巷道貫通測量方案設計及精度控制

邵冬冬

(晉城宏圣建筑工程有限公司，山西 晉城 048000)

0 引言

巷道貫通是指按照設計要求將2個或多個指定井巷通過井巷掘進的方式相互聯通起來，稱之為貫通。巷道貫通質量的好壞受巷道貫通測量參數的影響。測量參數的誤差大小，決定了巷道貫通質量的達標與否。而不論是井上測量還是井下測量，其測量參數的誤差都會受到嚴格的控制。保證和控制巷道貫通測量的精度事關礦井在日常作業中的安全及巷道貫通的順利實施。如果測量數據出現較大誤差，很可能影響巷道的貫通，給礦井造成巨大損失。所以在巷道測量過程中，測量人員一定要高度謹慎，具備高度的責任心。

1 巷道貫通測量的意義

1.1 保證進度及節約成本

巷道貫通測量參數的精度越高，越能加快巷道的掘進進度，使2個或多個需要貫通的巷道快速的貫通，縮短巷道的建設周期，保證工程進度，節約企業成本。其實在我們日常生活中經常見到許多礦井因測量參數精度不足而造成返工，甚至報廢[1]。所以在巷道貫通測量精度上一定要高度重視。

1.2 保證施工安全

在礦井施工過程中，巷道的貫通測量直接影響著工程施工的順利實施和安全保障。巷道貫通測量精度的不準確，造成巷道與巷道之間不能做到準確連接，并且對貫通工作來說在工程安全上也受到很大影響。所以，在整個巷道貫通測量工作中測量技術人員一定要保證測量參數的精確度，嚴格遵守相關規定和設計方案的要求。

2 巷道貫通測量方案設計

2.1 測量方案設計

在巷道貫通測量過程中，高水平的測量設計方案可以有效保證整個貫通工程的實施。

如圖1所示，該斷面為東六盤區6302工作面專用瓦斯抽放巷，巷道內布置有一趟在用風筒和一趟備用風筒，同時在巷道東向西方向的右幫布置有兩趟瓦斯管路，在布置中線位置的正下方布置有一趟排矸皮帶，該工作面布置有4臺瓦斯抽放鉆機，分左右幫間隔布置，鉆機布置位置與中線延伸距離重合，鉆機鉆桿對測量視線造成遮擋。在6302工作面西側是東翼回風一巷，2個巷道都未進行掘進貫通。

圖1 瓦斯抽放巷斷面示意圖

以東六盤區6301工作面和東翼回風一巷為例，為了保證該巷道貫通工程的順利實施，可以采用先進的GPS全球定位技術，從理論上來說，該技術有著全天候、精度高、覆蓋面廣的特點。并且GPS技術在很多行業和地區都得到了廣泛應用，在巷道貫通測量時可以確保測量數據的準確性。

根據東六盤區巷道貫通測量要求和工程需要，利用GPS全球定位技術在6301工作面和東翼回風一巷工作面建立統一的控制網。并分別將2個工作面敷設聯測導線，用經緯儀測角進行拋面控制測量。針對6301工作面和東翼回風一巷工作面2個巷道的不同深度進行鋼絲投點和深井法施工，深井法施工不定向。采用長鋼尺及光電測距法導入高程。獨立進行2次測量，互差不大于巷道深度的1/8000。總而言之，要根據實際情況設計合適的巷道貫通測量方案，保證巷道貫通工程的順利施工。

2.2 測量誤差預計

在巷道貫通測量中，地面平面控制方面會引起測量誤差。由于GPS全球定位技術布置的控制網測點的點位中誤差不會太大，因此對巷道貫通不會產生太大影響[2]。

地面近井點鏈接導線測量誤差引起A點在X′方向上的誤差：

M2xβl=(mβ上/ρ)2×(∑副R2y′+∑風R2y′)+∑副ml2cos2α′+∑風ml2cos2α′=0.000 563 m

貫通點在高程上的誤差同樣可以預計，地面水準測量誤差引起A在高程上的誤差為：

導入高程誤差引起A在高程上的誤差：

MH=±h副/22 000=±21.6 mm

MH=±h風/22 000=±16.6 mm

井下水準測量誤差引起A在高程上的誤差：

從誤差預計結果分析，A點在水平重要方向X′軸上的預計誤差小于規定的允許偏差0.5 m；A點在高程方向上的誤差小于規定的允許偏差0.3 m。因此可以看出，該貫通測量方案可以實施。

3 巷道貫通測量技術要求及精度控制

3.1 巷道貫通測量技術要求

在巷道測量過程中形成上下統一的坐標系統以及將GPS坐標系統傳入井下至關重要，需要副井上下進行聯系測量工作。依據副井的深度，可以采用鋼絲投點，定向儀器選用GAK-1型陀螺經緯儀。副井采用長鋼尺導入高程，并獨立進行2次，互差應小于井深的1/8000。在施工過程中應減少井下導線測角誤差對貫通精度的影響，所以，在合理地點加上陀螺定向邊作為堅固方位，并用經緯儀按照逆轉點法進行觀測。儀器常數的測定選擇在地面GPS近井點測量，外業觀測嚴格按《煤礦測量規程》的相關規定進行操作。注意在操作過程中所觀測誤差都要控制在規定范圍內，不得超限。考慮到有些受風流影響比較大，為提高定向精度，采取對向觀測；觀測過程中，對個別超限的測回及時進行了重測。在該次陀螺定向測量中，第一次測量回陀螺方位角中誤差是±6.7″，在陀螺定向測量中井下定向邊測量誤差為±5.4″。

在井下導線觀測中，采用防爆觀測儀進行觀測，為了降低誤差，讓不同的人員進行獨立第二次觀測。2C值與測回間要控制在一定范圍內，光電測距往返測量。觀測前溫度與氣壓要進行測量并做記錄，并輸入DTM-352C防爆全站儀，所有導線都要進行2次測量，保證每次測量的獨立性，將2次測量的平均值進行平差作為最后的結果[3]。

6301工作面和東翼回風一巷工作面的高程測量采用DS3水準儀和3 m水準尺按《規程》規定的要求進行測量。按照“紅—黑—紅—黑”、“前—前—后—后”的順序進行觀測，在測量過程中保證上、中、下3絲都能讀數[4]。利用東翼回風一巷近井點高程作為起算數據，最終要符合6301水準點的高程。水準測量的技術要求，見表1。

表1 水準測量的技術要求

從井底高程起算點開始按照《規程》要求標準分2段進行測量，使第一段與第二段在往返測量過程中形成閉合水準路線，且都是進行2次獨立觀測，最后結果取2次獨立觀測的平均值。其他地方采用三角高程測量，中絲法單項觀測，導線測量與三角高程測量同時進行。高程測量要獨立測量2次，最終結果取2次獨立測量的平均值作為最終結果[5]。

3.2 巷道貫通測量技術的精度控制

對于6301工作面和東翼回風一巷工作面的貫通工程來說，保證巷道貫通的精度，降低對該工程井壁的破壞程度，降低該巷道貫通工程刷幫挑頂的工程量，是實施該項目的前提，根據《煤礦測量工程》規定，結合6301工作面和東翼回風一巷工作面巷道貫通工程的實際情況，各種誤差參數的數值主要依據《規定》要求控制在一定范圍內，并最后確定。貫通前A點在水平重要方向預計誤差為±0.275 m，在高程方向上的預計誤差為±0.156 m，經過測驗巷道貫通后坐標閉合差fx=-0.105 m，fy=0.135 m，f=0.176 m，即貫通點A在水平方向上的實際偏差為0.175 m，高程方向實際偏差為0.124 m。相對來說都小于預計誤差與規定范圍偏差，因此在巷道貫通測量的精度上得到了有效控制[6]。

4 結語

在整個巷道貫通測量過程中，測量技術人員應該秉承著嚴謹、負責、實事求是的工作態度，利用精密的現代高科技儀器，并針對整個工程的實際情況制定切實有效的測量方案，對巷道貫通工程進行科學準確的論證測量。在測量過程中采用先進的GPS全球定位技術、高斯平面坐標系統、全站儀光電測距法等技術保證坐標系統的統一。并在測量過程中還可以采用其他專業的儀器設備和科學測量方法，比如陀螺全站儀、光學對點器、四架法等。通過這次巷道貫通測量工程的順利實施，可以為以后的工程施工積累豐富的實戰經驗。