煤礦切巷貫通測量技術的精度分析

梁學山

（陜西陜煤蒲白礦業公司煤礦運營公司，陜西 蒲城 715517）

黃陵煤礦2122 工作面在回采過程中，由于整個采區地質構造相對較多，對整個工作面回采帶來了較大的影響，特別是在遇到斷層問題時，出現了液壓支架不能正常使用的問題。所以，從現場地質情況來看，需要進行開掘切巷，推動工作面順利完成貫通。為更好提升整個巷道貫通精度，在巷道實現貫通之前，需要將切巷貫通的位置首先確定出來，從而更好的完成貫通工作。但是從實際來看，從當前的技術水平，若想實現對貫通點開展現場測量，整體較為困難，技術人員需要以原始數據為依據，對整個巷道開展探測掘進。從煤礦的實際情況出發，選擇使用陀螺經緯儀、全站儀等技術手段，對本次巷道貫通過程中存在的問題實現了較好解決，整個工作面銜接更為暢通。

1 工程概況

從本次工作面的開采情況來看，設計采用的是綜放開放的方式，煤層整體情況相對較好，平均厚度達到了5.8m，從煤層整體的掘進情況發現，在多個地段，煤層在底板上厚度整體出現了明顯變化，整個巷道實際坡度也在很多方面出現了較大變化，工作面整體的布置情況見圖1。

圖1 工作面布置示意圖

2 貫通測量技術選擇

綜采工作面在貫通測量的過程中，設計的貫通測量路線見圖2 所示。在開展測量的過程中，對于堅強邊本次選擇使用陀螺定向邊，對整個導線實現了有效平差的效果，在對導向進行具體測量時，選擇使用三架法測量方式，在對高程開展測量時，本次設計采用三角高程、三架導線測量方法，完成井下高程測量[1]。

圖2 本次貫通測量路線

本次在進行陀螺定向時，選擇使用陀螺經緯儀，分別對井下、地面開展二次測回，從而掌握陀螺儀器常數。然后技術人員在切巷離窩頭、定向邊等布置陀螺邊。根據我國對煤礦貫通測量的相關規定，在測量時，對于陀螺方位角在測量過程中的誤差在±15″范圍中，從本次巷道貫通測量的實際情況來看，誤差在±5.6″。在對陀螺方位角進行測量時，根據相關的規定應當在±10″范圍內，從本次具體的測量可得到，誤差在±2.8″。從中可看出，選擇使用陀螺定向技術的方式，可以得到規定精度的需要[2]。

通過對切巷開展多種技術的復合測量，本次測量導線選擇使用7″導線。本次測量起算點設置在D1 位置，沿著D1 到S3的方位，當做是本次開展測量的起算方向，對于閉合方位，本次將L31→L32 作為方向，安排兩組技術人員分別進行測量，從而得到L32 位置兩次測量得到的坐標差，其中X 軸方向的差值為3mm，Y 軸方向的差值為13mm，因此，導線坐標閉合差的數值為13.3mm。在使用紅外高程測量時，本次仍舊從D1 位置開展測量，安排兩組技術人員進行測量，得到本次L32 點位置閉合差的大小是9mm，從測量得到的數據可知，本次測量得到的閉合差均滿足了貫通測量對精度的相關要點。

對整個巷道高程進行測量時，對于導線本次設計為精度為7″的導線，在本次測量過程中，起算點設定為D1 點的位置，起算的方向本次設定為從D1→S3 的方向，然后對巷道進行全面的測量。在對閉合方位進行測量時，將L9→L10 作為具體的方位，從而可以得到方位角，根據得到的上述數據，可對平差進行計算，得到在本次測量的過程中，閉合差為16″。技術人員通過將導線進行全面延伸的方式，將導線延伸到L15，然后安排兩組人員分別開展測量，得到X 軸35mm，Y 軸32mm，因此，根據計算本次坐標閉合差的大小為47mm。在對高程進行全面測量時，起算點的選擇使用D1，仍舊設計采用兩組人員分別開展測量的方式，從測量的結果可看出，得到的數值均滿足閉合差的相關規定[3]。

3 誤差分析

在全面分析基礎資料的基礎上，技術人員對本次巷道貫通測量過程中，貫通點的誤差進行了全面的預計，根據相關的計算公式，可以得到在X 軸方向的誤差是：

式中，Mxa 代表的是中誤差、P 為常數，通常情況下選擇為206，Ryo 代表的貫通相遇點和各導線起始點連接在Y 軸方向的投影。

從測量導線量邊誤差，所導致的相遇點在X 軸方向的誤差可用如下公式進行計算：

式中，M1代表的是量邊中誤差，l 代表的是導線邊長，a 代表的是導線邊和X 軸之間所形成的夾角。根據上述計算結果，可以得到相遇點在X 軸方向上的預計中誤差數值為：

技術人員在開展兩次獨立觀測之后，可以得到平均值中誤差的大小為：

4 貫通測量技術路線

本次貫通測量的技術路線見圖3 所示。為了更好提升本次測量的精度，技術人員在測量的過程中，對氣象數據進行了有效記錄，然后結合實際，將這些數據全面融入到全站儀中，對于提升本次測量結果的精準度非常有效。在開展往返測量過程中，將閉合差有效控制在1/8000 的范圍中。沿著巷道基本控制線，對整個巷道導線進行全面有效布置，技術人員本次在布置基本導線時，對間隔的長度進行了嚴格的控制，本次控制在了2km 的范圍內，從而更好達到本次測量精準控制的標準[4]。

圖3 貫通測量技術路線

5 貫通測量精度分析

在對本次進行精度分析的過程中，主要選擇使用的依據是三角高程測量閉合差，具體的誤差是：

式中，fh代表的是閉合差，R 是閉合導線長度，N 是閉合圈個數。通過本次對工作面貫通測量，D1為本次貫通測量的起算點，K 點是相遇點。在井下測量的過程中，需要將測量方案作為依據，選擇使用紅外三角高程測量、全站儀三架法及陀螺經緯儀等方法，對整個工作面貫通精度進行了全面剖析。根據相關規定，高程誤差應當子啊0.2m 的范圍內，水平誤差應當在0.3m 的范圍內，通過對本次測量誤差全面校核的方式，得到高程誤差在0.122m，在水平方向的誤差為0.246m。在巷道全面完成貫通之后，得到了巷道整個高程誤差為0.076m，在整個水平方向的誤差為0.178m，技術人員結合上述數據及相關的公式，得到閉合差的情況為：到X 軸的數值為±0.14m，Y 軸的數值為±0.109m，Z 軸的書記為±0.022m，整個導線的長度為3068m，對于坐標方位角閉合精度在1/8000 的范圍內。在貫通之后，從貫通的情況來看，整個貫通取得了較好的效果，整體的精度相對較高，可以滿足掘進工作的需求，對于工作面出現了銜接不夠順暢的問題實現了較好解決，為整個工作面開采的安全性提供了關鍵保障[5]。

結束語

針對xx 煤礦出現的xx 工作面回采銜接不到位，而影響到正常回采的問題，通過對工作面進行貫通，選擇使用多種測量方法，取得了較好的貫通效果。得到了如下結果：水平誤差是+0.178m，整個導線的長度為3068m，對于坐標方位角閉合精度在1/8000 的范圍內，同時，工作面回采距離為220m，測算回采率超過了85%，能夠開采的煤炭儲量超過了0.2Mt，利潤整體超過了200 萬元。此外，在貫通測量的過程中，技術人員應當注重從工程實際出發，科學利用各種貫通測量的設備，注重增強設備使用的效果，加大對施工人員的培訓和提升，更好滿足實際測量工作需求，從而更好保證貫通測量質量。