黃紅龍

（山西省同煤集團(tuán)云崗礦地質(zhì)測量科，山西 大同037017）

煤礦測繪的精確度對保證巷道能夠按照正確的軌跡掘進(jìn)具有重要意義。在實(shí)際測繪中，若最終結(jié)果的偏差極大將嚴(yán)重影響巷道的質(zhì)量，甚至導(dǎo)致整個(gè)巷道報(bào)廢。對于貫通測量而言，要求工作人員嚴(yán)格按照規(guī)范要求操作，保證貫通工程的高效完成。傳統(tǒng)貫通測量采用光學(xué)儀器存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低而且容易出錯(cuò)的缺陷[1]。因此，本文將研究全站儀、GPS等儀器設(shè)備應(yīng)用于貫通測量中，并對煤礦的測繪效果進(jìn)行驗(yàn)證。具體闡述如下:

1 工程概況

同煤某礦的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為21萬t/年，在多年開采及以前周圍小煤礦的影響下需對其主井筒進(jìn)行延伸并與該礦的三采區(qū)軌道貫通。其中，實(shí)現(xiàn)主井筒與三采區(qū)軌道貫通的主要目的在于解決主礦井的通風(fēng)和提升問題，本次貫通任務(wù)的工程概況詳見圖1。

圖1 需貫通礦井的相對位置關(guān)系

如圖1所示，需貫通的一礦副井和三礦主井之間的距離為2 100 m，實(shí)際需貫通的距離大概為160 m。按照《煤礦測繪規(guī)程》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對于兩礦井間貫通允許偏差為0.5 m[2]。但是，鑒于此次工程的特殊性需貫通的距離較小，保證貫通后巷道的運(yùn)輸安全性不受影響。最終確定針對一礦副井和三礦主井的貫通工程在水平方向允許偏差不得超過0.3 m，在垂直方向的允許偏差不得超過0.2 m。

2 貫通測量方案的確定及儀器選型

2.1 貫通路線的確定

根據(jù)需貫通礦井的實(shí)際情況，初步擬定如圖2所示的三條貫通路線。

圖2 一礦副井和三礦主井貫通路線

如圖2所示，針對一礦副井和三礦主井的貫通任務(wù)可采取如下三種貫通路線：由一礦副井出發(fā)經(jīng)1635大巷后貫通至三礦主井；從一礦主井出發(fā)，經(jīng)1540中巷、1540北巷并通過軌道上山后完成貫通至三礦主井的任務(wù)；從一礦主井出發(fā)，經(jīng)1675中巷、1675北巷并通過軌道上山后完成貫通至三礦主井的任務(wù)。綜合對比上述三條貫通路線可得如下結(jié)論：

1）第一條線路的總貫通長度約為2 700 m，且在實(shí)際貫通操作中小于60 m的邊長有5個(gè)。

2）第二條線路的總貫通長度約為2 900 m，且在實(shí)際貫通操作中小于60 m的邊長有6個(gè)，小于15°的彎有2個(gè)。

3）第三條線路的總貫通長度約為3 100 m，且在實(shí)際貫通操作中小于60 m的邊長有7個(gè)，小于15°的彎有1個(gè)。

結(jié)合上述三條貫通路線的距離、操作的難易程度最終確定選用第一條貫通路線，即由一礦副井出發(fā)經(jīng)1635大巷后貫通至三礦主井[3]。

2.2 關(guān)鍵儀器的選型

傳統(tǒng)貫通測量采用光學(xué)經(jīng)緯儀和鋼尺完成，不僅測量效率低，而且由于作業(yè)人員長時(shí)間的操作其最終測量精度也會(huì)受影響。為提升貫通測量的精度和效率，本方案選用全站儀和GPS相結(jié)合的方式完成一礦副井和三礦主井的貫通測量任務(wù)[4]。

在綜合調(diào)研的基礎(chǔ)上，選擇全站儀的具體型號為SET22D本安型防爆全站儀，該全站儀的在井下的最大測量距離為500 m，在地面的測量距離為2 400 m；測量距離時(shí)的精度為：2+2×106D mm（D為實(shí)際測量的距離）；測試角度時(shí)的精度為2′。

GPS的具體型號為HD8200E型GPS接收機(jī)，該GPS配置有第四代GPS測量系統(tǒng)。該儀器的定位精度（靜態(tài)測量）可達(dá)5 mm，高程精度可達(dá)10 mm。

此外，在上述兩種儀器的基礎(chǔ)上可根據(jù)需求配置陀螺儀增加對陀螺定向邊的測量，從而減小在貫通測量中的誤差?？傊捎肎PS+全站儀的貫通測量硬件不僅能夠降低作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，還能夠減小誤差提高貫通測量精度。

3 貫通測量的實(shí)施

針對同煤某礦需完成井下平面控制測量和高程控制測量兩項(xiàng)內(nèi)容。

3.1 井下平面控制測量

根據(jù)《煤礦測量規(guī)程》的相關(guān)規(guī)范要求，結(jié)合一礦副井-1635大巷-三礦主井的貫通路線，分別在一礦副井、1635大巷以及三礦主井鋪設(shè)相關(guān)的貫通測量所需的控制導(dǎo)線。采用所選型的SET22D本安型防爆全站儀并按照測回法完成對角度的測量[5]。其中，對應(yīng)水平角時(shí)需瞄準(zhǔn)懸掛棱鏡的線繩；對于豎直角時(shí)需懸掛棱鏡的中心。在實(shí)際測量過程中需嚴(yán)格按照如表1所示的規(guī)范進(jìn)行測量：

表1 平面控制測量的限值要求

3.2 井下高程控制測量

根據(jù)《煤礦測量規(guī)程》的相關(guān)規(guī)范要求，結(jié)合一礦副井-1635大巷-三礦主井的貫通路線，分別在一礦副井、1635大巷以及三礦主井鋪設(shè)相關(guān)的貫通測量所需的控制導(dǎo)線采用SET22D本安型防爆全站儀并按照三角高程法完成對距離的測量。在實(shí)際測量過程中需嚴(yán)格按照如表2所示的規(guī)范及限值操作，保證最終的測量精度。

表2 高程控制測量限值要求

表2 中，L為導(dǎo)線水平長度，m。

4 結(jié)論

貫通測量為當(dāng)前煤礦生產(chǎn)中比不可少的環(huán)節(jié)，貫通測量精度在很大程度上決定后期巷道的質(zhì)量。因此，保證煤礦貫通測量精度尤為重要。本文以某煤礦為例，開展貫通測量新技術(shù)在煤礦測繪中的應(yīng)用，具體總結(jié)如下：

1）根據(jù)同煤某礦的情況，綜合考慮貫通距離和操作難易程度擬定由一礦副井出發(fā)經(jīng)1653大巷最終至三礦主井的貫通路線；

2）為提升貫通測量的自動(dòng)化水平、測量精度選用HD8200E型GPS接收機(jī)和SET22D本安型防爆全站儀完成貫通測量任務(wù)。