淺析礦井測量誤差問題及解決措施

武馬唯揚(yáng)(山西長治三元晉永泰煤業(yè)有限責(zé)任公司,山西 長治047100)

1 前言

礦井測量是礦山安全生產(chǎn)建設(shè)的首要階段,在礦山設(shè)計、基礎(chǔ)建設(shè)和井下生產(chǎn)都有著相當(dāng)重要的作用。礦井測量工作既有井下測量,又有地面測量,既要為礦山安全生產(chǎn)建設(shè)給予指導(dǎo),又要為礦山安全生產(chǎn)提供資料。而礦井測量工作中所產(chǎn)生的任何誤差都可能會引起事故的發(fā)生,從而造成一定的損失,因此,礦井測量工作在礦井井上下安全生產(chǎn)建設(shè)過程中都起到了非常關(guān)鍵性的作用。

晉永泰煤業(yè)有限公司為2009 年兼并重組礦井,該礦井批準(zhǔn)開采3-15#煤層,井田面積2.046 9 km2,由于井田面積小,且屬于整合礦井,井田范圍內(nèi)存在多處采空區(qū),對測量工作中可能出現(xiàn)的偶然誤差進(jìn)行分析,并對如何減少這些誤差提出了一些思路和方法。

2 礦井測量工作中出現(xiàn)誤差的環(huán)節(jié)

礦井測量工作中包含的環(huán)節(jié)很多,從一開始的采區(qū)設(shè)計就要先了解到測量任務(wù)的目的,到井下實(shí)地測量、記錄、標(biāo)定,再到地面上測量工作的計算、繪圖,必須緊密配合,才能保證測量工作能夠準(zhǔn)確。因此,要解決這些誤差出現(xiàn)的可能性,就需要從測量工作中的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行分析,并提出對應(yīng)措施,避免事故的發(fā)生。具體測量誤差主要在以下幾個方面。

2.1 外業(yè)測量方面

(1)測量工作主要使用儀器為全站儀,在測量工作開展前必須確認(rèn)儀器性能的完好,以及是否按規(guī)程規(guī)定進(jìn)行檢定,以免產(chǎn)生儀器誤差。但是,有一些礦井使用的儀器并不能按照規(guī)定進(jìn)行定期的檢驗(yàn)和校正,也沒有到有資質(zhì)的單位進(jìn)行檢定,易造成測量的誤差。

(2)在井下實(shí)地測量過程中,布置測點(diǎn)要在受環(huán)境影響較小的位置,且測量前要對測點(diǎn)進(jìn)行檢查和復(fù)測,確保測點(diǎn)完好,避免環(huán)境誤差的影響。在井下布置的測點(diǎn)受環(huán)境條件限制,部分測點(diǎn)布設(shè)在圍巖壓力較大的巷道內(nèi),在這種情況下,測點(diǎn)的穩(wěn)定性受到影響。該礦井一采區(qū)15103 工作面西部有大面積采空區(qū),圍巖壓力較大,巷道受擠壓變形嚴(yán)重,測點(diǎn)頻繁發(fā)生位移,對測量工作產(chǎn)生了一定的影響。因此,在井下進(jìn)行測量工作前,不論測點(diǎn)是否受采動影響,必須對測點(diǎn)進(jìn)行檢查工作。

(3)調(diào)整誤差的產(chǎn)生。由于井下環(huán)境較差,施工地點(diǎn)比較狹窄,受風(fēng)速、光線等影響,還有可能受到采掘生產(chǎn)的干擾,使儀器在對中整平存在一定的誤差,可能前一秒剛剛整平儀器,下一秒就發(fā)生了位移,由于偏差較小,但實(shí)際上已經(jīng)產(chǎn)生了一定的誤差。

(4)由環(huán)境、人員等因素可能產(chǎn)生的人員誤差。測量人員在對三采區(qū)15301 回風(fēng)巷道進(jìn)行延長導(dǎo)線時,記錄員沒有準(zhǔn)確記錄測量數(shù)據(jù),導(dǎo)致地面計算時測點(diǎn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生偏差,雖然及時發(fā)現(xiàn)并沒有造成什么影響,但一個小小的疏忽所產(chǎn)生的后果是無法預(yù)料的。

2.2 內(nèi)業(yè)測量方面

(1)避免產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差對于觀測結(jié)果的影響具有累計作用,礦井測量工作應(yīng)根據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)原始數(shù)據(jù)的計算核對,消除系統(tǒng)誤差帶來的影響。測量人員需要記錄測量數(shù)據(jù),核對測量完成的原始數(shù)據(jù),如果發(fā)現(xiàn)原始數(shù)據(jù)內(nèi)存在誤差需要盡快解決,以免后期處理測量結(jié)果時出現(xiàn)更大誤差[1]。

(2)避免因數(shù)據(jù)復(fù)算而產(chǎn)生的人員誤差。測量數(shù)據(jù)成果記錄前,數(shù)據(jù)應(yīng)由另一個人進(jìn)行復(fù)算,兩名計算者對比計算結(jié)果無誤后方可記錄成果并上圖,有的測量人員直接拿來第一個計算者的數(shù)據(jù)抄錄,而不對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)算,很難發(fā)現(xiàn)由于看錯或誤記等情況計算的錯誤成果,如果使用該成果數(shù)據(jù),則會產(chǎn)生測量成果的誤差。

2.3 測量繪圖方面

計算機(jī)繪圖技術(shù)在礦井測量中可處理大量位置信息,可根據(jù)采掘進(jìn)度和工程建設(shè)進(jìn)度實(shí)時修改補(bǔ)充,可快速標(biāo)注出方位信息,并能將煤礦井下布置信息以三維方式呈現(xiàn)給管理人員[2]。測量圖紙是井下生產(chǎn)狀況的真實(shí)描繪,要求圖紙能準(zhǔn)確、全面反映井下生產(chǎn)動態(tài),在精度上滿足使用要求,在工程進(jìn)度上保證圖紙的實(shí)時性,但是實(shí)際工作中,忽略了圖紙這一環(huán)節(jié)的重要性,使得在指導(dǎo)井下生產(chǎn)過程中由于圖紙問題而導(dǎo)致可能影響生產(chǎn)計劃的部署。

(1)要求圖紙繪制內(nèi)容完整性,井下生產(chǎn)動態(tài)能夠完整顯現(xiàn),圖例標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格按照《煤礦測量圖例》及相關(guān)規(guī)定。

(2)要求圖紙繪制精確性,首先得達(dá)到繪制精度要求,在內(nèi)容上能精確的顯現(xiàn)出井上下之間的對照關(guān)系。測量人員要與繪圖員及時的進(jìn)行溝通,將井下巷道的開口寬度、工作面的具體數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的呈現(xiàn)在圖紙之上。

(3)要求圖紙繪制實(shí)時性,能及時的反映井下采掘工作面的進(jìn)度情況。嚴(yán)謹(jǐn)繪制測量圖,標(biāo)明各個礦井的位置,同時繪制出相鄰煤礦的采煤進(jìn)度,以免相鄰煤礦之間發(fā)生相互影響,干擾煤礦測量的準(zhǔn)確度,保護(hù)煤礦測量準(zhǔn)確性及作業(yè)的安全性[3]。

2.4 施工標(biāo)定測量方面

在礦井測量工作中,施工標(biāo)定就是以設(shè)計為基準(zhǔn),通過測量來標(biāo)定井下巷道的開口位置、方向和坡度。在施工標(biāo)定的過程中,測量工作涉及到設(shè)計圖紙的審查、資料的查閱、測點(diǎn)的使用、現(xiàn)場測量、計算數(shù)據(jù)和標(biāo)定、以及檢查測量等環(huán)節(jié),如果有任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,都會造成標(biāo)定工作出現(xiàn)錯誤,為了減少和杜絕標(biāo)定工作失誤的發(fā)生,應(yīng)在各個環(huán)節(jié)中層層把關(guān)[4]。

(1)仔細(xì)檢查設(shè)計圖,對要求空間關(guān)系的設(shè)計圖,不僅要進(jìn)行導(dǎo)線計算,還要對高程進(jìn)行驗(yàn)算,檢查設(shè)計圖紙的正確性,發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時與設(shè)計部門進(jìn)行溝通,解決后方可進(jìn)行下一步工作。

(2)仔細(xì)核對原始數(shù)據(jù)資料和成果數(shù)據(jù)。檢查要使用的數(shù)據(jù)和點(diǎn)位,確認(rèn)起算點(diǎn)數(shù)據(jù)和在現(xiàn)場標(biāo)定工作所使用的測量控制點(diǎn)位置一致,并且控制點(diǎn)的精度符合規(guī)范和使用要求,才能使用該點(diǎn)位進(jìn)行工作。標(biāo)定工作完成后,應(yīng)由另一人重新測量,驗(yàn)證計算數(shù)據(jù)與現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)是否一致,確保標(biāo)定工作準(zhǔn)確性。該礦設(shè)計一采區(qū)3101 回采工作面,標(biāo)定3101 回風(fēng)順槽開口時,由于測量人員的粗心大意,選用臨時覘點(diǎn)數(shù)據(jù)作為測點(diǎn)數(shù)據(jù)使用,臨時點(diǎn)與測點(diǎn)數(shù)據(jù)不一致,發(fā)現(xiàn)時已經(jīng)為時已晚,導(dǎo)致該工作面切眼由原先的130 m 縮水至115 m,工作面可采儲量也隨之減少,造成無法挽回的經(jīng)濟(jì)損失。

3 減少誤差的有效性措施

針對以上測量工作環(huán)節(jié)分析,對晉永泰礦井測量工作提出了以下應(yīng)對措施,減少了測量誤差的發(fā)生,具體如下:

(1)從制度上規(guī)范,認(rèn)真學(xué)習(xí)測量規(guī)范要求及上級下發(fā)的測量相關(guān)規(guī)定等測量技術(shù)文件,并根據(jù)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來制定測量部門的相關(guān)規(guī)章制度,要求測量人員要嚴(yán)格執(zhí)行,在精度上達(dá)到使用要求,從根本上消除誤差影響。

(2)提升業(yè)務(wù)能力,提高測量人員自身熟練度、測量團(tuán)隊的協(xié)作能力,并積極的參加專業(yè)培訓(xùn),在操作上減少誤差影響。

(3)測量成果資料要認(rèn)真細(xì)心編制及繪制,保證數(shù)據(jù)資料的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)論

煤礦測量工作是煤礦生產(chǎn)建設(shè)所需要的基礎(chǔ)技術(shù)工作,從以上外業(yè)測量、內(nèi)業(yè)計算、圖紙繪制、以及施工標(biāo)定等測量工作的技術(shù)因素分析得出,測量誤差對煤礦安全生產(chǎn)造成的影響極大,要減少煤礦測量工作的失誤,測量人員就必須努力提高自身業(yè)務(wù)能力,仔細(xì)做好每一個環(huán)節(jié)的工作,增加測量團(tuán)隊協(xié)作能力,對測量結(jié)果反復(fù)進(jìn)行檢查、復(fù)算,出現(xiàn)誤差要及時分析誤差產(chǎn)生原因,從自身發(fā)生的失誤和以往的事故事例中汲取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),采取有效的方法減少測量誤差,提高測量精度,做好煤礦測量工作,確保煤礦正常生產(chǎn)。