濟寧二號煤礦專用回風道貫通測量方案設計

孟祥兵　徐波　馮國棟

【摘 要】濟寧二號煤礦專用回風道貫通為特大型特殊貫通（平面相交利用立眼進行貫通），貫通導線全長（平面距離）共14500米（不包含立眼140.6米）。貫通經過多條下山，貫通距離長，非延導向層，穿八里鋪斷層兩端高差大，測站數多等因素，導致在貫通上仍存在很大難度和風險。

【關鍵詞】貫通;誤差預計;解決方案

中圖分類號： TD175.5文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）10-0171-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.10.073

1 工程概況

濟寧二號煤礦是國家“八五”重點建設項目，隸屬于兗州煤業股份有限公司，井田面積90平方公里，地質儲量8.55億噸，可采儲量3.47億噸，設計年產400萬噸，礦井核定能力500萬噸/年。2003年12月突破600萬噸。1989年12月24日開始興建，1997年11月8日建成投產，礦井工程榮獲中國建筑工程質量最高獎—魯班獎。根據礦井整體規劃部署，為滿足十采區通風需要，保證煤礦安全生產，計劃在十采區、二采區之間施工通風立眼，為確保立眼貫通精度，編此貫通測量方案設計。十采區位于礦井中部-740水平，二采區位于礦井北部-555水平，貫通平面位置位于2309運順延伸和十采6#聯絡巷延伸的交點，屬于一井內非延導向層貫通，本次貫通工程距離長、測站數多、地質條件復雜、人為影響等因素很多。

2 貫通測量方案的選定

在井下北翼西軌大巷NG30-NG29-NG28是一組陀螺定向邊，經檢查無誤可以作為起始方位使用。井底車場有J5-J6-J7永久導線點，這三個點是礦建礦初期布設的永久導線點，坐標經過平差、邊長經過改正，其位置處于貫通導線的中部，經檢查無誤可做為起算坐標點使用，貫通路線為井底車場→北翼西軌大巷→2309運順聯絡巷→2309運順→南翼2#回風道→貫通點，另一路向南經井底車場→南翼軌道大巷→南翼軌道下山→南翼-740水平軌道大巷→十采區軌道巷→十采區進風巷→南翼1#回風道→貫通點。貫通導線全長（平面距離）共14500米。（不包含立眼140.6米）。

優點：施工巷道全部為進風巷， 頂底板較為穩定，通視條件好，可設測點間距大，減少測站數有利于保證測量精度.

缺點：施工巷道全部為進風巷，也是礦主要運輸巷，風流較大且行人、行車頻繁，上下山施工時需要協調施工時間，且測設線路長。

3 貫通測量方法

3.1 井下平面控制測量

（1）井下控制測量采用尼康DTM-452C型防爆全站儀。

（2）導線測量精度級別，按礦井7″級控制導線進行施測，井下平面測量以井底車場J5-J6-J7永久導線點為起算點，分別向貫通工程兩端敷設支導線，形成一個獨立的測量系統。

（3）施工巷道全部為進風巷，風流大，因此采用三架法進行導線測量，控制點設在底板上，測量時采用測回法觀測水平角，每站采用一次對中，兩個測回;若邊長小于30m時，每站采用兩次對中，測兩個測回;嚴格杜絕邊長小于15m。

（4）水平角觀測限差為：同一測回中半測回間互差不大于20″，兩測回間互差不大于12″，兩次對中測回間互差不大于30″。

（5）井下經緯儀導線邊長測量每條邊的測回數不得少于兩個，一測回讀數較差不大于10mm，單程測回間較差不大于15mm，往返觀測同一邊長時，化算為水平距離后的互差，不得大于1/6000，且要求加入氣壓、溫度、加成常數等各項改正。

（6）控制點最長邊不得大于300m、最短邊不得小于15m。避免長短邊直接搭接。

（7）測量導線工作中斷時，必須留設一組穩定導線點，個數不得小于3個，點間距不得小于100m.第2次進行導線測量時，必須對上一組留設導線的邊長、角度進行檢查，檢驗角必須滿足7″級導線要求。

3.2 井下高程測量

（1）三角高程測量與導線測量同步進行，并往返測高差，導線測量和高程測量均獨立測量兩次。

（2）井下高程測量以井底車場J5-J6-J7永久導線點高程為起算點，采用三角高程測量傳遞高程。

（3）三角高程測量時儀器高和覘標高應在觀測開始前和結束后用鋼尺各量一次。兩次丈量的互差不得大于4mm，取其平均值作為丈量結果。相鄰兩點往返測高差的互差不應大于10mm+0.3mm×τ（τ為導線水平邊長，以m為單位）

4 貫通測量誤差預計

4.1 誤差預計基本誤差參數的確定

井下導線測角中誤差：根據測量誤差參數參考表nikon全站儀J2級，兩測回測角中誤差mβ=±6″。

陀螺定向精度：根據煤礦測量規程規定：mα=±10″

井下導線量邊誤差參數：根據測量誤差參數參考表：井下光電測距量邊中誤差取ml=±5mm。

井下三角高程測量誤差：根據《煤礦測量規程》的規定取m=±50mm/km

4.2 貫通測量誤差預計

（1）貫通相遇點k在平面上的預計誤差

用CAD制作一張1：2000的貫通測量設計平面圖，在圖上作誤差預計圖，在誤差預計圖上，根據礦上確定的貫通相遇點的位置繪出K點，過K點做Xˊ軸和Yˊ軸，由于加測陀螺定向邊，將導線分為6段，計算出各導線段的重心坐標，Ryˊ和Rx′和a均用計算機直接量取，通過計算得到如下結果：

5 測量精度影響因素及解決方法

5.1 精度影響因素

（1）南翼1#回風道與南翼2#回風道貫通導線長度達14500米，屬一井內超大型貫通，雖然確定了貫通位置，并在水平方向上設計為斜交，一定程度上規避了貫通風險，但由于貫通經過多條下山，貫通距離長，非延導向層，穿八里鋪斷層兩端高差大等因素，以及立眼施工精度影響，導致在垂直方向上貫通仍存在很大難度和風險。

（2）貫通測量起始邊位于北翼西軌大巷，風量大、風速高、礦車運輸頻繁，影響對中及觀測質量。

（3）貫通測量線路途經井底車場及北翼8°下山、南翼5.5°下山以及南翼軌道下山，高差從-518m到-744m，影響測量精度。

（4）導線貫通距離長、測站數多、測量積累誤差大，降低精度。

5.2 解決方法

（1）在進行貫通測量工作前，嚴格按《煤礦測量規程》要求對所用儀器進行檢查、校正工作，確保儀器的各項技術指標滿足7″級導線精度要求，儀器性能穩定可靠。

（2）由于風流大，采用光學對中器進行點下對中，并精確對中，以避免風流對對中的影響。

（3）應避免長短邊直接搭接，盡可能使前后視距相近，避免頻繁調焦;保證觀察目標成像清晰的前提下，可加長導線邊長，以減少測站數。

（4）在短邊測站進行測量時，應增加一個測回觀測，一提高短邊測量精度。

（5）在變坡點進行測量時，應增加一個測回觀測，以降低前后視傾角變化較大對觀測精度的影響。

（6）記錄人員必須對水平角觀測的2C值、上下半測回互差、測回間互差、邊長測量，垂直角指標差互差進行嚴格把關，指標差或觀測結果互差超過規定必須進行復測。

（7）為減少測角誤差對經緯儀導線點位誤差的影響的累積，應及時符合到礦原有陀螺邊（下轉第170頁）（上接第172頁）上，并在井底車場、南翼-740水平大巷、十采區進風巷加測3組新陀螺定向邊。

（8）水平角觀測時應注意導線通過傾斜巷道時，經緯儀豎軸的傾斜改正問題。

6 貫通精度保障措施

（1）嚴格按《煤礦測量規程》關于7″級導線施測要求進行施測，并進行復測復算，各項測量工作都要有可靠的獨立檢核，確保數據準確可靠。

（2）符合至原井下陀螺經緯儀定向邊時，對測量數據進行檢校，避免導線測量出現粗差。

（3）施測人員應提高對中精度、瞄準精度，勁量減小測量誤差中人為因素。

（4）對施測成果進行精度分析、對比，必要時返工重測。