大斷面一次成巷貫通測量技術(shù)研究與實(shí)踐

解希臣 朱海濤 尹玉成

（龍礦大恒煤業(yè)，山西 朔州 036000）

1 工程概況

大恒煤業(yè)下組煤西翼開拓布局規(guī)劃設(shè)計(jì)了回風(fēng)、軌道和膠帶三條大巷，下組煤西翼軌道巷承載著下組煤西翼的軌道運(yùn)輸和進(jìn)風(fēng)任務(wù)，是下組煤生產(chǎn)的重要開拓工程之一。該巷道含外段設(shè)計(jì)全長1000m，直線雙向施工貫通段全長830m，坡度為0°～10°，巷道斷面為直墻半圓拱，寬4.5m×高4.5m，采用錨網(wǎng)噴支護(hù)，閉合貫通路線全長2552.8m。下組煤西翼軌道巷自上組煤主斜井中部聯(lián)絡(luò)巷拐彎開門，經(jīng)下組煤軌道巷（外段）由東向西施工；另一側(cè)由上組煤主斜井清理斜巷開門，經(jīng)下組煤總回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷—下組煤西翼回風(fēng)巷—下組煤西翼邊界聯(lián)絡(luò)巷—下組煤西翼軌道巷（反向施工），由西向東施工。經(jīng)測量技術(shù)人員精心設(shè)計(jì)、測量和管控，克服了圍巖破碎、巷道斷面大儀器對(duì)中難、點(diǎn)高丈量難等不利因素，實(shí)現(xiàn)了大斷面一次成巷，腰線偏差僅0.045m，中線偏差0.047m高精度貫通。

2 測量方案的選擇及措施制定

2.1 優(yōu)化測量方案，選擇合理科學(xué)的測量路線

為保證下組煤西翼軌道巷大斷面一次成巷直線雙向施工貫通測量的精度，首先必須統(tǒng)一測量系統(tǒng)，消除起始資料的影響。本次貫通測量，下組煤西翼回風(fēng)巷、西翼軌道巷起始邊均來自統(tǒng)一測量系統(tǒng)的測量控制網(wǎng)，以統(tǒng)一兩掘進(jìn)迎頭的測量起始資料。鑒于下組煤西翼軌道巷的用途，中線方面要求較高，因排水需要，對(duì)腰線方面要求更高，貫通點(diǎn)處務(wù)必不能出現(xiàn)反坡。日常中腰線測設(shè)采用15″級(jí)導(dǎo)線進(jìn)行測量控制，復(fù)測導(dǎo)線采用了礦井最高級(jí)別的7″控制導(dǎo)線進(jìn)行測量，儀器采用徠卡（TS06-P）2″全站儀。經(jīng)分析、研究，該礦選擇的測量路線如下：

（1）下組煤西翼軌道巷（正向施工）

由上組煤西翼軌道巷中SF84—FJ4作為起始邊，經(jīng)北翼軌道大巷—上組煤主斜井中部聯(lián)絡(luò)巷—下組煤西翼軌道巷（外段）至下組煤西翼軌道巷，其中下組煤西翼軌道巷（外段）坡度最大，為-16°下山。

（2）下組煤西翼軌道巷（反向施工）

由上組煤主斜井清理斜巷中的JD81—JD73起始邊開始，經(jīng)主斜井清理斜巷—下組煤回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷—下組煤西翼回風(fēng)巷—下組煤西翼邊界聯(lián)絡(luò)巷至下組煤西翼軌道巷（反向施工）。

2.2 細(xì)化制定針對(duì)性技術(shù)措施，以提高測量精度

鑒于下組煤西翼軌道巷的重要性，經(jīng)過分析、研究，決定貫通復(fù)測導(dǎo)線采用礦井最高級(jí)的7″控制導(dǎo)線進(jìn)行測量。施測前，首先對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行全面檢校，確保儀器設(shè)備符合要求。實(shí)測前對(duì)測量工作的每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行周密安排，制定有針對(duì)性措施。優(yōu)化測點(diǎn)設(shè)置，導(dǎo)線點(diǎn)布設(shè)盡量減少短邊，減少測站數(shù)，以提高水平角測量精度，從而確保貫通導(dǎo)線的測量精度。

2.2.1 現(xiàn)場施測技術(shù)細(xì)則

（1）全站儀光電導(dǎo)線測量：水平角測量按測回法進(jìn)行。邊長30m以上者采取1次對(duì)中2個(gè)測回，邊長30m以下（含臨近30m者）采取2次對(duì)中2個(gè)測回。同一測回中半測回互差不超過20″，一次對(duì)中兩個(gè)測回間互差不超過12″，兩次對(duì)中測回間互差不超過30″。對(duì)中次數(shù)、水平角測回?cái)?shù)、各項(xiàng)限差均嚴(yán)格按《煤礦測量規(guī)程》要求進(jìn)行控制。觀測過程中全站儀水準(zhǔn)氣泡偏離不得超過一格。

（2）三角高程測量：垂直角采取單向中絲法觀測，2個(gè)測回，垂直角及指標(biāo)差互差均不得超過15″。儀器高及前視棱鏡高在觀測前、觀測后各丈量一次，互差不超過4mm時(shí)取平均值作為最終成果。高程閉合差不得超過（L，以km為單位）。

（3）嚴(yán)把外業(yè)成果質(zhì)量關(guān)，超限的或者臨近限差的外業(yè)觀測數(shù)據(jù)堅(jiān)決作廢重測。

2.2.2 現(xiàn)場采取的技術(shù)措施

本次貫通測量最大的難點(diǎn)是穩(wěn)線，全站儀對(duì)中難，儀器高及棱鏡高測量難。為此，大恒煤業(yè)采取了如下措施：

（1）適當(dāng)加大垂球重量。架設(shè)儀器、棱鏡以及后視線均采用500g的垂球。

（2）擋風(fēng)。自制擋風(fēng)簾，采取可靠的措施擋風(fēng)，以提高儀器和棱鏡的對(duì)中精度。

（3）儀器高及前視棱鏡高的測量統(tǒng)一測量部位，均以測釘穿線繩的眼部為標(biāo)準(zhǔn)。點(diǎn)高測量采用自制的可伸縮測桿丈量，克服鋼卷尺豎不起來和豎不直的難點(diǎn)，以提高儀器高和前視點(diǎn)高測量精度，從而保證高程測量精度。

2.3 內(nèi)業(yè)資料的計(jì)算及技術(shù)處理

（1）統(tǒng)一測量起始資料。下組煤西翼軌道巷兩個(gè)施工工作面貫通測量分別采用同一測量系統(tǒng)的SF84—FJ4、JD81—JD73（高精度控制邊，已經(jīng)過平差處理）作為起始邊，以統(tǒng)一測量系統(tǒng)。

（2）嚴(yán)把外業(yè)成果質(zhì)量關(guān)。每次計(jì)算前對(duì)所有外業(yè)觀測成果進(jìn)行嚴(yán)格復(fù)查，不合格的外業(yè)觀測數(shù)據(jù)堅(jiān)決不用。

（3）及時(shí)對(duì)導(dǎo)線精度進(jìn)行分析，將復(fù)測導(dǎo)線成果與日常放線時(shí)所測控制導(dǎo)線成果進(jìn)行對(duì)比、分析，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

確定貫通前，經(jīng)過對(duì)兩次測量成果資料進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)方位角及平面點(diǎn)位均相差不大，而高差相差較大。進(jìn)一步對(duì)各相鄰測點(diǎn)間高差對(duì)比及相關(guān)因素分析，發(fā)現(xiàn)主要因素是初次測量時(shí)未采用測桿，儀器高和棱鏡高丈量誤差較大所致。經(jīng)過測量技術(shù)人員綜合分析、研究，采用了精度較高的第三次復(fù)測成果用于最后的工程貫通標(biāo)定。

3 貫通后聯(lián)測精度分析

下組煤西翼軌道巷貫通后經(jīng)現(xiàn)場實(shí)測，貫通巷道兩端中線相差0.047m，腰線相差0.045m，中線和腰線貫通偏差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于0.2m的生產(chǎn)允許限差。貫通導(dǎo)線精度評(píng)定如下：

式中：

L-閉合路線總長，平距，km。

各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了《煤礦測量規(guī)程》規(guī)定的要求，完全符合7″閉合導(dǎo)線精度技術(shù)要求。

4 巷道高精度貫通的因素分析

通過測量技術(shù)人員和相關(guān)部門的共同努力，測量人員克服了巷高大儀器對(duì)中難、儀器高和棱鏡高丈量難、巷道濕度大觀測難、圍巖破碎測點(diǎn)保護(hù)難等困難，高精度、高標(biāo)準(zhǔn)完成了下組煤西翼軌道巷貫通測量工作，實(shí)現(xiàn)了巷道大斷面一次成巷對(duì)向施工高精度貫通，精度完全達(dá)到了規(guī)程規(guī)定的技術(shù)要求。本次貫通測量工程高質(zhì)量完成得益于以下幾個(gè)方面：

測量技術(shù)人員對(duì)貫通工程高度重視，制定的貫通測量方案科學(xué)合理，施測措施及測量組織得力。（1）自制測桿量點(diǎn)高。下組煤巷高大，有的毛高達(dá)到了5.5m，按常規(guī)方法測量儀器高和棱鏡高誤差大。針對(duì)這一實(shí)際困難該礦測量人員自制了可伸縮測桿，既便于攜帶，更提高了儀器高及前視棱鏡高的測量精度，從而保證了高程測量的精度。（2）貫通前日常放線時(shí)采用兩次儀器高測量標(biāo)高，雙保險(xiǎn)，杜絕了高差方面粗差的出現(xiàn)，保證了高程控制的正確無誤。（3）巷道貫通前對(duì)貫通導(dǎo)線進(jìn)行了第二次復(fù)測，兩施工迎頭三組數(shù)據(jù)對(duì)比，確保了測量成果的準(zhǔn)確可靠，并提高了測量精度。（4）每次放線對(duì)中腰線進(jìn)行測量、控制，及時(shí)與現(xiàn)場管理人員溝通，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。在整個(gè)貫通測量實(shí)施過程中測量人員嚴(yán)格按規(guī)程施測，及時(shí)對(duì)測量成果進(jìn)行對(duì)比分析，所有這些都是搞好本次貫通工程測量的重要基礎(chǔ)。