矿井巷道贯通测量及其精度控制技术研究

矿井巷道贯通测量及其精度控制技术研究

孙聪

中煤第三建设（集团）有限责任公司二十九工程处 安徽 宿州 234000

摘要：在煤矿井下测量作业中，巷道贯通测量一直是主要测量内容，对整个矿井的综合效益有直接影响。但在长距离贯通测量中，由于贯通距离过长，对贯通测量的精准度不仅有更高的要求，而且测量工作作业量也更加繁重。因此，对测量方法的选择使用和误差分析计算也有了更高的要求，这就需要开展有针对性的分析研究，从而提升矿井贯通测量的精准性。

关键词：矿井建设；巷道测量；误差精度；贯通技术

引言

煤矿井下在施工建设过程中，考虑到施工成本与安全生产等因素，通常采取分段掘进后再进行贯通的施工工艺。矿井测量受环境、仪器设备、操作技术等多种因素影响，技术要求高，操作较为复杂，因此在矿井测量中必须有效规避常见的不利影响因素，提升其测量精准度，确保矿山作业的安全与稳定。为此，提升贯通测量精度关系到采区工作面和矿井的建设，测量工作者应结合矿井地质条件编制科学合理的贯通测量方案，将测量误差控制在贯通容许的范围内，整体推进井巷贯通工作的顺利实施。

1贯通测量的概述及原则

矿井贯通是矿井巷道在采掘进程中采取单向或双向同步掘进的方式，按照设计方位、时间和地点完成巷道的贯通，全方位的提高矿井贯通测量的精度至关重要。矿井贯通测量按测定实际方向和测量参数不同，又分为平面贯通测量与高程贯通测量。平面贯通测量是测量巷道的横向与纵向贯通误差；高程贯通测量是测量巷道的竖向贯通误差，一般采用水准测量方法。科学、准确的贯通测量是提升矿井基建工程的保证。为此，矿井贯通测量时应结合矿井的地质条件和工程特点，制定科学合理的贯通测量方案，有效控制测量误差；重点是做好巷道中、腰线的标定及测量精度，具体问题具体分析，在巷道掘进过程中按要求开展中、腰线的检查及填图工作，整体减小贯通测量误差；同时，做好测量工作的总结，寻找问题并校正。

2巷道贯通测量

2.1贯通测量等级

依据井下巷道贯通测量实际需求，将贯通测量任务按照7″控制导线测量。依据有关测量技术标准以及限差要求，制定相应测量技术要求，其中测角中误差控制在±7″内、一般边长控制在60~200m。根据北翼进风斜井实际情况，测量导线首先为复测支导线，并随着巷道掘进长度增加，当满足符合条件时将导线布置为符合导线。贯通巷道导线测量时，需按照下述要求开展：1）在贯通测量开始前，必须对全站仪进行校对。2）对测量点温度、气压等进行测定，确保现场环境不会给测量带来较大影响。3）每个测边测回数均应超过2个，单程测回间较差不应超过15mm，在互测同一变长时互差应不超过1/6000。4）严禁测量设备被雨淋或者在井下拆卸，同时定期对测量设备充电。5）采用全站仪测量时应按照有关规定进行。6）通过全站仪测定导线边长时，垂直角测量精度应能满足相关测量规范以及技术标准等要求。

2.2测量安全保障措施

在对北翼轨道巷掘进施工时，根据井下实际情况对轨道巷、+860m水平石门加测陀螺定向测量边，确保导线测量精准度。对于贯通测量选用的7″导线，应进行多次独立测量。巷道掘进距离达到500~800m时，应适当延长测量导线，在测量导线延长之前，均应全面掌握测量得到的水平角数据，两次测量得到的水平角差值应在15′以内。

3贯通测量的误差预计

（1）贯通测量的方案制定与步骤。矿井贯通测量前期的准备工作，首先结合测量巷道的地质资料进行科学的方案设计，并对加测陀螺定向边测量方案进行误差预计分析。测量方法和仪器的选择时，应注意GPS、全站仪等测量仪器较适用于巷道平坦位置的测量；而在进行定向测量时所采用的陀螺经纬仪，需将误差控制在±15°以内，才能有效提高水准基点的测量精度。贯通测量的工作步骤：①全面掌握需贯通测量井巷的地质情况，在贯通容许偏差，制定测量方案和方法，进行施测和计算；②结合巷道实际，实地标定巷道的中线、腰线，独立核检施测与计算环节，认真核对并解决测量误差；③为消除各观测值间的矛盾，可采用测量平差来提高矿井贯通测量的精度。④贯通测量结束后，应核对并计算出贯通测量误差值，将两端导线连接起来计算出各项闭合差，做好工作总结。（2）误差预估方法。在施测过程中，为了提高贯通测量精度，往往会采用最小二乘法与误差传播规律来对贯穿精度进行估算，将贯通容许偏差控制合理区间；如果测量误差太大，则会影响矿井的安全生产，延误工期造成巨大的经济损失。为此，做好贯通测量误差预计工作非常重要，在进行贯通测量前期，测量工作者首先做好地质勘探工作，掌握巷道地质情况，实时的对测量数据核检，保证数据的可靠性，为后续的施测工作做好铺垫；在施测时工作人员需绘制测量控制平面图，并做好重点位置的标记，制定科学的测量方案；在完成巷道贯通工作后进行误差计算，并将测量精度记录总结。

4贯通测量精度控制及测量精度分析

4.1贯通测量精度控制技术

选用先进的测量仪器以及测量技术，从而达到提高测量精度目的。在地面联测期间，综合采用GPS技术，使得地面两井口最弱变中误差控制在1/46000以内、近井点点位中误差分别控制在±3.56mm以内，显著提高了地面两井间联测精度；在井下测量时选用TC402莱卡全站仪，确保了导线测量质量以及精度；在北翼轨道大巷以及+860m水平石门加测陀螺定向边，可显著提升测角精准度。在测量数据计算时，数据核算需2人同时进行并对数据核算结果进行比对，确保计算结果精准度。

4.2设计贯通测量方案

矿井下巷道贯通工程为一井贯通，开采巷道根据煤层底板的走向开展作业，经过计算和资料查证，要求矿井下的控制测量以17″级导线精度级作为依据，并且起算数据按照8″级控制网进行架构铺设，通过西侧的辅运巷道可以到达G2105回风顺槽以及G2105辅助运输顺槽，再经此顺槽到达工作面的切眼贯通点。根据贯通测量预计法，可预估贯通点M位于距离G2105辅助运输顺槽120m处的切眼巷道上。紧接着需在G2105回风顺槽和G2105辅助运输顺槽上分别架构铺设17″级导线控制点，并且选择CANON-332防爆全站仪作为测量仪。测量时，使用三联脚架法和省点法共同进行测试以确保测试精度稳定高效，依据17″级导线的精度实测要求，让不同的观测者分别独立开展2次观测，然后将2次所观测到结果的平均值选为最终观察值，最后使用平均值做平差计算。需要注意的是，在对短边进行测量时需要反复观测后才可以计算其平均值，同时在测试时要求角度测回差芨13″，使得一测回比较差的边长需芨10mm，单程测回间较差数值应芨14mm，返测与往测的边长水平距离之间的互差应芨1/60000

结束语

巷道贯通测量是井下测量重要组成部分，特别是随着巷道掘进长度不断增加，大型巷道贯通测量较为常见。为确保矿井北翼进风斜井距离贯通测量精度，根据相关测量规程以及现场实际情况，针对性提出测量方案以及测量精度保障措施。现场应用后，巷道贯通测量精度较高，测量误差在允许范围内，为长距离巷道高效掘进奠定了良好基础。

参考文献

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