鶴煤六礦井下大巷貫通測量方法與精度分析

張敬書 唐振偉

（河南煤化集團鶴煤六礦，河南省鶴壁市，458000）

鶴煤六礦井下大巷貫通測量方法與精度分析

張敬書 唐振偉

（河南煤化集團鶴煤六礦，河南省鶴壁市，458000）

介紹了鶴煤六礦在-600 m北大巷貫通測量中，通過使用陀螺經緯儀定向、井下三架法導線測量與紅外三角高程代四等水準測量相結合的技術進行礦井水平大巷貫通測量，有效控制了測量精度，取得了良好的效果。

巷道貫通 貫通測量 精度分析 陀螺定向 三架法

1 工程概況

鶴煤六礦-600 m北大巷位于井底車場東部，六礦為解決-600 m北大巷施工進度緩慢的問題，決定使用綜掘機施工-600 m北大巷南頭 （三水平軌道暗斜井一側），加快與該巷道北頭 （三水平回風暗斜井一側）的貫通。

圖1 貫通測量路線示意圖

貫通測量路線示意圖見圖1。-600 m北大巷貫通線路全長約4900 m，其中平巷3400 m，斜巷1500 m，貫通相遇于K點處，巷道斷面4.6 m×3.6 m （寬×高），貫通段采用全斷面、一次噴漿成巷掘進，根據施工工程要求，貫通相遇點水平重要方向上的允許偏差為0.3 m，高程方向上的允許偏差為0.2 m。

2 貫通技術選擇

-600 m北大巷特點為貫通路線長、風量大、高差大、要求精度高，致使施測困難，為此根據此次貫通的特點，決定采用以下測量技術方法：

（1）采用陀螺定向技術加測陀螺定向邊，以陀螺定向邊為堅強邊對導線進行整體平差。

（2）在井下導線測量中，采用全站儀三架法導線測量技術進行7″級導線測量。

（3）在井下高程測量中，采用紅外三角高程代四等水準測量技術與全站儀三架法導線測量結合的方法進行測量。

3 貫通測量的過程

3.1 陀螺定向控制測量

陀螺定向使用瑞士WILD GAK1-41054型陀螺經緯儀施測，采用地面2測回、井下2測回測定陀螺儀器常數。

在井底已知邊布設陀螺邊D1～S3；在-600m北大巷一側靠近窩頭布設陀螺邊L31～L32；在暗斜井一側靠近窩頭布設陀螺邊L14～L15。《煤礦地質測量有關規程規定匯編》（以下簡稱 《規程》）規定：一測回測量陀螺方位角的中誤差為±15″，實測為±4.4″，滿足精度要求。《規程》規定：測量陀螺方位角平均值的中誤差為±10″，實測為±1.6″，滿足精度要求。

3.2 －600 m北大巷一側井下三架法7"控制導線測量與紅外高程測量

-600 m北大巷一側貫通導線以D1為起算點，以D1～S3陀螺方位為起算方位進行導線測量，方位閉合至陀螺邊L31～L32，進行方位角平差和方位角閉合差，導線測量獨立進行兩次。L32點兩次測量坐標互差ΔX為3 mm、ΔY為13 mm，其導線坐標閉合差13.3 mm，滿足導線全長相對閉合差的精度要求。

以D1為起算點進行-600 m北大巷一側紅外高程測量，獨立進行兩次，L32點兩次測量紅外高程閉合差9 mm，滿足±50（42 mm）的精度要求。

3.3 暗斜井一側井下三架法7"控制導線測量與紅外高程測量

暗斜一側貫通導線以D1為起算點，以D1～S3陀螺方位為起算方位進行導線測量，方位閉合至陀螺邊L9～L10，進行方位角平差，方位角閉合差16″，導線測量再向前延伸至L15點，導線測量獨立進行兩次。L15點兩次測量坐標互差ΔX為35 mm、ΔY為32 mm，其導線坐標閉合差47 mm，滿足導線全長相對閉合差的精度要求。

暗斜一側紅外高程測量以D1為起算點，獨立進行兩次。L15點兩次測量紅外高程閉合差12 mm，滿足±50（50 mm）的精度要求。

4 貫通測量誤差分析

本次貫通測量需要進行井下導線測量、陀螺定向測量和高程測量，故貫通誤差預計就是估算所采用的貫通測量方案在貫通相遇點K點處的預計偏差。

4.1 各種誤差參數的確定

（1）陀螺定向。使用瑞士威特 WILD GAK1型陀螺經緯儀，取一次定向中誤差mΑ=±15″。

（2）井下測角誤差。使用日本賓得PTS-V2全站儀測角，測角中誤差mβ=±7″。

（3）井下測邊誤差。使用日本賓得PTS-V2全站儀測邊，標程精度2 mm± （2×10-6）。

4.2 貫通相遇點K在水平重要方向X軸上的誤差

（1）由陀螺定向誤差引起K點在貫通重要方向X軸上的誤差MXa為：

式中：mαt——陀螺定向中誤差；

ρ——一弧度對應的秒值，常數，1ρ=206265 s；

RY0——井下導線起始點與K點連線在Y軸上的投影長。

經計算，MXα=0.084 m。

（2）由井下量邊誤差與以陀螺定向邊為堅強邊平差后的測角誤差所引起K點在貫通重要方向X軸上的誤差MX下為：

式中：MXβ——井下量邊誤差引起K點在X軸上的誤差；

MXL——陀螺定向誤差引起K點在X軸上的誤差。

（3）K點在貫通重要方向X軸上的預計誤差。

由于貫通測量時，各項測量工作均獨立進行兩次，故貫通相遇點K在重要方向X軸上的預計中誤差MX為：

經計算MX=±0.098 m，貫通相遇點K在重要方向X軸上的預計誤差：

4.3 求貫通相遇點K在高程方向上的誤差

（1）井下紅外代水準測量的高程誤差。

井下三架法紅外代水準測量按等外水準的標準，水準路線長5 km，引起的 高程中誤差Mh下為：

經計算，Mh下=±0.045 m。

（2）K點在高程上的預計誤差。

由于貫通測量時，各項測量工作均獨立進行兩次，故貫通相遇點K在高程上的預計中誤差Mh為：

經計算Mh=±0.032 m，貫通相遇點K在高程上的預計誤差Mh預=2 Mh=±0.064 m。

4.4 貫通誤差預計結論

從以上計算可知：貫通相遇點K在重要方向X軸上的預計誤差為±0.196 m，小于允許偏差值±0.3 m；貫通相遇點K在高程方向上的預計誤差為±0.064 m，小于允許偏差值±0.2 m，能夠滿足工程需要。

5 結語

2010年5月-600 m北大巷順利貫通，巷道貫通后，對貫通巷道兩側的貫通導線進行了閉合測量，計算出距貫通相遇點最近的-600m北大巷井下兩導線點L15、L16的坐標及高程。巷道貫通前、后兩導線點的比較見表1。

表1 巷道貫通前、后兩導線點的比較表

從表1可看出，距貫通相遇點最近的-600 m北大巷井下導線點L16在貫通重要方向X軸上的誤差最大為31 mm，小于貫通相遇點K在重要方向X軸上的預計中誤差±0.196 m。距貫通相遇點最近的-600 m北大巷井下導線點L16在高程上的誤差最大為49 mm，小于貫通相遇點在高程上的預計中誤差±0.064 m，貫通精度滿足生產和設計要求。

六礦-600 m北大巷貫通測量長度4900 m，通過采用陀螺定向技術、紅外三角高程技術、全站儀三架法導線施測技術等相結合的綜合技術手段提高了測量精度，取得了滿意的效果。

Breakthrough survey and accuracy analysis of main roadway in No.6 Coal Mine of Hebi Coal Industry Group

Zhang Jingshu，Tang Zhenwei
（The No.6 Mine of Hebi Coal Mine，Henan Coal Chemical Industry Group Co.，Ltd.，Hebi，Henan 458000，China）

The breakthrough survey in-600 m north main roadway in No.6 Coal Mine of Hebi Coal Industry Group was introduced.The gyro theodolite was applied to orientation，and the breakthrough survey for the horizontal main roadway in the coal mine was carried out by the combined technologies of tripod method in traverse surveying and infrared trigonometric leveling replaced fourth-grade leveling method.The measurement accuracy was effectively controlled and a favorable effect was obtained.

holing-through，breakthrough survey，accuracy analysis，gyro-orientation，tripod method in surveying

TD175

A

張敬書 （1963-），男，河南原陽人，高級工程師，1988年畢業于焦作礦業學院，長期從事礦井技術管理工作，現為鶴煤集團六礦總工程師。

（責任編輯 張艷華）