工作面貫通測(cè)量方案與誤差分析

賈 杰

（同煤集團(tuán)北辛窯煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 忻州 036702）

在煤礦測(cè)量中，貫通測(cè)量是非常重要的一項(xiàng)工作。貫通測(cè)量精度的高低會(huì)直接影響巷道的完成質(zhì)量，甚至對(duì)整個(gè)礦井的建設(shè)和生產(chǎn)產(chǎn)生一定的影響。因此，煤炭企業(yè)為了確保生產(chǎn)的正常接替，提高礦井產(chǎn)量，減少巷道建設(shè)時(shí)間，通常都會(huì)在實(shí)踐中加強(qiáng)對(duì)貫通測(cè)量的技術(shù)投入。

北辛窯煤礦8103工作面2103皮帶順槽與5103回風(fēng)順槽成丁字形貫通，貫通導(dǎo)線長(zhǎng)度為4730m，是順槽巷道之間的大型貫通。為了確保順利貫通，對(duì)方案、路線、設(shè)備要求以及誤差情況進(jìn)行分析是十分必要的，特別是通過(guò)誤差分析既可以驗(yàn)證方案的合理性，也為施工提供了準(zhǔn)確的理論依據(jù)。

1 概況

北辛窯煤礦位于寧武煤田北端、朔南礦區(qū)東南部，生產(chǎn)能力400Mt/a。2#煤層8103工作面為綜合機(jī)械化放頂煤開(kāi)采工作面，四面均為實(shí)體煤巖。工作面可采煤平均走向長(zhǎng)度957m，切眼長(zhǎng)度170m。2103皮帶順槽巷道長(zhǎng)度2058m，巷道方位為 85°7’49″，巷道規(guī)格為5.6m×3.5m=19.6m2；5103回風(fēng)順槽巷道長(zhǎng)度1830m，巷道方位為85°7’49″，巷道規(guī)格為 5.2m×3.5m=18.2m2。

2 8103工作面貫通測(cè)量方案

2.1 方案設(shè)計(jì)

（1）貫通巷道：2103皮帶順槽與5103回風(fēng)順槽成丁字形貫通。

（2）貫通距離：8103工作面井下貫通導(dǎo)線長(zhǎng)度為4730m，其中2103皮帶順槽導(dǎo)線長(zhǎng)度為2386m；5103回風(fēng)順槽導(dǎo)線長(zhǎng)度為2344m，此次貫通測(cè)量方案是工作面兩條順槽巷道之間大型貫通測(cè)量。

2.2 測(cè)量路線

（1）貫通測(cè)量路線：2103皮帶順槽和5103回風(fēng)順槽起始點(diǎn)均是井下永久導(dǎo)線點(diǎn)北翼2、北翼3，敷設(shè)7〞級(jí)導(dǎo)線到最佳貫通點(diǎn)K（回風(fēng)順槽與切巷相交處），兩頭用相同的起算導(dǎo)線點(diǎn)，消除起算資料對(duì)貫通的影響。

（2）導(dǎo)線布設(shè)：2103皮帶順槽從北翼皮帶巷永久導(dǎo)線點(diǎn)北翼2、北翼3開(kāi)始布設(shè)7〞導(dǎo)線22站，到貫通相遇點(diǎn)K，平均邊長(zhǎng)101m。5103回風(fēng)順槽從北翼皮帶巷永久導(dǎo)線點(diǎn)北翼3、北翼2開(kāi)始布設(shè)7〞導(dǎo)線27站，到貫通相遇點(diǎn)K，平均邊長(zhǎng)83m。兩條支導(dǎo)線必須獨(dú)立施測(cè)兩次，以提高導(dǎo)線精度。

（3）測(cè)量設(shè)備：采用瑞士徠卡TS06型全站儀及其配套設(shè)備，測(cè)角精度為±2″，測(cè)距精度±（2mm+2ppm）。

2.3 測(cè)量方法

表1、表2 為水平角觀測(cè)技術(shù)要求和限差規(guī)定。

表1 水平角觀測(cè)技術(shù)要求

表2 水平角的觀測(cè)限差規(guī)定如下表

（1）水平角觀測(cè)各測(cè)回間度盤(pán)整置

整置位置σ用下列公式計(jì)算：

式中：

m-測(cè)回?cái)?shù)；

j-測(cè)回序號(hào)。

（2）三角高程測(cè)量的技術(shù)要求

三角高程測(cè)量的技術(shù)要求，應(yīng)符合下表規(guī)定。

表3 三角高程測(cè)量的技術(shù)要求

（3）邊長(zhǎng)測(cè)量

在施測(cè)控制導(dǎo)線，測(cè)距時(shí)加入溫度、氣壓；并把測(cè)量成果歸化至1200m水準(zhǔn)面上，光電測(cè)距導(dǎo)線的技術(shù)要求應(yīng)符合下表的規(guī)定。

表4 邊長(zhǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)

3 貫通測(cè)量誤差分析

3.1 誤差預(yù)計(jì)中所需基本參數(shù)的確定

（1）井下7″級(jí)導(dǎo)線測(cè)角中誤差：mβ=±7″。

（2）井下量邊相對(duì)中誤差：1/T=1/20000。

3.2 8103工作面貫通誤差預(yù)計(jì)

（1）貫通相遇點(diǎn)K在水平重要方向X 軸上的誤差預(yù)計(jì)

井下導(dǎo)線測(cè)量測(cè)角誤差引起的K點(diǎn)在水平重要方向X 軸上的誤差：

式中：

Ry-支導(dǎo)線終點(diǎn)K與該段支導(dǎo)線上各點(diǎn)連線在Y軸上的投影長(zhǎng)，m；

mβ-測(cè)角中誤差，s；

ρ-角秒值，取206265。

井下導(dǎo)線測(cè)量量邊誤差引起的K點(diǎn)在水平重要方向X 軸上的誤差：

式中：

α-測(cè)量角，（°）。

上述兩項(xiàng)誤差引起的貫通相遇點(diǎn)K在水平重要方向上的誤差：

貫通相遇點(diǎn)K在水平重要方向上的預(yù)計(jì)誤差：

（2）貫通相遇點(diǎn)K在水平掘進(jìn)方向Y 軸上的誤差預(yù)計(jì)

井下導(dǎo)線測(cè)量測(cè)角誤差引起的K點(diǎn)在水平掘進(jìn)方向Y軸上的誤差：

式中：

Rx-支導(dǎo)線終點(diǎn)K與該段支導(dǎo)線上各點(diǎn)連線在X軸上的投影長(zhǎng)，m。

井下導(dǎo)線測(cè)量量邊誤差引起的K點(diǎn)在水平掘進(jìn)方向Y軸上的誤差：

上述兩項(xiàng)誤差引起的貫通相遇點(diǎn)K在水平掘進(jìn)方向上的誤差：

貫通相遇點(diǎn)K在水平掘進(jìn)方向上的預(yù)計(jì)誤差：

（3）貫通相遇點(diǎn)K在高程上的誤差預(yù)計(jì)

井下三角高程測(cè)量引起的K點(diǎn)高程誤差：

式中：

Mh-三角高程每千米高差中誤差，mm。

貫通在高程上的總中誤差（以上各項(xiàng)高程測(cè)量均獨(dú)立進(jìn)行兩次）：

貫通在高程上的預(yù)計(jì)誤差：

3.3 貫通誤差分析

從以上誤差預(yù)計(jì)結(jié)果可以看出，貫通相遇點(diǎn)在水平重要方向、水平掘進(jìn)方向上的預(yù)計(jì)誤差及高程預(yù)計(jì)誤差均能滿足工程要求，說(shuō)明采用的測(cè)量?jī)x器及方法所達(dá)到的技術(shù)水平，足以保證大型貫通測(cè)量的精度要求。

4 結(jié)論

針對(duì)北辛窯煤礦大型巷道貫通，對(duì)貫通測(cè)量的方案、路線、儀器設(shè)備的精度要求等進(jìn)行了分析，并對(duì)誤差進(jìn)行了計(jì)算，通過(guò)計(jì)算證明了測(cè)量方案的可行性，為提高掘進(jìn)效率和精度提供了可靠的依據(jù)。