煤礦大型貫通測量方案設計與實施的探討

肖信通 劉齊

摘 要： 煤礦大型貫通測量方案設計是煤礦采取通風設計的核心內容。利用礦井現有的一汽技術開展誤差預計，并在此基礎上提升測量精度，可以為煤礦通風設計的實效性提供保障。本文以某礦井為例，對煤礦大型貫通測量方案的貫通誤差預計、貫通測量方案設計、測量精度的影響因素、測量精度保障措施、大型貫通測量方案的精度評定指標與精度保障方法進行了探究。

關鍵詞： 煤礦大型貫通測量方案；貫通誤差預計；精度測量；精度評定

前言：礦山測量是事關煤炭安全生產的基礎性技術工作。科學化、合理化的技術方案與高質量化的測量成果可以為大型貫通工程提供保障。對煤礦大型貫通測量方案的設計情況與實施情況進行探究，有助于礦山測量技術的發展。

一、煤礦大型貫通測量方案的貫通誤差預計

（一）測量誤差參數的確定

一般情況下，煤礦大型貫通測量方案的測量誤差參數主要涉及到了以下內容：一是，井下導線量邊誤差；二是，井下導線測角誤差；三是，井下水準測量誤差；四是，井下三角高程測量誤差。以某礦區井田為例，其南北長度為12.5km，東西寬度為5.9km，勘探面積為62.4km2。根據該礦區的實際情況，井下導線量邊的標稱精度在±（2+2X10-6D）mm之間，相關人員可以根據這一數值為依據，完成量邊誤差大小的估算。井下導線測角誤差的誤差值為±7n。根據《煤礦測量規程》的相關內容，井下每千米水準測量的高差中誤差容許限差約為50mm，每千米水準測量的高差中誤差在±18mm/km之間。井下三角高程測量誤差的容許限差為100mm。

（二）貫通點的誤差分析

假設貫通點為K，貫通點的誤差主要指的是測量誤差造成的K點在x向上的誤差。貫通于x上的總中誤差以及x向上的預計誤差。K點在高程上的誤差預計也是相關人員所不可忽視的內容。根據礦區的實際情況，井下水準測量誤差約為44mm，三角高程測量誤差約為7.5mm，高程總中誤差平均值為6.2mm；高程預計誤差為12.4mm。

（三）誤差預計結果

K點在x上的預計誤差為400mm，在高程上的預計誤差預計為123mm，誤差小于允許偏差，

二、貫通測量方案設計

（一）井下平面控制測量

井下平面控制測量工作主要借助Nikon全站儀進行。根據貫通測量工作的實際情況，導線測量精度級別為7級。導線測量過程中應用有四架法，測量過程含對中1次，測回2次。短邊與變破點測角需要提升1個測回。測角限差半側回互差需控制在20以內，測回間互差需控制在12以內。為避免測量過程中可能出現的長短邊相互搭接的問題，最長邊的長度需要控制在300m以內，最小邊的長度需控制在15m以上。在四架法應用于導線測量以后，相關人員也需要對架上儀器高與棱鏡高進行嚴格檢查，以保證二者出于同一水平。如測量過程中出現測量中斷問題，測量人員需要及時完成穩定導線點的布置，穩定導線點以組為單位，組內數目需在3以上，點間距需要控制在100m以上。在二次測量工作開始以后，測量人員首先需要對上一組留設的導線點的角度與邊長進行嚴格檢查，以保證測量工作的開展。

（二）井下高程測量

井下高程測量涉及到了導線測量、三角高程測量和水準測量等內容。導線測量與三角高程測量需同時進行，測量過程需往返側高差。井下高程基點為高程測量的起算點，平巷段的測量方式以水準測量為主，水準測量需要與導線點開展聯測，并要對測量精度進行嚴格控制。在水準測量實施過程中，兩次儀器高的高差需控制在5mm以內，往返測高差的差值在需控制在±50mm以內，（R為水準路線長）。前后邊長相符也是水準測量中遵循的原則，為保證測量結果的精準度，前后邊長互差需控制在3m以內，高程計算過程需要取往返測量的平均值。水準尺的垂直度也是測量過程中所不可忽視的內容。

三、測量精度的影響因素與應對措施

（一）測量精度的主要影響因素

測量進度的影響因素主要與以下因素有關：一是，貫通測量導線的長度；二是，運輸大巷的風速與流量。三是，貫通測量路線及貫通導線距離對測量精度的干擾。根據該礦區的四級情況，貫通測量導線的長度為8.47m。在確定貫通部位以后，測量單位采用的是斜交定點貫通方式。這一測量方式的應用，有助于緩解水平貫通風險，但是在貫通距離較長的情況下，垂直向上貫通仍然存在一定風險。在以運輸大巷為測量起始邊緣的情況下，風的速度及流量過大的問題回影響對中質量與觀測質量。由于這一區域礦車通過較為頻繁，故而礦車運行也可以被看作是對中質量與觀測質量的主要影響因素。除此以外，貫通導線距離過長的問題也會讓測量過程中產生的積累誤差有所增加，進而影響測量精度。

（二）應對措施

針對貫通測量導線長度及運輸大巷風速等因素對貫通測量精度的影響，相關人員在測量工作開始之前，需要對應用于測量過程的儀器設備進行嚴格檢查，并要對儀器的測量精度進行嚴格校對。點下對中的應用，有助于降低風速、風流量及礦車運行對貫通測量的干擾。測量過程中可以采用等高四架法，強制歸中措施的應用，有助于對中誤差的控制。

根據前文論述，貫通測量實施過程需要避免長短邊直接連接的問題。在搭接工作實施過程中，前后視邊長的比值需控制在2以內。為避免測量過程中可能出現的調焦頻繁的問題，測量人員在測量工作實施過程中，也需要對前后視的差異進行有效控制。在保證成像清晰度的基礎上，測量人員也可以采取加長導線邊長的措施，并要在延長導線邊長的基礎上，降低測站的數量，但是導線邊長的長度需要控制在300m以內。在短邊測站測量工作開展過程中，測量人員可以通過增加測回觀測的方式，提升測量精度。在變破點測量過程中增加測回觀測的方式可以在降低前后視傾角的基礎上，提升測量精度。為避免返工現象的出現，測量人員在應用等高四架法進行測量時，也需要為測站配備底板點。

四、煤礦大型貫通測量方案的精度評定

（一）精度評定指標

就礦區實際情況而言，精度評定指標主要與以下因素有關：一是，角度閉合差；二是，導線全長閉合差；三是，導線全長相對閉合差。在本文所提及的礦區中，角度閉合差為0°148；導線全長閉合差為0.263m，相對閉合差為0.024m，故而貫通精度符合國家相關標準的規定。

（二）精度保障方法

通過對煤礦大型貫通測量方案的測量過程進行分析，與之相關的精度保障方法主要涉及到了以下內容：第一，在測量工作開展過程中，相關人員需要嚴格根據相關標準開展測量。第二，測量過程可以借助對向觀測全程導線測量，降低地球曲率對測量過程的干擾，進而降低高程測量誤差。基于投點法的點下對中可以在控制風流干擾的基礎上，提升對中精度。在四架法應用以后，相關人員也可以借助降低對重次數的方式，促進貫通測量精度的提升。

五、結語

三角高程測量在煤礦大型貫通測量領域發揮著較為重要的作用。等高四架法是適用于煤礦大型貫通測量領域的一種測量方法。此種測量方法的應用，有助于三角高層測量精度的提升。也可以在降低高程傳遞對支導線貫通的影響的基礎上，提升測量精度。就煤礦大型貫通測量方案的應用情況，測量誤差參數滿足國家相關標準的要求，故而此種貫通測量方案可以用于指導安全生產。以等高四架法為依托，對三角高層測量技術進行完善，有助于煤礦貫通測量技術的發展。

參考文獻

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