龐龐塔煤礦750 軌道巷和750 膠帶巷貫通測量技術應用

茹宇鵬

（霍州煤電集團呂臨能化有限公司龐龐塔煤礦，山西 臨縣 033200）

1 工程概況

霍州煤電集團龐龐塔煤礦井田南北長約20 km，東西寬約5 km，井田面積90.2 km2。井田范圍由11 個拐點坐標依次連線圈定。礦區現用坐標與高程系統：平面采用1954 年北京坐標系，中央子午線111°00′。750 軌道巷、750 膠帶巷貫通測量工程，貫通類型為兩井（城莊溝主斜井、礦部行人斜井）間特大型、對向掘進巷道貫通，貫通巷道長度為12.1 km。

750 軌道巷、750 膠帶巷貫通相遇點共有兩個：（1）750 膠帶巷貫通相遇點，位于二號煤倉東南方向的750 膠帶巷內，距二號煤倉370 m 處；（2）750 軌道（檢修）巷貫通相遇點，位于750 軌道（檢修）巷，距750南翼一號輔運巷3號交叉點東南789 m處。貫通重要方向包括：（1）水平重要方向，坐標方位為67°19＇19″；（2）貫通巷道鉛垂（高程）方向。現為精確兩條巷道的水準、高程及坐標等，采用貫通測量技術得出兩條巷道井下的坐標數據。

2 貫通測量技術

本次貫通測量技術主要包括地面控制測量成果檢核測量、井下導線測量及陀螺定向測量等工作。本次測量作業采用1954 北京坐標系，高程 1985 國家高程基準[1-2]。

具體貫通測量過程如下：

（1）地面控制測量

根據現場踏勘確定，礦區平面控制網中保存完好的GNSS 網點有J001、J002、PGE1、PGE2 等四點，保存完好的高程點有PS01、PS02、PS03、J001、J002 五點。利用舊點構建貫通測量地面控制網：① 由位于J001、J002 和PGE1、PGE2 等四點構成貫通平面控制網（GNSS 網）；② J001、J002 和位于龐龐塔礦部井口附近的PS01、PS02 為原礦區高程控制網的一部分，直接用來做為本次貫通測量工程的高程控制網。

地面平面及高程控制網網圖如圖1 所示。同時為保障貫通平面控制網精度，在外業時，通過適當延長時段長度，進行加強型GPS（D 級）網觀測[3-4]，執行的技術指標如表1 所示。

表1 GPS（D 級）網外業技術指標

圖1 地面GPS 網圖

外業觀測數據及質量檢核：

① 外業觀測數據檢核。檢核參數計算：基線標準差表達式：

① 導線點位。7″級EDM 導線布設于項目部主井口近井點兼水準基點J001、J002 和龐龐塔煤礦礦部井口近井點PGE1、PGE2，水準基點PS01、PS02 間的地面及井下，共有導線點134 個，其中，地面連接段導線點2 個，井下永久點54 個。

② 導線形態。主干導線布設路線為PGE1/PGE2 →行人斜井→井下繞道→軌道暗斜井→南翼750 m 水平二號輔運巷→南翼一號、二號輔運巷交點→南翼一號輔助運輸巷3 號交岔→750 m 水平南翼一號輔運巷連接段→二號煤倉分岔處→項目部主斜井→ J001/J002 間，單程長度12.1 km，復測長度24.2 km。并行導線由主干導線經五聯巷→750 膠帶巷→二號煤倉再度閉合于主干導線上，單程長度6.0 km，復測長度12.0 km，全部導線長36.2 km（復測長度）。全部導線平均邊長115.716 m，最小邊長23.876 m，最大邊長276.927 m。如圖2 所示。

圖2 井下導線形態圖

（3）陀螺定向

本次貫通測量導線加測陀螺邊工作共測量陀螺邊8 條，定向邊為XH10-XH9，儀器常數測定邊：ZC01-隊部GPS 邊；定向程序：3-2-2 或3-3-3；定向操作方法：逆轉點法。具體陀螺定向成果精度評價過程如下。

① 輔助計算。儀器常數測定邊地理方位角及定向邊子午線收斂角計算成果如表2 所示。

表2 PGE2-PGE1 邊地理方位角、子午線收斂角計算表

② 精度評定。井下定向邊陀螺方位角一次測定中誤差：采用理論公式分析計算井下定向邊陀螺方位角一次測定中誤差ma、井下定向邊陀螺方位角平均值中誤差M分別如下：

3 貫通測量成果

3.1 地面控制測量成果

根據貫通地面控制測量結果，能夠得出貫通地面平面控制網GPS 點成果如表3 所示。

表3 貫通地面平面控制網成果表

3.2 導線測量成果

（1）成果精度。貫通后巷道偏差主要由井下導線測量誤差產生，若以貫通最大橫向偏差0.157 m的2 倍作導線全長閉合差，則導線相對誤差可用公式計算。

① 導線全長閉合差f及相對閉合差分別為：

式中：

∑L-主干導線復測長度，∑L=24 200 m。

基于上述計算結果可知本次測量導線精度滿足井下7″級導線精度要求。

② 主干導線共實測53 站，復測兩次，按公式：

式中：

n-主干導線測站數，n=40；

N-主干導線測量次數，N=2；

△α-主干導線最末邊兩次測量方位角差，△α=-32″。

基于上式計算井下導線一次測角中誤差。計算結果表明：井下導線測角中誤差滿足井下7″級導線精度要求。

（2）測量成果。根據貫通測量中導線測量結果，能夠得出貫通測量導線測量成果如表4 所示。

表4 導線測量成果表

3.3 陀螺定向成果

根據貫通測量中陀螺定向的測量結果，能夠得出貫通測量陀螺定向成果如表5 所示。

表5 貫通測量陀螺定向成果表

4 結論

根據750 軌道巷、750 膠帶巷兩條巷道貫通相遇的特征，貫通測量技術采用地面控制測量+井下導線測量+陀螺定向測量。基于各項測量標準，進行各項測量作業參數的設計，最終具體給出貫通測量GPS 點成果、導線測量成果及陀螺定向成果表，為礦井的建設發展提供數據支持。