煤礦井下巷道貫通測量精度分析

王白艷

摘 要： 隨著采礦業的發展，我國大部分淺部礦床已經或日趨枯竭，礦山開采由淺部轉入深部。貫通測量工作是煤礦井下巷道整個測控系統中的重要組成部分，也是關系到整個巷道能否順利貫通的重要環節。貫通測量通過對巷道內部測量，可指導后期工作的開展，保證整個巷道工程順利貫通。為此，本文主要對煤礦井下巷道貫通測量精度進行了分析與探討。

關鍵詞： 煤礦工程；巷道；測量精度

一、貫通測量的測量技術要求

1、研究原始資料的可靠性，數據應準確無誤。使用地面控制網資料時，一定對原網精度、控制網點位受到采動影響情況了解清楚，進行檢查測量。對于工程設計的資料，尤其是巷道的方位、坐標、距離、高程、坡度等，要認真檢核，對井底車場進行設計導線的閉合計算。

2、精度要求高的貫通，提高測量精度要有相應措施。如對井下邊長較短的測站，要設法提高儀器和規標的對中精度，可采取防風，光學對中等措施。斜巷中測角要注意儀器整平的精度，經緯儀豎軸的傾斜改正。對施測成果要及時進行精度分析，并與原誤差預計的精度要求進行對比，不能低于原精度要求。

3、貫通巷道掘進過程中，要進行測量和填圖。根據測量成果調整巷道掘進的方向和坡度。如采用全斷面一次成巷施工，在貫通前的一段巷道內可采用臨時支護。鋪設臨時簡易軌道，以減少巷道貫通后的整修工作量。通過實際施測，發現在制定方案時未及的一些問題，遇到一些新情況，進一步完善和充實頂定的方案。

二、煤礦井下巷道貫通測量精度分析

本文以某煤礦水平大巷貫通工程測量為例，對煤礦井下巷道貫通測量精度進行分析。

1、貫通工程概況

為保證正常的生產接替并提高礦井生產能力，該煤礦在井下縱向一翼開拓了二水平運輸大巷，分中部和北部2段進行開拓，中部為副立井至北二斜井之間，貫距6284m；北部為北二斜井至北三斜井之間，貫距為3086m，整個貫通工程以高質量高精度全部順利貫通，貫通總進尺9370m，整個貫通測量共設地面小三角網1個（共11個控制點），地面四等水準2500m，井下7"導線10020m （98個控制點），井下一級水準7320m，井下陀螺邊4條，該項貫通對該礦來說，是一項特大貫通工程。

2、貫通精度分析

（1）副立井至北二斜井的貫通精度分析

在副立井至北二斜井的誤差預計過程中，通過幾種測量方案的比較，并結合井巷施工的實際情況，制定了立井用鋼絲定向投點并傳遞高程，在井下加測陀螺邊，斜井及平巷用測距導線及鋼尺量邊導線進行控制的測量方案；另外，在井下導線邊長的設置時考慮到實際情況的需要，每隔500m 左右的長邊設置80～100m的短邊，陀螺邊也設置在距貫通點1/3處。通過這樣的技術處理，副立井至北二斜井的預計誤差在水平方向為388mm，在高程上為160mm。貫通后實際水平方向誤差為115mm，高程誤差為113mm。

（2）北二斜井至北三斜井間的貫通精度分析

在北二斜井至北三斜井間的誤差預計過程中，由于該段貫通為2斜井間貫通，故選取了通過2斜井的紅外測距導線控制的測量方案，由測距三角高程導入標高，平巷測設一等水準，該方案的水平方向預計誤差為296mm，高程預計誤差為188mm。貫通后實際水平方向的誤差為14mm，高程誤差為12mm。

（3）貫通后對各項誤差的分析

該礦水平大巷貫通工程中部的副立井至北二斜井間的貫通是一個比較典型的貫通工程，包括了地面連接測量，立井定向，導入標高測量，斜井的導入測量；井下導線包括了測距導線，鋼尺量邊導線，同時還加測了陀螺定向邊；該段巷道貫通后，對貫通測量中的地面連接誤差、定向誤差、井下導線測量誤差進行了分析，依據該段貫通誤差預計時各項預計誤差所占總預計誤差的比例，并參考他礦的資料，上述3項誤差對貫通總誤差的影響比例定為1：3：4，即地面連接測量誤差占貫通總誤差的1/8，定向測量誤差占貫通總誤差的3/8，井下導線測量誤差占貫通總誤差的4/8。

由于該段貫通實測中線誤差為115 mm，故地面導線測量誤差對貫通誤差的影響為14mm，定向誤差對貫通誤差的影響為43 mm，井下導線測量誤差對貫通誤差的影響為58mm； 井下導線測量誤差分為測角誤差和量邊誤差，由于該段井下導線大部分為直伸形導線，而且測距邊的精度很高，故可近似地認為井下導線的誤差均來自測角誤差的影響，即井下測角誤差對貫通誤差的影響為58mm，而測角誤差又分為測角方法誤差和對中誤差，測角方法為T2經緯儀測回法兩測回觀測，其讀數誤差近似地取0.75"。

由貫通后實際中線的誤差對各項誤差的分析，得出的井下導線測量中各項誤差的實際數值與實際觀測值是相符的。

三、提高煤礦井下巷道貫通精度技術措施

1、認真做好誤差預計工作

大型貫通測量工作是一項極其艱巨而又細致的工作，必須認真對待，在貫通工程施測之前必須進行誤差預計，對貫通測量可能達到的精度進行必要的估算。遵循“技術上可行，精度上允許，經濟上合理”的原則，選擇合理的測量方案和測量方法，對貫通測量中可能出現較大誤差的薄弱環節，要認真對待，強化措施，優化方案。應盡可能采用先進技術和儀器設備，以保證貫通精度。誤差預計的方法有如下幾種：

首先了解貫通工程的概況，檢核設計的圖紙資料，搜集與工程有關的井上、井下控制網資料，為貫通測量設計作好準備。

繪制巷道貫通設計平面圖，繪出與貫通工程有關的巷道及控制點，以便進行測量設計（設計圖的比例尺應不小于l∶2000）。

根據貫通允許偏差值制定測量方案，選擇測量儀器和工具，確定測量方法和限差要。根據井巷貫通測量精度和施工工程要求，進行井巷貫通相遇點的誤差預計。

取兩倍中誤差作為貫通的預計誤差值，再與貫通允許偏差值相比較。若預計誤差值小于允許偏差值，則測量方案可行的。否則，應調整測量方案，再進行估算，直到符合設計要求為止。

2、建立專用地面控制網

建立地面專用控制網，是保證貫通精度的堅實基礎。隨著地下采煤范圍的不斷擴大，原有的地面控制點不同程度地受到了采動影響，這就產生了地面控制點可靠性不足的問題，所以，首先應對原有的地面控制點進行檢測，檢測其精度是否符合要求。若精度較低，應重新建立專用控制網，建立地面專用控制網，應根據實際情況和儀器設備可布設三角網或精密導線。

3、認真做好立井定向工作

立井聯系測量是貫通工程測量的重要環節，是使井上下取得統一坐標和高程的唯一途徑。聯系測量的一項重要工作就是方位角的傳遞，所以聯系測量也叫定向測量，因此在聯系測量之前要選擇和制定好定向施測方案。其方法，一是用鋼絲由地面通過立井向定向水平投點，用以傳遞坐標和方向，并加測陀螺定向邊。二是為了提高投點精度，采用激光垂直儀進行投點。國外資料表明，如果在定向水平上激光光斑大小在10-20mm 左右，且邊界清晰穩定，確定光斑中心的精度可達1-2mm，我國目前井深為500m以內，確定光斑中心的精度誤差約為±5mm。

4、井下導線測量

巷道貫通測量的主要工作就是井下導線測量，由于井下巷道長、環境差、工作量大，是影響貫通精度的最大誤差來源，所以在施測之前要選擇好測量儀器、測量方法及導線的測量精度是關鍵之所在。據現有條件，對于大型貫通測量，采用wildT2光學經緯儀，利用三架法施測7s級經緯儀導線，或配合光電測距儀進行井下長邊導線測量以提高測角和量邊精度。

四、結束語

綜上所述，貫通測量是礦山測量工作十分重要，貫通工程質量的好壞，直接關系到整個礦井的建設、生產和經濟效益，為了加快礦井的建設速度、縮短建井周期、保證正常的生產接替和提高礦井產量，經常會出現巷道貫通測量，所以兩井間貫通測量就成為了礦井生產中必不可少的一項工作。

參考文獻

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