041.54，各個(gè)導(dǎo)向點(diǎn)和基點(diǎn)K的連線之間在X′軸上的投影的平方和表示為∑R2xi=97380.569。

因此可知煤礦井下貫通測(cè)量時(shí)測(cè)角誤差導(dǎo)致貫通相遇點(diǎn)K在X′軸上的誤差M′xβ表示為：

式中：ρ為角度和弧度之間的轉(zhuǎn)化常數(shù)，取206256″。

井下導(dǎo)線量邊的誤差而導(dǎo)致的貫通相遇點(diǎn)K在X′軸上的誤差M′xL表示為：

煤礦井下導(dǎo)線測(cè)量誤差而導(dǎo)致的基點(diǎn)K在X′軸上的誤差M′x可表示為：

在井下進(jìn)行貫通測(cè)量時(shí)，為了確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，各項(xiàng)測(cè)量均需進(jìn)行兩次，然后求其平均值。因此可知，井下貫通相遇點(diǎn)K在X′軸上的誤差：

則在貫通相遇點(diǎn)處的估計(jì)誤差約為2Mxk=0.165 m。

同理可計(jì)算出，當(dāng)采用增加測(cè)陀螺邊的方案情況下，其貫通測(cè)量相遇點(diǎn)處的估計(jì)誤差約為0.469m，不滿足《煤礦測(cè)量規(guī)程》中關(guān)于對(duì)獨(dú)立巷內(nèi)貫通相遇點(diǎn)的偏差不得超過0.2m的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。綜合分析后選擇增加測(cè)角精度的井下貫通測(cè)量方案。

3 增加測(cè)角精度貫通方案的應(yīng)用效果

增加測(cè)角精度貫通方案的應(yīng)用方案，煤峪口礦在1107巷進(jìn)行貫通作業(yè)時(shí)，按實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)貫通測(cè)量圖片見圖3。根據(jù)貫通后測(cè)量，在相遇點(diǎn)處的實(shí)際偏差約為0.186m，與理論計(jì)算結(jié)果基本符合，且滿足《煤礦測(cè)量規(guī)程》中關(guān)于對(duì)獨(dú)立巷內(nèi)貫通相遇點(diǎn)的偏差不得超過0.2m的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。1107巷的應(yīng)用表明，采用提高測(cè)角精度替代傳統(tǒng)的利用全站儀進(jìn)行測(cè)量的方案，具有顯著的優(yōu)勢(shì)。

圖3 井下貫通測(cè)量

4 結(jié)語

本文根據(jù)現(xiàn)有僅依靠全站儀進(jìn)行井下貫通測(cè)量，存在的效率低下、精度差的難題，提出了一種新的大巷貫通測(cè)量方案，即增加測(cè)角精度貫通方案，結(jié)果表明，利用新的貫通測(cè)試方案。實(shí)際測(cè)量誤差僅0.186m，且在施工過程中測(cè)量方案簡(jiǎn)單可行，測(cè)試效率高、穩(wěn)定性好，能夠有效地保證井下巷道貫通精度，降低測(cè)量周期和費(fèi)用，具有應(yīng)用推廣價(jià)值。