貫通測量技術在煤礦測繪中的應用

劉興偉

摘 要：針對傳統貫通測量精度低、效率低的問題，以某礦一礦副井和三礦主井的貫通任務為例在分析該任務的基礎上，結合貫通距離以及操作難易程度確定最佳貫通路線，并完成貫通操作中必需的關鍵貫通設備，最終對貫通測量中的高程和平面控制測量的精度保證提出要求。

關鍵詞：貫通測量;GPS;全站儀;貫通距離;測量精度

引言

隨著科學技術的迅速發展，貫通測量技術也在不斷地豐富，如早期多數煤礦使用的光學儀器和鋼尺量距受礦山地理環境的影響極大，而且測量精度低、耗時多、人力成本高，而近年來出現的全站儀、GPS等設備使得測量精度有了大幅度提高，不僅為測量工作者提高了極大的便利，還有效保障了煤礦的安全生產。本文以某礦山為例，提出了新型的貫通測量方案， 采用了防爆全站儀、GPS和激光指向儀，實驗確定了最佳貫通點，計算了最佳貫通點在水平重要方向上的預計誤差，并對該方案是否滿足礦井貫通和隧道貫通最長距離要求進行了探討，闡明了新方案的合理性和可靠性。

1 貫通測量的概述及原則

首先就井巷貫通而言，主要是指在煤礦井巷掘進工作中，采取同向或者對頭掘進的方式，并且能夠在預先設定的地點完成有效貫通，其關鍵在于貫通測量的精度。井巷貫通工作的開展，其優勢在于能夠提高礦井建設速度，也是提高煤礦效益的重要手段。面對復雜的井下采掘條件，較易在掘進過程中出現巷道破壞、形變等問題，而且潮濕、粉塵等問題增大了巷道測量的難度，所以要合理利用貫通測量的方法，為井巷貫通工作提供有效保障。同時，貫通測量需注意如下幾方面：一是要結合貫通巷道工程的類型及特點，合理制定測量方案，并對誤差范圍作出明確的規定;二是要保證所用貫通測量儀器的精度;三是要尤為重視巷道中、腰線的標定及測量精度，還要結合掘進過程遇到的問題，按要求開展中腰線的檢查及填圖工作，通過適時調整來降低貫通測量誤差;四是貫通后的偏差測量工作也是重要內容，還應對測量過程予以分析總結，找出貫通測量中存在不足[1]。

2 煤礦巷道貫測量的重要性

2.1 保證煤礦巷道安全作業開展

首先，提高煤礦巷道貫通測量的準確性，能保證煤礦巷道安全作業順利開展。煤礦巷道貫通是煤礦巷道作業中的一種常見的施工情況，其主要指在施工的過程中進行兩個或多個相向或者相同方向的掘進工作面設置分段掘進，在這個過程中需要嚴格要求在預定的地點進行相互結合。在開展工作的過程中，只有保證煤礦巷道貫通測量的準確性才能保證貫通作業順利推進。尤其是在煤礦巷道貫通的過程中，如果貫通作業的位置地質情況復雜，那么在貫通測量的過程中對測量數據進行反復的核查，來保證測量的精確性。

2.2 提高煤礦巷道貫通測量的效率保證

煤礦巷道貫通測量的準確性能有效提高煤礦巷道貫通測量的效率。在煤礦巷道貫通測量的過程中，如果不能保證測量的精度，需要進行返工， 從而影響了煤礦巷道掘進工程順利推進，因此需要通過保證煤礦巷道貫通測量的準確性來提高測量的效率，同時能有效避免因巷道掘進而導致施工被延誤問題的發生[2]。

3 貫通測量技術在煤礦測繪中的應用

3.1 井下導線測量

井下導線測量按照《煤礦測量規程》中7″級控制導線的規定設置貫通測量控制導線，基于SET22D本安型防爆全站儀采用測回法測試角度，以懸掛棱鏡作為參照物，測量水平角時需瞄準懸掛棱鏡的線繩，而測量豎直角時需瞄準懸掛棱鏡的中心，測角時水準氣泡偏差控制在一格以內，以兩次獨立測量值的平均值為最終結果，測量時應嚴格遵守《煤礦安全規程》的相關規定。井下1635大巷按照《煤礦測量規程》中高程控制測量準則測試，每組水準點間往返各測一次，取往返測的平均值作為結果;井筒和井下斜巷按全站儀三角高程法的規定測試，以對向觀測的方式。所有測量需在實驗前對儀器進行校正，測試結果由兩人分別計算，保證測量的準確性。

3.2 貫通偏差數值的測定

在煤礦井下巷道貫通測量技術項目中，貫通的允許偏差值要結合工程項目實際情況進行確定，并且要想達到相應的精度，就要結合具體問題進行具體分析，避免其產生較大的經濟問題。因此，要在煤礦井下巷道貫通測量技術應用過程中，有效開展復測和復算。在不影響整體工程項目運行的情況下，只有偏差值控制在一定范圍內，就能從根本上提高煤礦井下巷道貫通測量的穩定性和安全性。礦井內沿著導向開鑿的水平巷道，其結構的腰線誤差允許偏差值為0.2m;沿著導向開鑿的傾斜巷道，其結構的中心線誤差允許偏差值不得大于0.2m。同一個煤礦結構中開鑿的水平巷道以及傾斜巷道中心線誤差允許偏差值為0.3m，腰線誤差允許偏差值不得大于0.2m[3]。

3.3 陀旋定向技術

在實際技術建立和運行過程中，要提高測定效果和測定實效性，水準支線施行雙向測量的測量方法，取得的測量數值更為精準，雙向測量法也能最大程度上減少誤差，高程是測量工作的重中之重。在高程測量工作中一定要保證數值的準確性。陀旋定向技術在應用時，主要使用的是陀螺儀，不僅能有效對數據進行測定，也能將礦井下平面結構參數作為測評對象。（1）深井定向測量，利用陀螺儀還能輔助立井井筒的安裝，測量的操作人員可運用陀螺儀測量礦井下的環境，測量人員可根據測量結果對礦井下的具體情況進行合理設計，設計好井筒的放置位置與鋼梁的埋藏位置，能最大程度地提升工作效率。（2）控制井下平面，在巷道建成后可以運用陀螺儀對工程進行驗收，在工程驗收時可將陀螺儀對巷道的方位角進行測量。也就是說，整合定期檢查測量機制的同時，要完善基本的填圖工作，確保處理機制和運行參數分析的準確性。

3.4 中腰線一體測量

中腰線一體測量技術往往被運用于坡度較陡的巷道中，而且使用這種技術對巷道的長短有具體的要求，需要巷道短一些。中腰線一體測量技術的優勢在于操作便利而且能夠保證測量的準確度，在使用中腰線一體測量技術之前首先要找好備用井筒倉的上下中心位置，之后再確定中腰線的位置，確定中腰線位置的過程中需要運用到全站儀。此外，在施工的過程中還需要充分考慮實際環境的影響，例如天氣、工作區域條件會影響到中腰線位置的測量，為了保證測量的準確性，需要事先完成周邊環境的觀測工作[4]。

3.5 利用全球定位系統

進行煤礦巷道貫通測量工作開展煤礦巷道貫通測量工作時還會運用到全球定位系統。全球定位系統的優勢在于自動化，且具有較高的準確性， 因此被廣泛運用于煤礦巷道貫通測量過程中，這種技術能有效提高測量精度，操作較為便利，因此在測量的過程中能大大降低員工的工作強度，提高工作的安全性和效率。

4 結束語

綜上所述，在煤礦井下開采中，井巷貫通工程的實施，有助于開采進度及效益的提升，同時，也對貫通測量的精度提出較高要求。對測量人員來說，應當結合貫通工程特點及精度要求，合理選擇貫通測量及誤差估計的方法，還要高度注意巷道貫通后的誤差分析工作，并進行技術總結，進而對后續貫通測量提供有效參考。

參考文獻：

[1] 李忠海.煤礦井下巷道貫通測量誤差預計與分析——以某礦4101大巷為例[J].中國化工易，2019，（2）：11.

[2] 呂文廣，張琳.煤礦井下巷道貫通測量精度分析及技術方法研究[J].工業設計，2019，（3）：149-150.

[3] 孫金禮，陳杰.煤礦井下巷道貫通測量精度分析及技術方法[J].煤炭科學技術，2019，（6）：72，118-120.

[4] 袁會，連會青，韓永.煤礦兩立井多巷道貫通測量方案及精度保證技術[J].煤礦開采，2019，（4）：20-22，38.