張凈凈

（晉能控股集團晉華宮礦地測科，山西 大同 037016）

在礦井貫通中，巷道貫通測量直接影響礦井的安全生產(chǎn)經(jīng)營效率。貫通測量目的是要確保巷道貫通點處的相關參數(shù)測量誤差小于規(guī)定的標準值，滿足規(guī)程和相關生產(chǎn)單位的要求[1]。在進行巷道貫通時，由于外界等因素，會存在很多干擾，使參數(shù)出現(xiàn)誤差，進而影響施工方案的設計，因此要設計合理的貫通測量方案。

隨著測量技術的不斷發(fā)展，測量的精度和效率都有所提高，但在實際制定方案時，要綜合考慮精度、成本、效率等問題[2]，因此，對礦井貫通測量方案和誤差進行分析。

1 工程概況

礦井在進行資源整合后，要批量開采3號、13號、15號煤層，礦井的總面積為8.66 km2，開采的煤層深度為+1283～1100 m，年產(chǎn)煤約為45萬t，其中，3號煤層的平均煤層厚度為1.24 m，主斜井的平均坡度為30°，斜面長度為450 m，井筒的凈斷煤層面積為10.1 m2，副斜井的平均坡度為30°，斜面長度為403 m，井筒的凈斷煤層面積為5.36 m2。在開采時，采用短壁式采煤法進行開采[3]，采用中央并列抽出式通風方式進行通風。

為了達到開采要求，礦井已基本完成對3106工作面的輔助巷道貫通建設工程，布設好貫通需要的切眼，但3017工作面的主運輸巷道還沒有實現(xiàn)與切眼的完全貫通，預計貫通相遇點K與切眼之間的距離為80 m，要實現(xiàn)巷道的完全貫通，需對兩端進行對稱挖掘，在工作面上共布設6847 m的導線，設計29個導線點，點與點之間距離為238 m，工作面的貫通路線如圖1所示。

圖1 貫通路線布置

貫通測量工程是一項工程量較大的工程，根據(jù)施工要求，閉合點在貫通方向X軸上的允許誤差為0.3 m。

2 井下導線控制測量方案設計

為了確保巷道的順利貫通，在進行貫通前，要對貫通的測量方案進行設計，由于本次巷道貫通的路線較長、精度要求較高[4]，因此，根據(jù)巷道的實際情況，確定貫通的測量技術方案為：

1）對礦井巷道進行掘進，使用全站儀施工測量采區(qū)30″級的控制導線以及施工方向和中腰線的標定，每個測量的點距為30～50 m。

2）巷道掘進300～500 m后，再次使用全站儀施工測量采區(qū)15″級的基本控制導線，確保測量點的間距在300 m左右，并與采區(qū)原來的測量點進行比較，看是否重合。

3）繼續(xù)掘進，在基本控制導線點的基礎上，施工測量采區(qū)的控制導線，每掘進300～500 m，就進行一次基本控制導線測量，直到回風斜井與主斜井的巷道貫通后結(jié)束。

4）在巷道貫通后，按照基本控制導線的方法計算導線聯(lián)測的平差。

巷道每掘進300～500 m，進行兩次基本導線閉合測量，一次是測量采區(qū)控制導線，一次是測量基本控制導線，兩次測量以實現(xiàn)互相檢核，與基本控制導線形成閉合環(huán)。

由于對礦井的井下測量有一定的特殊性，在時，按照支導線的形式來布設導線，由于沒有對已知邊進行約束，造成誤差在一個方向上逐漸堆積，隨著導線的不斷延伸，使得測量精度大大降低，因此，為了對測量的累計誤差進行有效控制，在導線延長一定距離時，加測陀螺邊進行優(yōu)化，其陀螺經(jīng)緯儀的定向限差如表1所示。

表1 陀螺經(jīng)緯儀定向限差

在井下測量過程中，在測量段距離為1.5～2.0 km時，就需要加測陀螺邊，提高測角精度。在圖2中，A點到J3點，導線的長度約1.5 km，因此需要在J3-J4段之間加測一個陀螺邊，J3點到F4點，導線的長度約1.2 km，由于要開采一段向東的工作面，然后繼續(xù)向北延伸，為了便于布設導線，控制待開采巷道的導線測量精度，需要在F4—F5段之間加測一個陀螺邊，而F5閉合點到已知點的距離雖然大于1.5 km，但由于中間有重復測量的，因此可以根據(jù)第一次的測量成果，對導線測量誤差進行控制。

圖2 閉環(huán)導線分布圖

3 井下導線控制測量成果分析

在井下貫通測量方案中，采用多種測量技術進行配合作業(yè)，由于每種技術所用的設備不同，使測量精度存在很大的差異，因此，要得到一個統(tǒng)一的測量結(jié)果，需要對每個測量值都進行加權平均，對結(jié)果進行平差。將同組測量人員的測量結(jié)果取平均值，然后將不同組測量人員的測量結(jié)果取加權平均值，得到全站儀的測角中誤差；根據(jù)兩次測回的觀測誤差取對中值，得到陀螺儀的定向誤差。在對數(shù)據(jù)進行分析時，對帶有誤差方向的數(shù)據(jù)進行平差處理，同時按照掘進方向進行定位修正，確保測量精度。

根據(jù)導線結(jié)構設計圖，XQ1-J4是方向附和導線，其余是定向邊導線，最終形成一個相對閉合的導線，計算每個導線閉合點的點位誤差，得到XQ2-J4、J4-F5、F5-XQ1的三段的重心坐標為：

建立一個以F13為原點的測量導線重心結(jié)構圖，重心O1、O2、O3均勻分布在結(jié)構圖中，如圖3所示。

圖3 導線重心圖

計算各導線點到本段導線重心O的距離在X軸和Y軸上的投影長度，得到如下結(jié)果：

由于測量導線的全長約6387 m，3107工作面主運輸巷在導線閉合點井下貫通方向X軸上的測量誤差為0.085 m，小于預計誤差±0.178 m和允許誤差0.3 m，總體精度能達到巷道貫通的需求，所以此方案符合相關的規(guī)程要求。

4 結(jié)論

1）采用全站儀和加測陀螺邊的測量方法，對導線的測量誤差進行控制，并對最終的測量成果進行分析。

2）實際應用表明，3107工作面主運輸巷在導線閉合點井下貫通方向X軸上的測量誤差為0.085 m，小于預計誤差±0.178 m，總體精度能達到巷道貫通的需求。