二礦470水平南翼主運皮帶巷貫通測量設計方案的研究

陳二龍 郭 波

(陽泉煤業（集團）有限責任公司二礦，山西 陽泉 045000)

1 工程概況

為了進一步提高二礦的煤炭提升運輸能力，集團公司研究決定，在470水平南翼開掘一條主運皮帶大巷。該條運輸大巷的測量工作由二礦地測科組織實施完成。該主運皮帶巷全長5500m，為三段施工，設計安設三部皮帶。由于第一部皮帶巷全長1200m，且獨立施工，根據施工需要另行確定。第二部皮帶巷全長2500m，從15#煤七采區開口，向南北兩向分頭掘進，北段巷道為1300m，已完成貫通。本次貫通測量誤差預計為二部皮帶巷南段1200m和三部皮帶巷1800m，巷道全長3000m，分別由兩個施工隊組相向掘進，貫通形式為一井內相向貫通。起算數據是從470水平南翼運輸大巷傳遞而來，至本次貫通相遇點導線全長為7000m。施工期間測量工作主要內容有：

（1）貫通誤差預計，確定測量方案。

（1）施測7秒級導線，提高貫通導線精度。

（2）在貫通巷道兩端加測陀螺定向邊，確保貫通方向一致。

（3）及時標定中腰線，確保巷道順利貫通，精度滿足生產需求。

2 測量設計基礎分析

測量設計利用的有關圖紙主要有二礦470水平采掘工程平面圖（1:2000）；二礦470水平南翼主運皮帶巷誤差預計圖（1:2000）。測量資料主要有470水平南翼運輸大巷的7秒井下導線資料，經檢查合格后確定以J10-J11作為起算數據。

平面系統采用陽泉礦區獨立坐標系，高程系統采用1985國家高程基準。技術標準主要為：《煤礦測量規程》、《煤礦工人技術操作規程》和《煤礦安全規程》。

3 測量方法及技術要求

3.1 測量方法

本次貫通測量為一井內相向貫通。以470水平南翼運輸大巷7秒井下控制點J10-J11為起算數據，分頭施測7秒復測導線，使相向施工的兩端巷道使用同一起始邊。巷道貫通后，形成閉合導線形式。當巷道掘進400～500m時，復測7秒導線，平差后以此作為起算數據繼續向前延伸導線。為了保證貫通精度，分別在三部皮帶巷頭部和尾部各施測一條高精度陀螺邊，確保把貫通誤差控制在規程要求范圍內。

3.2 井下導線測量

3.2.1 水平角觀測

水平角觀測限差要求見下表1所示。

表1 水平角觀測限差要求

為確保施測質量，作業時采取以下措施：（1）導線采用往返測量，全部采用三架法作業，測回法觀測水平角，至少觀測兩個測回。（2）導線向前延伸時，要首先對上次所測最后一個水平角進行檢查，兩次所測水平角不符值不得超過±20″。（3）每次在測站、前視、后視整置儀器時，必須要把三角架腿踩實，必要時采取擋風措施，使對中誤差不超過1mm。（4）觀測過程中要隨時注意儀器水準管氣泡的偏離情況，如偏離超過一格，應在一測回結束后重新整置儀器，偏離兩格及以上本測回重新觀測。（5）井下導線遷站觀測前要求測站、前視、后視均要懸掛垂球檢查對中情況。（6）由第一測回轉到第二測回觀測前，應將度盤位置變換180°/n+10′（n為測回數）。

3.2.2 距離觀測

根據《煤礦測量規程》要求見表2所示。

表2 邊長測量要求

3.3 井下高程測量

井下高程測量以470水平南翼運輸大巷7秒井下控制點J11為高程起算點，采用三角高程測量施測，高程點與導線點共點且同時進行施測，觀測視線高差兩個測回取平均值，精確量取儀器高和棱鏡高。

3.4 測量原始記錄

（1）要使用正規的原始記錄手薄。（2）記錄員必須復述司儀人員的讀數，原始觀測值和記事項目真實清楚，現場記錄，嚴禁轉抄或憑記憶補記。（3）每一次測量的觀測者、記錄者、檢查者、儀器類型、觀測時間和地點要記錄清楚齊全。（4）原始記錄手薄中，各項計算值的修改和觀測值的淘汰，不準涂改、刮改或補貼。應單線整齊劃去，凡改劃成果均應注明原因和重測成果所在頁碼。（5）水平方向觀測秒值讀記錯誤，應重新觀測，不得劃改。（6）距離測量中，厘米及以下數值不得更改。米和分米讀記錯誤，在同一距離往返測的相關數值不得連環更改，同一數值只能劃改一次。

3.5 內業計算和資料整理

（1）每次觀測結束后，必須在當天或第二天上午整理和檢查手薄，若觀測成果超限，應及時組織補測，確認符合規程要求后方可進行計算。（2）內業各項計算成果必須使用正規專用計算表，由兩人獨立計算，并且原起算數據要求獨立查找，及時校對，互相簽名，不允許兩成果出現不同數值。（3）導線閉合差、三角高程閉合差要符合各項限差要求。（4）導線復測后，必須經平差計算后，方可使用。（5）全站儀測距要求加入溫度、氣壓改正。

4 貫通誤差預計

由于470水平南翼主運大巷二部皮帶巷和三部皮帶巷為沿導向層掘進巷道，高程方向上對貫通誤差沒有影響，因而，高程方向上不進行誤差預計。本次誤差預計主要預計導線在測角、量邊及陀螺定向誤差引起貫通相遇點K在水平重要方向X，軸方向上的誤差。

4.1 各種參數的確定

（1）井下導線測角中誤差mβ= ±5''；

（2）井下光電測距中誤差ml=±0.005m；

（3）陀螺定向誤差取一次定向中誤差mα=±10″。

4.2 求貫通相遇點K在水平重要方向X '軸上的貫通誤差

（1）由井下導線測角誤差引起的K點在X'軸上的誤差

（2）由井下導線測距誤差引起的K點在X'軸上的誤差

（3）由陀螺定向誤差引起的K點在X'軸上的誤差

（4）K點在水平重要方向X，軸上的總中誤差為:

（5）為了檢核，導線獨立測量兩次，則平均值的中誤差為

（6）K點在水平重要方向上的預計貫通誤差為:

該方案中，測量方法上要求采用三架法作業，嚴格按規程操作，通過誤差預計，上述方案在貫通相遇點水平重要方向上的預計貫通誤差為±0.272m，小于《煤礦測量規程》對重要巷道貫通誤差不得大于±0.3m的限差，故上述方案可行。

同時提出以下建議：（1）實際延設控制導線時，要考慮盡量加大邊長，減少測站數，以有效削弱測角誤差。（2）測設7秒導線，嚴格按三架法操作，以減少對中誤差，提高對中精度。（3）建議掘進隊組在臨近貫通相遇點時，考慮以小斷面掘進貫通，然后刷大成形，以留出一定的測量誤差調整余地。（4）當巷道相距50～80m時要注意巷道兩端高程變化，以防出現地質構造等因素引起的高程異常。

5 實踐過程分析

陽煤集團二礦于2016年4月16日實現了470水平南翼主運皮帶巷相向貫通。根據所采用的測量儀器測角中誤差mβ=±5″，及測距中誤差ml=±0.005m，計算獲得理論上的水平方向誤差為Mx'預=±2Mx'K=±0.272m。順利貫通后，進行了導線聯測，測得最終邊和最終點的坐標方位角閉合差為±45″，坐標閉合差為fx=-0.042m，fy=-0.194m，fh=-0.057m，均符合閉合導線限差要求。在水平重要方向實測偏差值為0.2m，小于預計誤差，滿足貫通要求，以較高的精度完成了主運皮帶巷貫通，同時也驗證了該貫通測量設計方案的正確性和可行性。