淺析貫通測(cè)量技術(shù)在礦山中的應(yīng)用

摘要：采用兩個(gè)或多個(gè)相向或同向掘進(jìn)的工作面掘進(jìn)同一井巷時(shí)，為了使其按照設(shè)計(jì)要求在預(yù)定地點(diǎn)正確接通而進(jìn)行的測(cè)量工作，稱(chēng)為貫通測(cè)量。采用貫通方式多頭掘進(jìn)同一井巷，可以加快施工進(jìn)度，改善通風(fēng)狀況與勞動(dòng)條件，有利于礦井開(kāi)采與掘進(jìn)的平衡接續(xù)。它是加快礦井建設(shè)的重要措施，所以在礦井建設(shè)與采礦生產(chǎn)過(guò)程中得到普遍應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：貫通測(cè)量；礦山；預(yù)計(jì)；

1.引言

2.貫通測(cè)量的容許偏差

（1）水平面內(nèi)沿巷道中線(xiàn)方向上的長(zhǎng)度偏差，這種偏差只對(duì)貫通在距離上有影響，而對(duì)巷道質(zhì)量沒(méi)有影響；

（2）水平面內(nèi)垂直于巷道中線(xiàn)的左、右偏差△X，；

（3）豎直面內(nèi)垂直于巷道腰線(xiàn)的上、下偏差△h。

后兩種偏差△X，和△h對(duì)于巷道質(zhì)量有直接影響，所以又稱(chēng)為貫通重要方向的偏差；井巷貫通的容許偏差值，由礦（井）技術(shù)負(fù)責(zé)人和測(cè)量負(fù)責(zé)人根據(jù)井巷的用途、類(lèi)型及運(yùn)輸方式等不同條件研究決定。

3.貫通測(cè)量的原則和基本方法

井巷貫通時(shí)，礦山測(cè)量人員的任務(wù)就是要保證各掘進(jìn)工作面均沿著設(shè)計(jì)的位置與方向掘進(jìn)，使貫通后接合處的偏差不超過(guò)規(guī)定限度，對(duì)采礦生產(chǎn)不造成嚴(yán)重影響，以避免井巷報(bào)廢、人員傷亡或誤透采空區(qū)、水域等重大責(zé)任事故。

3.1貫通測(cè)量原則

要在確定測(cè)量方案和測(cè)量方法時(shí)，保證貫通所必須的精度，既不因精度過(guò)低而使井巷不能正確貫通，也不盲目追求過(guò)高精度而增加測(cè)量工作量和成本。對(duì)所完成的每一步每一項(xiàng)測(cè)量工作都應(yīng)當(dāng)有客觀獨(dú)立的檢查校核，尤其要杜絕粗差（錯(cuò)誤）。

3.2貫通測(cè)量的基本方法

首先要利用各種測(cè)量手段，測(cè)出待貫通巷道兩端導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程，通過(guò)計(jì)算求得巷道中線(xiàn)的坐標(biāo)方位角和巷道腰線(xiàn)的坡度，此坐標(biāo)方位角和坡度應(yīng)與原設(shè)計(jì)相符，差值在容許范圍之內(nèi)，同時(shí)計(jì)算出巷道兩端點(diǎn)處的指向角。利用上述數(shù)據(jù)在巷道兩端分別標(biāo)定出巷道中線(xiàn)和腰線(xiàn)（可以采用激光指向），指示巷道按照設(shè)計(jì)的同一方向和同一坡度分頭掘進(jìn)，直到貫通相遇處相互正確接通。

4.選擇貫通測(cè)量方案及誤差預(yù)計(jì)的一般方法

4.1了解情況，收集資料，初步確定貫通測(cè)量方案

在接受貫通測(cè)量任務(wù)之后，首先應(yīng)向貫通工程的設(shè)計(jì)和施工部門(mén)了解有關(guān)貫通工程的設(shè)計(jì)、部署、工程限差要求和貫通相遇點(diǎn)的位置情況，并檢查設(shè)計(jì)部門(mén)提供的圖紙資料。還要收集與貫通測(cè)量有關(guān)的測(cè)量資料，抄錄必要的測(cè)量數(shù)據(jù)、并確認(rèn)其可靠性和精度。繪制巷道貫通測(cè)量設(shè)計(jì)平面圖，并在圖上給出與工程有關(guān)的巷道和井上下測(cè)量控制點(diǎn)、導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)等，為測(cè)量設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備工作。然后就可以根據(jù)實(shí)際情況擬定出可供選擇的測(cè)量精度方案。在開(kāi)始時(shí)可能有幾個(gè)方案，如地面采用GPS、測(cè)角網(wǎng)，還是導(dǎo)線(xiàn)？平面聯(lián)系測(cè)量采用幾何定向（兩井定向還是一井定向），還是采用陀螺定向？如果采用陀螺定向，則在井下導(dǎo)線(xiàn)中加NJL條陀螺定向邊，加測(cè)在什么位置等。經(jīng)過(guò)對(duì)幾種方案的對(duì)比，根據(jù)誤差大小，技術(shù)條件、工作量和成本大小、作業(yè)環(huán)境好壞等進(jìn)行綜合考慮，結(jié)合以往的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，初步確定一個(gè)較優(yōu)的貫通測(cè)量方案。

4.2選擇合適的測(cè)量方法

測(cè)量方案初步確定后，選用什么儀器和哪種測(cè)量方法，規(guī)定多大的限差，采取哪些檢核措施，都要一一確定下來(lái)。這個(gè)選擇是和誤差預(yù)計(jì)相配合進(jìn)行的，常常是有反復(fù)的過(guò)程。通常是根據(jù)礦上現(xiàn)有的儀器和常用的測(cè)量方法，憑以往的測(cè)量經(jīng)驗(yàn)先確定一種，經(jīng)過(guò)誤差預(yù)計(jì)，最后才能確定下來(lái)。對(duì)于大型重要貫通，有必要時(shí)也可以考慮向上級(jí)兄弟單位求援，借用和租用先進(jìn)的儀器，或由礦務(wù)局出面組織幾個(gè)礦的測(cè)量人員進(jìn)行測(cè)量，并把最終成果互相對(duì)比檢核，以期更有把握。

4.3進(jìn)行貫通誤差預(yù)計(jì)

貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)：就是按照所選定的測(cè)量方案與測(cè)量方法，應(yīng)用最dxz-乘原理準(zhǔn)則及誤差傳播定律，對(duì)貫通精度的一種估算。它是預(yù)計(jì)貫通實(shí)際偏差最大可能出現(xiàn)的限度，而不是預(yù)計(jì)貫通實(shí)際偏差的大小，因此，誤差預(yù)計(jì)只有概率上的意義。其目的是選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量方法，做到貫通心中有數(shù)。在滿(mǎn)足采礦生產(chǎn)的前提下，既不由于精度太低而造成工程損失，影響正常安全生產(chǎn)，也不盲目追求高精度而增加測(cè)量工作量。根據(jù)所選擇的儀器和方法，確定各種誤差參數(shù)。這些參數(shù)原則上應(yīng)盡量采用本礦積累和分析得到的實(shí)際數(shù)據(jù)。如果新礦山缺乏足夠的實(shí)測(cè)資料時(shí)，可采用有關(guān)規(guī)程中提供的數(shù)據(jù)或比照同類(lèi)條件的其它測(cè)量單位的資料。當(dāng)然，也可采用理論公式來(lái)估算誤差參數(shù)。以上三種方法可以結(jié)合使用，互相比對(duì)，從而確定出最理想的誤差參數(shù)。

依據(jù)初步選定的貫通測(cè)量方案和各項(xiàng)參數(shù)，就可估算出各項(xiàng)測(cè)量誤差引起的貫通相遇點(diǎn)在貫通重要方向上的誤差。通過(guò)誤差預(yù)計(jì)，不但能求出貫通的總預(yù)計(jì)誤差大小，而且還可以知道哪些測(cè)量環(huán)節(jié)是主要的誤差來(lái)源，以便在修改測(cè)量方案與測(cè)量方法時(shí)有所側(cè)重，并在將來(lái)實(shí)測(cè)過(guò)程中給予充分注意。

4.4貫通測(cè)量方案和測(cè)量方法的最終確定

將估算所得的貫通預(yù)計(jì)誤差與設(shè)計(jì)要求的容許偏差值進(jìn)行比較，若前者小于后者，則初步確定的測(cè)量方案與測(cè)量方法是可行的。當(dāng)然前者過(guò)小也是不行的。若預(yù)計(jì)誤差超過(guò)了容許值偏差，則應(yīng)調(diào)整測(cè)量方案或修改測(cè)量方法，增加觀測(cè)次數(shù)，再進(jìn)行估算。通過(guò)逐漸趨近的方法，直到符合要求為止。最后，根據(jù)測(cè)量方案最優(yōu)、測(cè)量方法合理、預(yù)計(jì)誤差小于容許偏差的原則，把測(cè)量方案與方法最終定下來(lái)，編寫(xiě)出完整詳細(xì)的貫通測(cè)量設(shè)計(jì)書(shū)，作為施測(cè)的依據(jù)。

5.貫通測(cè)量工作的步驟

（1）調(diào)查了解待貫通井巷的實(shí)際情況，根據(jù)貫通的容許偏差，選擇合理的測(cè)量方案與測(cè)量方法，對(duì)重要的貫通工程，要編制貫通測(cè)量設(shè)計(jì)書(shū)，進(jìn)行貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)，以驗(yàn)證所選擇的測(cè)量方案、測(cè)量?jī)x器和方法的合理性。

（2）依據(jù)選定的測(cè)量方案和方法，進(jìn)行施測(cè)和計(jì)算，每一施測(cè)和計(jì)算環(huán)節(jié)，均須有獨(dú)立可靠的檢核，并要將施測(cè)的實(shí)際測(cè)量精度與原設(shè)計(jì)書(shū)中要求的精度進(jìn)行比較。若發(fā)現(xiàn)實(shí)測(cè)精度低于設(shè)計(jì)中所要求的精度時(shí)，應(yīng)當(dāng)分析其原因，采取提高實(shí)測(cè)精度的相應(yīng)措施，返工重測(cè)。

（3）根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算貫通巷道的標(biāo)定幾何要素，并實(shí)地標(biāo)定巷道的中線(xiàn)和腰線(xiàn)。

（4）根據(jù)掘進(jìn)巷道的需要，及時(shí)延長(zhǎng)巷道的中腰線(xiàn)，定期進(jìn)行檢查測(cè)量和填圖，并按照測(cè)量結(jié)果及時(shí)調(diào)整中線(xiàn)和腰線(xiàn)，貫通測(cè)量導(dǎo)線(xiàn)的最后幾個(gè)（不少于3個(gè)）測(cè)站點(diǎn)必須牢固埋設(shè)。最后一次標(biāo)定貫通方向時(shí)，兩個(gè)相向工作面之間的距離不得小于50m.當(dāng)兩個(gè)掘進(jìn)工作面之間的距離在巖巷中剩下15～20m，煤巷中剩下20～30m時(shí)（快速掘進(jìn)時(shí)應(yīng)于貫通前兩天），測(cè)量負(fù)責(zé)人應(yīng)以書(shū)面形式報(bào)告礦（井）技術(shù)負(fù)責(zé)人以及安全檢查和施工區(qū)、隊(duì)等有關(guān)部門(mén)。

（5）巷道貫通之后，應(yīng)立即測(cè)量出實(shí)際的貫通偏差值，并將兩端的導(dǎo)線(xiàn)連接起來(lái)，計(jì)算各項(xiàng)閉合差。此外，還應(yīng)對(duì)最后一段巷道的中腰線(xiàn)進(jìn)行調(diào)整。

（6）重大貫通工程完成后，應(yīng)對(duì)測(cè)量工作進(jìn)行精度分析與評(píng)定，寫(xiě)出總結(jié)。

小結(jié)

巷道貫通誤差有橫向、縱向、高程的誤差，橫向、高程的誤差在巷道施工中必須加以控制，并對(duì)巷道橫向貫通誤差進(jìn)行事先估算，確定相應(yīng)的測(cè)量手段和技術(shù)要求，從而確保巷道在規(guī)范誤差范圍內(nèi)貫通。

作者簡(jiǎn)介：孫圣仁 男，1972年9月出生，1994年畢業(yè)于遼寧省阜新煤炭工業(yè)學(xué)校礦業(yè)測(cè)量專(zhuān)業(yè)， 現(xiàn)工作于新疆龍煤集團(tuán)有限公司地質(zhì)測(cè)量部，主要從事礦山測(cè)量技術(shù)及管理工作。