陳興隆

（鄭州商學(xué)院建筑工程學(xué)院，河南 鄭州 450000）

為保證井下巷道能夠按照設(shè)計精確掘進貫通而做的測量工作叫貫通測量。貫通測量由平面與高程貫通測量組成[1-2]。平面貫通測量是為保證巷道在橫向和縱向上的貫通精度，其中橫向貫通精度指在巷道貫通時左右兩側(cè)巷幫與貫通位置的橫向偏差量，縱向貫通精度指在巷道貫通時與貫通位置間的距離差量；高程貫通測量是為保證巷道在豎直方向上的貫通精度，是指巷道在貫通時與貫通位置的豎向偏差量[3]。主要任務(wù)包括地面近井點聯(lián)測、井下控制網(wǎng)聯(lián)測、巷道導(dǎo)線聯(lián)測、巷道掘進方向和坡度放線。

1 工程概況

伯方煤礦羊圈港進風(fēng)斜井與二水平西翼軌道大巷貫通工程全長5 km，屬于大型貫通測量工程。進風(fēng)斜井在經(jīng)過700 m 施工，至井下二水平設(shè)計變平位置后停止，在西翼軌道大巷向進風(fēng)斜井變平位置施工聯(lián)絡(luò)巷，最終精確貫通。此次大型貫通測量任務(wù)井下導(dǎo)線聯(lián)測全長6171 m。圖1 為進風(fēng)斜井貫通示意平面圖。

圖1 進風(fēng)斜井貫通示意平面圖

2 貫通測量技術(shù)方案

2.1 近井點聯(lián)測

井口近井點精度對井下貫通測量有重要意義，影響最終貫通結(jié)果。為避免近井點誤差對井下貫通測量精度帶來影響，要保證在水平方向上精度誤差不超過±80 mm，方位角在后視方向上誤差不超過±12″，井口高程基點測量要采用四等水準(zhǔn)測量進行，保證進風(fēng)斜井貫通測量精度要求[4]。

為保證近井點聯(lián)測可靠性，根據(jù)國家測繪法規(guī)定，近井點平面控制測量需具備相關(guān)測繪資質(zhì)。伯方煤礦進風(fēng)斜井近井點測量數(shù)據(jù)詳見表1。

表1 平面控制測量數(shù)據(jù)成果

井口高程基點初測數(shù)據(jù)為H1，1 032.021；H2，977.340。進風(fēng)斜井近井點PK3高程起測點為二等水準(zhǔn)高程點，按照四等高程導(dǎo)線相關(guān)要求，采用光電測距高程導(dǎo)線測量方式施測，以符合導(dǎo)線形式測量至近井點PK3。獨立進行兩次高程導(dǎo)線測量，測量組6 人，觀測儀器1 人，數(shù)據(jù)記錄1 人，前視后視各兩人。

2.2 井下測量

2.2.1 井下測量等級

《煤礦測量規(guī)程》規(guī)定井下大巷導(dǎo)線點測量等級為7″級，工作面到導(dǎo)線點測量等級為15″，由5 人進行井下大巷導(dǎo)線聯(lián)測工作，選用全站儀精度標(biāo)準(zhǔn)為1 mm+1 ppm.D，配備三角支架3 個、棱鏡以及基座2 套、鋼卷尺3 把，該儀器誤差為1 mm，測量距離每增加1 km，則誤差增加±1 mm，能夠滿足進風(fēng)斜井貫通精度。設(shè)計導(dǎo)線測量類型為符合導(dǎo)線，根據(jù)井下巷道實際掘進情況，進行支導(dǎo)線測量，當(dāng)巷道具備條件時，隨時進行符合導(dǎo)線布設(shè)[5-6]。7″級導(dǎo)線技術(shù)參數(shù)見表2。

表2 7″首級基本控制導(dǎo)線技術(shù)指標(biāo)

2.2.2 井下導(dǎo)線邊長測量

在井下進行導(dǎo)線邊長測量時，首先要對所使用的全站儀進行校正，測量井下測量現(xiàn)場的溫度、濕度、氣壓等數(shù)據(jù)，并輸入全站儀中進行改正，避免影響儀器狀態(tài)而造成不必要的誤差。每條測邊必須進行2 個測回，嚴(yán)禁單測回測量，單獨邊長測回限差為±15 mm，同邊長測量限差為1/6000。在實際測量過程需要注意保護儀器，注意頂板淋水和活矸，保證人員及儀器安全，儀器觀測人員需按照全站儀使用規(guī)定進行測量。

在實際測量中，測至西翼軌道大巷陀螺邊時，需對陀螺邊導(dǎo)線點進行復(fù)測，保證導(dǎo)線測量精度。巷道每掘進500 m 需要延長一次導(dǎo)線，導(dǎo)線延長前，需要對最前方導(dǎo)線點進行檢校，保證最前方導(dǎo)線點水平角數(shù)據(jù)誤差不超過15″。7″級導(dǎo)線要進行2次以上獨立測量，確保導(dǎo)線成果可靠性[7]。

2.2.3 井下導(dǎo)線高程測量

當(dāng)巷道坡度在8°以下時，進行水準(zhǔn)高程測量，當(dāng)巷道坡度高于8°時，進行三角高程測量。水準(zhǔn)高程測量需配備人員4 人、水準(zhǔn)儀1 臺、標(biāo)尺2 根。在實際測量時，單站距離不超過45 m，不小于10 m，前后視距差要小于2 m，兩次測量儀器高相差要超過0.2 m，兩次讀數(shù)高程誤差限差應(yīng)小于±5 mm，水準(zhǔn)測量往返測高差互差不超過50 mm 才能滿足要求。在進行三角高程測量時，為保證豎直角測量精度，選擇單向測量方式，三角高程測量豎直角角度誤差不能超過15″[8]。

3 貫通精度計算

伯方煤礦進風(fēng)斜井完全貫通后，對其進行貫通誤差測量，并對結(jié)果進行分析。經(jīng)實測，貫通巷道橫向誤差106 mm，豎向誤差49 mm，角度閉合差-16″，角度閉合差容許誤差可通過公式（1）進行計算：

式中：n為導(dǎo)線測量站數(shù)，取值37。

經(jīng)計算，角度閉合差容許誤差fβ容=±85″，實際角度閉合差為-16″，小于容許誤差，角度閉合差滿足精度要求。

式中：K為導(dǎo)線全長相對閉合差，Σl為導(dǎo)線全長，取值6171 m。

經(jīng)計算，導(dǎo)線全長相對閉合差K=1/100 016，小于導(dǎo)線全長相對閉合差1/8000，滿足精度限差要求。

經(jīng)實測，巷道貫通高程誤差閉合差fH為±139 mm，高程容許閉合差可通過公式（3）進行計算：

式中：L為導(dǎo)線長度，km。

經(jīng)計算，fh容為±0.248 m，巷道貫通高程誤差閉合差fH小于高程容許閉合差fh容，滿足高程精度限差要求。通過進風(fēng)斜井巷道貫通誤差實際測量及誤差計算，該貫通巷道誤差在誤差允許范圍之內(nèi)，貫通測量符合限差要求。

4 井下貫通測量精度控制措施

（1）測量技術(shù)及儀器。巷道貫通測量是一項復(fù)雜且精細的工作，從儀器選擇方面需要考慮到所選儀器本身是否能夠滿足貫通測量精度要求，選用的萊卡TCRM1201 高精度全站儀，儀器精度為1″級，能夠滿足井下導(dǎo)線貫通測量高精度要求。在測量技術(shù)方面采用高精度GPS 定位技術(shù)，保證地面近井點點位精度。在井下導(dǎo)線測量過程中，對西翼軌道大巷陀螺邊復(fù)測，進一步降低測量誤差，提高了測量精度。

（2）原始數(shù)據(jù)及起測數(shù)據(jù)。為避免起測點數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤，在進行測量任務(wù)之前，需要對起測點進行實地檢查，保證起測點沒有遭到破壞，并復(fù)測起測點對比原始數(shù)據(jù)，確保精度達到要求。

（3）數(shù)據(jù)計算。對測量數(shù)據(jù)進行計算時，必須保證2 次以上獨立計算，數(shù)據(jù)計算需要不同人員進行，確保貫通測量導(dǎo)線成果可靠性。

除了上述幾點需要注意之外，測量人員必須要求專業(yè)素質(zhì)達標(biāo)，各項測量任務(wù)需要嚴(yán)格遵守相關(guān)測量規(guī)定。在測量過程中，測站距離盡量放長，可以使用三架法降低儀器對中誤差，在巷道轉(zhuǎn)彎處需要前視人員提前規(guī)劃測站位置，盡量避免前后測站視距相差過大。

5 效果分析

伯方礦進風(fēng)斜巷貫通測量施測及計算過程嚴(yán)格遵守規(guī)程要求，通過精度控制測量誤差能夠滿足貫通需要。伯方礦進風(fēng)斜巷在設(shè)計位置貫通后，對貫通誤差進行了現(xiàn)場實測，貫通平面縱向誤差為+0.063 m，橫向誤差為-0.14 m，貫通高程誤差為+0.11 m，貫通精度較高，滿足巷道使用條件。

6 結(jié)語

伯方煤礦進風(fēng)斜井大型貫通工程順利貫通，不僅解決伯方煤礦二水平供風(fēng)困難問題，還保證了礦井生產(chǎn)接替計劃實施，使井下工作面盡快進入生產(chǎn)狀態(tài)，實現(xiàn)礦井早日盈利。通過本次貫通測量方案得出井巷大型貫通工程貫通測量設(shè)計以及精度控制方法，為礦井今后貫通測量工作打下基礎(chǔ)。