礦井運(yùn)輸大巷貫通測量實(shí)踐應(yīng)用研究

蘆鎮(zhèn)宇

（大同煤礦集團(tuán)同發(fā)東周窯煤業(yè)股份有限公司，山西 大同 037000 ）

在煤礦開采過程中，各種測量工作都是直接為采礦工程服務(wù)的。因此，測量的精度標(biāo)準(zhǔn)，不僅要滿足采礦工程的要求，同時還需考慮礦井現(xiàn)有測量儀器設(shè)備和技術(shù)水平等條件，并制定相應(yīng)的測量方案。為保證煤礦井下運(yùn)輸巷道貫通成功，需要采取相應(yīng)的措施提高貫通測量的精度，從而保障煤礦安全。同發(fā)東周窯煤礦二水平運(yùn)輸巷道在開拓時，采用相向掘進(jìn)加快整個工程進(jìn)度。本文對同發(fā)東周窯煤礦二水平運(yùn)輸巷貫通測量工程進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了誤差預(yù)估和精度分析，為確保運(yùn)輸巷道順利貫通提供了技術(shù)支撐。

1 同發(fā)東周窯煤礦二水平運(yùn)輸大巷貫通測量工程

同發(fā)東周窯煤礦已開采多年，一水平的開采工作已接近完成?，F(xiàn)主要是對二水平煤炭資源進(jìn)行開采。當(dāng)前二水平運(yùn)輸大巷設(shè)計(jì)長度2033.23m，設(shè)計(jì)方位270°，坡度+3‰。設(shè)計(jì)方案是從兩條暗斜井掘進(jìn)到二水平運(yùn)輸大巷，然后相向進(jìn)行挖掘，保障礦井正常交替。二水平運(yùn)輸大巷主要是用來滿足行人和通風(fēng)及運(yùn)輸，巷道斷面設(shè)計(jì)的凈寬高為4500mm× 3500mm，凈斷面積（S凈）13.57m2，直墻半圓拱型巷道，錨網(wǎng)噴、鋼筋梯、錨索聯(lián)合支護(hù)。由相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可知，在巷道貫通中，若采用橫向誤差和縱向誤差等影響，則橫向誤差（即兩中線間的允許偏差）為基本滿足一般巷道貫通工程的要求。

2 二水平運(yùn)輸大巷貫通測量工程測量方案設(shè)計(jì)

根據(jù)同發(fā)東周窯煤礦二水平運(yùn)輸巷道的實(shí)際情況，對其進(jìn)行了測量方案的設(shè)計(jì)，具體內(nèi)容如下。先對煤礦一水平設(shè)置相應(yīng)三個測點(diǎn)做為起始點(diǎn)，分別為Ll、L2、L3，βLl-L2-L3角作為檢查角，對二水平回風(fēng)帶暗斜井、軌道暗斜井依據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)，按7″級導(dǎo)線進(jìn)行聯(lián)系測量，巷道貫通后導(dǎo)線自成閉合進(jìn)行聯(lián)測，具體見圖1所示。

圖1 二水平運(yùn)輸大巷貫通測量路線圖

平面控制采用一級光電測距導(dǎo)線，共計(jì)53個站。采用南方測繪ET-02/05電子經(jīng)緯儀進(jìn)行測角，兩個測回施測，采用YHJ-200J礦用本安型激光測距儀，每邊往、返觀測各4個測回，一測回讀數(shù)較差不大于10mm，單程測回間較差不大于15mm；往返觀測同一邊長時，換算為水平距離后的互差不得大于1/6000。高程控制采用三角高程測量，由于采用全站儀進(jìn)行觀測，只丈量測站、前視規(guī)標(biāo)高，丈量次數(shù)2次，結(jié)果互差不大于3mm。

對于控制導(dǎo)線的測量與延長，按《煤礦測量規(guī)程》規(guī)定，選擇兩級導(dǎo)線的級別。對同發(fā)東周窯煤礦的情況來講，因井下一翼長度±5km，所以其基本控制導(dǎo)線選擇±7秒級；因采區(qū)一翼長度±1km，其采區(qū)控制導(dǎo)線選擇±l秒級，據(jù)此，結(jié)合同發(fā)東周窯煤礦測量的特點(diǎn)，以及慮到生產(chǎn)需要和可能性兩個方面的因紊，則該貫通測量工程生產(chǎn)限差的合理精度為：（1）基本控制導(dǎo)線點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差，相對于近井點(diǎn)，不得超過±0.25m，即基本控導(dǎo)線點(diǎn)位允許誤差為±0.5m；（2）采區(qū)控制導(dǎo)線點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差，相對于近井點(diǎn)，不得超過±0.25m，即采區(qū)制導(dǎo)線點(diǎn)位允許誤差為±1m；（3）并下巷道任意點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差不應(yīng)超過圖上±0.4mm，即任意點(diǎn)的點(diǎn)位許誤差為圖上0.8mm。

3 貫通工程測量誤差預(yù)計(jì)分析

對貫通工程測量的誤差預(yù)計(jì)分析是為了確定選擇的貫通測量方案是否可行，進(jìn)一步確保相向掘進(jìn)工作的安全性。

3.1 水平方向上的誤差預(yù)計(jì)分析

由計(jì)算公式可得：

式中：

mxβ1-貫通點(diǎn)在x方向上的預(yù)計(jì)誤差；

mβ-導(dǎo)線測角中誤差，為±0.7″；

ρ-常數(shù)，為206265″。

式中：

mxL1-量邊誤差引起的貫通點(diǎn)K1在水平方向上的預(yù)計(jì)誤差；

L-導(dǎo)線邊長，m；

a-量邊偶然誤差系數(shù)，為0.0006；

α-井下導(dǎo)線各邊與假定的x'夾角；

Lcosα用圖解法在圖上量出，Σ（Lcosα）2=728m2，然后求和。以上兩項(xiàng)誤差引起的貫通相遇點(diǎn)在水平重要方向上的誤差：

導(dǎo)線獨(dú)立測量兩次，則平均值中誤差為：

貫通相遇點(diǎn)在水平方向上的誤差預(yù)計(jì)：

3.2 豎直方向上的誤差預(yù)計(jì)分析

式中：

L-導(dǎo)線長度，為3.5km。

求其平均值中誤差：

貫通相遇點(diǎn)在豎直方向上的誤差預(yù)計(jì)：

從以上的貫通誤差預(yù)計(jì)來看，貫通相遇點(diǎn)在水平方向上和豎直方向上的貫通誤差預(yù)計(jì)小于允許偏差，說明可以采用此設(shè)計(jì)方案進(jìn)行測量工作。

4 提高二水平運(yùn)輸大巷貫通測量精度的對策

對于同發(fā)東周窯煤礦二水平運(yùn)輸大巷貫通測量工程，盡管測量方案設(shè)計(jì)合理，但是具體的測量工作仍然有很多困難。煤礦井下巷道拐彎較多，不利于布設(shè)長邊導(dǎo)線。巷道內(nèi)多處受風(fēng)力大，坡度的大小也不一致。為保障貫通測量工作的精度，減少人為主觀誤差，在測量施工時采取了以下的防范對策。

（1）做好導(dǎo)線點(diǎn)的選擇。選擇巷道頂板穩(wěn)固通視良好的區(qū)域，不受礦車影響，方便觀測儀器的安裝。（2）保障相鄰導(dǎo)線點(diǎn)之間通視良好，相鄰導(dǎo)線間距盡量大而均勻。巷道分岔、拐彎、變坡點(diǎn)要進(jìn)行相應(yīng)的邊長調(diào)整。（3）在風(fēng)大的區(qū)域加設(shè)擋風(fēng)布保障測量工作的進(jìn)行。（4）同一導(dǎo)線需要不同人員在不同時段進(jìn)行獨(dú)立觀察。（5）根據(jù)相應(yīng)的測量數(shù)據(jù)及時對相向掘進(jìn)的方向坡度進(jìn)行調(diào)整。

5 貫通實(shí)測資料的精度分析及貫通后實(shí)際偏差

對于同發(fā)東周窯煤礦二水平運(yùn)輸大巷貫通測量工程，因其重要性所以進(jìn)行了獨(dú)立的兩次測量工作。整個測量工作積累了相當(dāng)多的原始資料和數(shù)據(jù)，現(xiàn)對本次的貫通測量成果的精度進(jìn)行分析研究。導(dǎo)線獨(dú)立施測了兩次，導(dǎo)線全長6650m，共計(jì)53個站，平均邊長125.5m。導(dǎo)線進(jìn)行了兩次獨(dú)立的測量，其測量成果如表1所示。

表1 導(dǎo)線兩次獨(dú)立測量成果圖

貫通后對貫通相遇位置兩側(cè)進(jìn)行了導(dǎo)線閉合測量，從新副井導(dǎo)線邊L1-L3聯(lián)測至最終邊A38-A39和最終點(diǎn)A39，其坐標(biāo)方位角閉合差為±17.5″，坐標(biāo)閉合差fx= +540mm，fy=-300mm，f=+310mm，高程方向上偏差為31mm，導(dǎo)線相對閉合差為1/10900。在現(xiàn)場通過將運(yùn)輸巷道兩端中線及腰線延長至貫通點(diǎn)，實(shí)測貫通偏差為：水平重要方向△x=112mm，高程△h= 112mm。以上實(shí)測的貫通偏差，均小于規(guī)定的允許偏差。相對于從前面分析中已知，貫通點(diǎn)在水平方向上的理論誤差預(yù)計(jì)分析得mxk頂=±148mm，在豎直方向上的理論誤差預(yù)計(jì)為mhk1頂=±132mm。相比理論預(yù)計(jì)誤差來言，實(shí)際測量的誤差偏差盡管數(shù)值偏高，但是都處于規(guī)定的允許偏差范圍之內(nèi)。這說明該設(shè)計(jì)方案可行，對同發(fā)東周窯煤礦二水平運(yùn)輸巷道的測量是成功的。

6 結(jié)語

本文以同發(fā)東周窯煤礦二水平運(yùn)輸大巷貫通測量工程為研究對象，對其測量方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并對貫通測量進(jìn)行了誤差預(yù)計(jì)和精度分析；提出了貫通測量施工中應(yīng)注意的問題。經(jīng)過對貫通實(shí)測資料的精度分析及貫通后實(shí)際偏差的分析，本次貫通測量結(jié)果是成功的，測量精度能滿足工程的要求。此次運(yùn)輸大巷貫通測量工作的成功進(jìn)行為同類型的運(yùn)輸大巷的貫通測量提供了參考。