云岡礦8602工作面進回風巷貫通測量的研究

張艷芳

（同煤集團云崗礦地質科，山西 大同 037017）

1 工程概況

云岡礦隸屬于同煤集團，位于山西省大同市西郊17km處，核定生產能力480萬t/a，主井開拓，走向長壁后退式低位放頂煤綜合機械化采煤方法，全部垮落法管理頂板，分區(qū)式抽出通風方式。云岡礦主要開采煤層為3#、5#、8#、15#煤層，當前正在對14-3#層406盤區(qū)8602工作面進行回采作業(yè)，要求對8602工作面進回風巷進行貫通施工。本次貫通施工由云岡礦綜采二隊和掘進四隊進行，從測量408盤區(qū)9#煤膠帶大巷向北延伸8602進風巷道，并進行貫通。全長貫通導線4235m，施工時間為2018年5月1日至2019年2月1日。

2 測量誤差來源和技術措施

2.1 誤差來源

從云岡礦以往的測量實踐分析來看，井下大型工作面貫通測量的主要測量誤差有：光電測量儀器在井下復雜的工況下，在受到粉塵、噪聲、風速風向、溫濕度影響下引起的測量誤差；受到溫度、濕度、粉塵和風速等影響導致的測定誤差；儀器自身的精密度及折舊、破損引起的系統(tǒng)誤差；測量人員的業(yè)務素質和專業(yè)操作技能不同所引起的讀數誤差；在測量作業(yè)中，儀器測量標石中心位置不能嚴格處在同一鉛垂線上導致的對中誤差。

2.2 降低測量誤差的技術措施

基于云岡礦井下以往測量誤差來源分析，針對本次8602工作面進回風巷道貫通測量實踐，為降低測量誤差制定了如下的技術措施方案。

（1）選用全站儀、PGS、陀螺定向儀等高精度的測量儀器，可以有效提高測量精度，降低儀器測量誤差。

（2）貫通測量作業(yè)前，部門組織對全站儀、PGS、陀螺定向儀等測量儀器進行統(tǒng)一的校正和檢驗工作，對貫通測量作業(yè)人員進行上崗前的專業(yè)技能操作培訓，對本次貫通測量的路線進行預先選點和編號。

（3）確定在本次貫通測量過程增加對中次數的原則；多測回測角；調整導線邊長，縮短前后視長短邊懸殊；架設儀器過程使用擋風布；短整平對中儀器減小對中誤差。

（4）連續(xù)測量時，讀數和前后視時必須進行照明，讀數前水準管氣泡要嚴格居中。

（5）測量過程中嚴禁自測自記現象，記錄員必須重復觀測員的測量值并清晰記載。

（6）對貫通導線的最后5個點埋設牢固，等8602工作面進回風巷貫通施工結束后進行導線聯測，并評定精度。

3 貫通測量工作方案設計

3.1 貫通測量技術方案分析

云岡礦綜采二隊和掘進四隊全部采用全站儀三架法進行測量施工，從8602工作面回風巷至巷道掘進頭敷設±7″基本控制導線，同樣從8602工作面進風巷至巷道掘進頭敷設±7″基本控制導線。導線點的埋設必須根據現場施工的情況進行，導線的邊長控制在60～250m長度內。

3.2 觀測技術要求

3.2.1 水平角觀測方法及限差要求

（1）水平角的觀測方法。全站儀徠卡TC402型設備，7”級基本控制導線，測回法。7”導線在邊長小于15m時，3次對中、3次測回；7”導線邊長大于15m小于30m時，2次對中、2次測回；7”導線邊長大于30m時，1次對中、2次測回。

（2）限差要求見表1。

表1 水平角的觀測限差要求表

（3）注意事項。三架法導線測量水平角，使用木制三角架防止振動；同時三角架應該支設在堅硬底板上防止抖動；不得調整照準部水準管，氣泡不能超過1格；觀測中防止人為觸碰，如發(fā)現氣泡偏離超限必須重新進行觀測。對中時借助垂球進行對中，從而可以有效地保證對中的精準度。

3.2.2 導線邊長觀測及限差要求

（1）觀測方法。導線邊長測試儀器為全站儀，往返觀測，取兩次平均值。

（2）限差要求。導線邊長限差要求如表2所示。

3.2.3 井下高程測量及限差要求

（1）觀測方法。采用三角高程測量法，與井下平面控制測量同步進行。觀測前后將覘標高、儀器高進行測量，保證互差小于4mm。

（2）限差要求。三角高程測量要往返進行，相鄰兩點往返測高差的互差容許偏差值為10 mm+0.3mm×S，高程閉合差容許誤差值為

表2 導線邊長限差要求

3.2.4 中腰線標定

使用激光指向儀指示巷道的中腰線，在巷道掘進中每掘進30～50m采用全站儀對中腰線進行校準。

3.3 貫通巷道偏差分析

（1）此次8602工作面為井內巷道貫通，要求水平方向、豎直方向、中腰線的偏差均小于0.5m；設計預計貫通點高程誤差為0.423m，預計重要方向誤差為0.447m。

（2）實際貫通施工中貫通點的誤差為0.321m，從而說明該誤差小于貫通允許誤差和預計誤差，巷道貫通設計方案合理，巷道貫通質量合格。

（3）8602工作面巷道貫通施工完成后，對其進行實際偏差附合，附合導線精度結果如下：f= 0.321m，fh=0.043m，L=4235m，K=1/12354，n=58。

3.4 精度分析

數據處理得本次貫通閉合實測誤差為0.321m，小于貫通預計偏差值。分析造成誤差的原因有：（1）測站數量較多。本次井下工作面貫通距離為4235m，貫通距離比較長，從而需要布置的測站數較多，影響測距和測角精度；（2）8602工作面運輸巷風流較大，受溫度、濕度、粉塵和風速等影響，造成全站儀讀數不穩(wěn)影響測角誤差。

4 結語

煤礦井下工程測量工作是一項重要的技術工作，測量結果及成果是用來指導和檢測煤礦安全生產的基礎。測量結果的精度影響著煤礦生產的進度及生產安全，必須保障測量的精度。本文以云岡礦8602工作面進回風巷貫通工程為研究對象，設計了貫通測量的方案，基于影響貫通測量誤差來源的基礎上提出了降低貫通測量誤差的技術措施，實踐結果表明貫通巷道偏差符合要求，貫通閉合實測誤差符合設計要求。