（山東黃金歸來莊礦業(yè)有限公司，山東 臨沂 273300）

井下巷道的主要任務(wù)是保證在礦山施工過程中的各個連接點之間相互貫通[1]，為接下來的礦山掘進(jìn)工作奠定基礎(chǔ)，所以井下礦道的質(zhì)量高低直接影響礦山掘進(jìn)工作的效率，基于此，必須將井下巷道施工的測量誤差降到可接受范圍之內(nèi)，以保證井下巷道的質(zhì)量。目前，國內(nèi)外常用的控制井下巷道質(zhì)量的方法還比較傳統(tǒng)，因為其操作簡單，對機械設(shè)備要求不高而被大多數(shù)企業(yè)所用，但是科學(xué)家們也正在研究更加高效的方法來提高井下巷道的質(zhì)量，鑒于礦山測量[2]與井下巷道之間的緊密聯(lián)系，提出基于礦山測量的井下巷道質(zhì)量控制方法，礦山測量法在井下巷道質(zhì)量控制中的應(yīng)用就是，測前準(zhǔn)備、預(yù)估、制定完整方案，最終根據(jù)現(xiàn)場施工調(diào)整，完成控制，該方法使用的儀器要求更加精密，過程更加嚴(yán)謹(jǐn)，所以能夠有效提高井下巷道的質(zhì)量。

1 基于礦山測量的井下巷道質(zhì)量控制方法設(shè)計

基于礦山測量的井下巷道質(zhì)量控制流程要求十分嚴(yán)格，所以最重要的前提條件是，需要參與測量的人員本身具備專業(yè)性較高的知識儲備和技術(shù)，以確保測量過程中的所有數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。基于礦山測量，對于井下巷道質(zhì)量的控制，首先是在準(zhǔn)備測量前必須要進(jìn)行充分的準(zhǔn)備工作，第一，利用全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)[3]確定經(jīng)緯儀的所有導(dǎo)線點，并且找到巷道的中心線；第二，制定合理的方案，明確井下巷道的所有開切點；第三，精準(zhǔn)測量，了解井下巷道每一段巷道的長度。把握好所有步驟的精確度，才能把最終的質(zhì)量誤差控制在最小范圍內(nèi)。

1.1 測量井下巷道主要的幾何要素

要進(jìn)行對井下巷道質(zhì)量的控制，首先得到使用礦山測量方法所需要的幾何要素的值，該幾何要素主要有井下巷道的高度、中心線和井下巷道每一個測量段的傾斜角度，如圖1所示。

圖1 井下巷道模型

得到上述主要的幾何要素之后可以采用幾何分析法，并基于反坐標(biāo)運算法進(jìn)行解析。井下巷道幾何要素測量完成之后，為了提升井下巷道的施工效率，需要根據(jù)巷道施工的進(jìn)度、每一段井下巷道施工所需時間和每一段井下巷道之間的距離，來確定相對工作面的作業(yè)點。在實際的井下巷道施工過程中，必須要結(jié)合實際情況，并且參考上述已經(jīng)計算完成的井下巷道的中心線指向角、巷道坡度和巷道傾斜角度，對井下巷道的中線和腰線進(jìn)行標(biāo)記，并且還要結(jié)合下場井下巷道的施工情況隨時調(diào)整中線和腰線，可以做適當(dāng)?shù)难娱L處理，從而方便在施工過程進(jìn)行對井下巷道質(zhì)量的控制。

1.2 測量數(shù)據(jù)誤差分析

井下巷道施工的質(zhì)量誤差主要有三個方面，第一，在地面上進(jìn)行各類數(shù)據(jù)測量的時候，由于地面不平等因素，會出現(xiàn)與事先計算數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象，從而出現(xiàn)誤差；第二，井下測量人員利用導(dǎo)線進(jìn)行測量時，沒能掌握好導(dǎo)線的長度導(dǎo)致導(dǎo)線不夠筆直，從而出現(xiàn)測量誤差；第三，在使用豎井投點法[4]進(jìn)行定向測量時，由于投點沒有選擇準(zhǔn)確而產(chǎn)生誤差。所以，在實際施工過程中，必須針對上述三種測量數(shù)據(jù)誤差進(jìn)行有效的分析，誤差分析中要求所得到的井下巷道施工預(yù)估誤差與真正施工設(shè)計要求的可接受誤差之間進(jìn)行比較，若井下巷道預(yù)估誤差比設(shè)計要求的可接受誤差小，則說明當(dāng)前制定的施工方案是可行的，可以有效控制井下巷道質(zhì)量，但是若井下巷道預(yù)估誤差比設(shè)計要求的可接受誤差大，如表1所示。

表1 井下巷道施工預(yù)估誤差與設(shè)計要求誤差數(shù)據(jù)表

從表1可以看出預(yù)估誤差無論是水平還是豎直的誤差都比設(shè)計要求的誤差大很多，水平誤差甚至高出一倍，所以就需要進(jìn)行重復(fù)多次測量，如果每次結(jié)果依然是相同的，則表明必須改善當(dāng)前的施工方案直到再次測量得到的誤差在可接受范圍之內(nèi)。最終根據(jù)調(diào)整之后的設(shè)計確定井下巷道施工方案，并根據(jù)實際情況及時調(diào)整，以此更高效地控制井下巷道的質(zhì)量。

1.3 實現(xiàn)井下巷道質(zhì)量控制

完成上述計算幾何要素、和測量數(shù)據(jù)的誤差分析、確定井下巷道施工方案這些準(zhǔn)備工作之后，進(jìn)行實際的井下巷道施工工作。首先基于礦山測量方法進(jìn)行測量，嚴(yán)格把控測量精度，針對之前井下巷道預(yù)估誤差最大的地方加大投入，使用先進(jìn)的施工儀器，確保井下巷道質(zhì)量。隨著井下巷道施工不斷深入，地面穩(wěn)定性會越來越差，所以為了保證井下巷道的質(zhì)量，在地面建立一個控制網(wǎng)[5]，在進(jìn)行礦山測量法過程中，利用專業(yè)的礦山挖掘儀器構(gòu)建精密的井下導(dǎo)線，并且布置好三角網(wǎng)[6]，對地面進(jìn)行進(jìn)一步加固，以保證井下巷道質(zhì)量不受影響。

2 實驗研究

為了證明本文提出的基于礦山測量的井下巷道質(zhì)量控制方法的有效性，設(shè)計對比仿真實驗進(jìn)行驗證。在實驗過程中，將井下巷道作為實驗對象，將本文提出的基于礦山測量的井下巷道質(zhì)量控制方法作為實驗組，將傳統(tǒng)方法作為對照組，使用兩種方法分別對井下巷道進(jìn)行質(zhì)量控制。

2.1 實驗準(zhǔn)備

為了保證實驗過程的公平可靠性，實驗前保證兩種方法進(jìn)行作業(yè)時的其他外部因素是一致的，并且保證除了特定要求的礦山測量專用儀器外，其他儀器的參數(shù)是一致的。

2.2 實驗結(jié)果分析

在實驗過程中，本文采用第三方軟件進(jìn)行對實驗的分析和數(shù)據(jù)處理，通過比較兩種方法得到的井下巷道的使用效率來驗證井下巷道質(zhì)量的高低，為了確保實驗數(shù)據(jù)更加可靠，分別進(jìn)行70次測量，實驗得到結(jié)果數(shù)據(jù)如圖2所示。

圖2 兩種方法的井下巷道使用效率對比圖

根據(jù)圖1可以看出，70組實驗中，本文方法實驗組的井下巷道的使用效率平均在70%～100%之間，并且每組數(shù)據(jù)波動平穩(wěn)，并無大范圍的上下起伏，說明誤差較小，并且運行穩(wěn)定；而傳統(tǒng)方法對照組的井下巷道使用效率在20%～60%之間，兩者相差至少30%，并且對照組的數(shù)據(jù)波動明顯，說明傳統(tǒng)方法誤差較大，并且不夠穩(wěn)定。以上結(jié)果表明本文提出的基于礦山測量的井下巷道質(zhì)量控制方法能夠保證作業(yè)過程穩(wěn)定，從而有效控制井下巷道質(zhì)量。

3 結(jié)語

本文研究了礦山測量在井下巷道質(zhì)量控制中的應(yīng)用，對該方法進(jìn)行了有效的方法設(shè)計，使之完成對井下巷道的質(zhì)量控制，并且設(shè)計了對比仿真實驗，對該方法和傳統(tǒng)方法進(jìn)行了比較，結(jié)果證明了基于礦山測量的井下巷道質(zhì)量控制方法更加穩(wěn)定，并且對井下巷道的質(zhì)量控制更加高效，本次研究提高了井下巷道質(zhì)量，進(jìn)而增加了井下巷道的使用效率，在一定程度上，能夠幫助企業(yè)更加充分地利用資源，減緩資源消耗的速度。