紅柳煤礦1122工作面泄水巷貫通測量方案設計及誤差預計

高 麗

(神華寧煤集團紅柳煤礦，寧夏靈武751400)

0 引言

紅柳井田位于寧夏回族自治區中東部地區，行政區劃隸屬靈武市寧東鎮和馬家灘鎮管轄。紅柳煤礦1122工作面泄水巷貫通是該礦目前為止貫通距離最長的一次相向貫通。該巷道貫通后將鋪設皮帶，擔負井底水倉施工出渣任務，巷道的正常貫通直接影響到紅柳煤礦11月1日按期恢復生產的目標。預計2010年9月25日貫通，貫通前測量復測工作由紅柳煤礦生產技術科科測量組和寧夏煤業集團建井處地測科測量組共同完成，本次巷道貫通前復測二級導線全長4769m。1122工作面泄水巷正掘由華煤一隊施工，反掘由建井處施工掘進。

根據《規程》規定，結合實際工作需要，工程要求貫通相遇點K在水平重要方向（X'）軸上的允許偏差為±0.3 m，豎直方向（高程）中的容許偏差為±0.2m。

1 貫通測量方案設計

1.1 平面控制測量與高程控制測量

1.1.1 平面控制測量

根據本礦井的實際情況，結合現有掘進巷道工程和各井巷工程在運輸、通風方面作用，以不影響現在生產和施工的原則，確定1122工作面泄水巷正掘和反掘導線復測工作均由11采區2煤輔運巷7″控制導線點FY2、FY3導入，導入級為15″控制導線。控制導線每150m至少施測一次，測至施工迎頭根據施測結果及時調整巷道方向，使其與設計方位一致。

1.1.2 高程控制測量

井下高程測量采用三角高程測量，根據《煤礦安全規程》和《煤礦測量規程》規定，測量中嚴格按照電磁波測距和五等三角高程測量要求施測，測量中垂直角測量兩側回，測距一測回，往返測距，正返站高差取中數，并進行了氣壓和溫度改正。

1.2 貫通測量方法、儀器選擇及精度要求

1.2.1 測量儀器和方法

儀器使用2″級的拓普康3000N全站儀,在使用前進行了各項校正，微棱鏡2個，大錘球3個,7.5m長的鋼卷尺三把。

測角方法采用測回法，當邊長大于30m時，采用一次對中兩個測回，當邊長小于30m時，則采用兩次對中兩個測回。水平角半測回互差不得大于20″，兩測回間的互差不得大于12″。測角與測邊同時進行，導線邊長必須往、返丈量，丈量結果加入各種改正數之后的水平邊長互差不得大于邊長的1/6000。在通視良好的前提下，盡可能布設長邊進行施測。

高程測量：在水平巷和斜巷中均采用三角高程測量，傾角的指標差不得大于15″。且每站丈量前、后視棱鏡高和儀器高時，在觀測前和后各進行一次，兩次丈量的誤差不得大于3mm。相鄰兩點往返測量的高差互差不應大于（10+0.3L）mm(L為導線水平邊長，m)，三角高程導線的高程閉合差不應大于±100mm（L為導線長度，km），外業測量使用兩臺不同的儀器，獨立進行兩次，內業計算分兩組計算、復核，取兩次平均值。

2 貫通測量誤差預計

2.1 貫通誤差預計所需基本誤差參數的確定

井下導線測角誤差：根據《煤礦測量規程》確定的導線等級，其測角中誤差mβ下＝±7″。

（2）井下三角高程每公里高差中誤差：根據《煤礦測量規程》規定，以及井下三角高程實測資料確定，井下三角高程測量每千m高差中誤差為mhL=±50mm。

（3）井下導線量邊誤差：井下測距采用國產TPK-3000N全站儀，求的平均邊長D≈0.119km,根據其標稱精度求得mD=0.002+2×10-6×119=2.2mm。

貫通測量的誤差預計

根據以上參數,并配合1:2000的貫通誤差預計圖，進行兩井相向貫通誤差預計。在誤差預計圖上繪制出貫通相遇點K，過K點做垂直于貫通巷道中線的垂線X′軸和巷道方向上的Y′軸，然后將一級導線上的測點分別向X′軸做垂線并用圖解法求得RY′

預計貫通點K在水平重要方向的貫通誤差

預計在水平重要方向上的貫通誤差，實質上就是預計導線終點K在X′方向上的誤差Mx′k。

（1）由導線的測角誤差引起的K點在X'方向上的誤差：

（2）由導線的量邊誤差引起的K點在x′方向上的誤差：

共計測設40條導線邊，導線邊全長4769m。

（3）K點在x′方向上的預計中誤差為:

（4）導線獨立實測兩次，平均值中誤差為：

（5）K點在x′方向上的預計誤差為:

通過上述初步誤差預計，確定水平重要方向上的預計誤差小于貫通的允許偏差,故水平重要方向上的預計誤差能夠滿足生產限差要求。

2.2 預計貫通點K在水平重要方向的貫通誤差

貫通相遇點K在豎直方向上的誤差是由水準測量和三角高程測量誤差引起的，可按水準測量和三角高程測量的誤差公式分別計算，然后求其累積總和。

由于設計巷道貫通為單一煤層間貫通，巷道沿煤層頂板掘進直至貫通，故不作高程上的誤差預計。

3 方案綜合評定

3.1 貫通在水平重要方向x′上的預計誤差

3.2 貫通在高程上的預計誤差

由于設計巷道貫通為單一煤層間貫通，巷道沿煤層頂板掘進直至貫通，故不作高程上的誤差預計。

綜合考慮：從上述的貫通誤差的預計結果可以看出，我們所選擇的貫通測量方案和施測方法都能滿足貫通精度的要求。因此貫通方案的設計方案是可行的。

4 結束語

紅柳煤礦1122工作面泄水巷貫通工程測量工作按以上方案實施，工程于2010年10月10日順利貫通。貫通后進行聯測，貫通點水平重要方向上的誤差為112mm，垂直方向上的誤差為7mm。符合貫通精度要求。通過本次貫通測量得出以下幾點經驗：

4.1 在貫通測量方案設計中，導線點的布設應根據貫通精度的要求進行，盡量布設長邊測設，增加測回數和對中次數，以提高貫通精度

4.2 針對井下光線暗、風大的特點，需要對觀測目標進行改進，使用大錘球加棱鏡觀測，從而減小了測角與測距的誤差

4.3 AutoCAD在貫通測量誤差預計中的應用,克服了繁瑣的傳統手工繪圖模式在繪圖方面的誤差對預計精度的影響,提高了工作效率和測量質量，同時AutoCAD提供了“所見即所得”的數據查詢工具,獲取數據準確快捷,易于掌握,使用方便

4.4 貫通前應根據巷道的需要，及時延長巷道的中線和腰線，檢查中腰線，及時上圖，并按照測量結果與設計的差值調整中腰線。貫通測量的導線的最后幾個（不少于3個）測站點必須牢固埋設，最后一次標定貫通方向，兩個相向工作面之間的距離不的小于50m。

4.5 大型貫通測量盡可能采用先進的測量儀器和技術，制定比正常標準高的測量技術指標以克服井下不良測量條件對測量精度的影響，提高貫通精度，確保貫通萬無一失

［1] 張國良,朱家鈺,顧和和.礦山測量學[M] .徐州:中國礦業大學出版社,2001.

［2] 中華人民共和國能源部制定.煤礦測量規程[M] .北京:煤炭工業出版社,1989.

［3] 周立吾,張國良,林家聰.礦山測量學(第一分冊):生產礦井測量[M] .徐州:中國礦業大學出版社,1987.

［4] 張鳳舉,張華海,趙長勝，等.控制測量學[M] .北京:煤炭工業出版社.

［5] 葛永慧.測量平差[M] .中國礦業大學出版社.