7 000m工作面貫通測量技術研究與應用

任衛峰

（西山晉興能源有限責任公司斜溝煤礦，山西 興縣 033602）

·技術經驗·

7 000m工作面貫通測量技術研究與應用

任衛峰

（西山晉興能源有限責任公司斜溝煤礦，山西 興縣 033602）

18503工作面是斜溝煤礦建礦以來最長的一個工作面。針對該工程，通過使用GPS衛星定位技術、陀螺經緯儀定向技術優化測量方案，確保了18503工作面的順利安全貫通，可為今后類似工程貫通測量提供借鑒。

貫通測量；GPS聯測；陀螺定向；優化

1 工程概況

西山晉興能源公司斜溝煤礦為高產高效礦井，均為大走向工作面，其中18503工作面最長。工作面設計參數：材料巷長7 163 m，皮帶巷長7 244m，傾向長294．6 m。由于缺乏大走向工作面的貫通測量經驗，為了保證能最終精確貫通，必須選擇合理的測量方案，及時研究、分析該工程的特點和難點，有針對性地采取提高測量精度的措施。

2 貫通測量導線布設

2．1 平面測量

1）地面部分及聯系測量。

斜溝煤礦近井點坐標，由山西地科勘察有限公司采用NGS-9600型全球定位儀GPS測定。平面坐標系統采用1954年北京坐標系統。原始起算點為國家三等控制點“邊草角”、“前焉”及四等控制點D40，采用GPS三角網測至近井點JJ01、JJ02、JJ03。

測定陀螺定向邊JJ01-JJ02，以JJ01-JJ02為起始，經過副平硐、集中材料下山、集中回風下山形成閉合，布設井下5″級基本控制導線。

2）井下部分。

井下以5″級基本控制導線B16-B5為起始，測至15采區皮帶下山到18503皮帶巷陀螺定向邊3-5。以陀螺定向邊3-5為起始，開始18503工作面的開掘測量工作。

2．2 高程測量

1）地面高程及導入高程。高程是以四等控制點D40的高程為起算數據，采用光電測距高程導線施測，各項都按規范要求進行。

2）井下高程。井下導線全部采用三角高程測量。

3 貫通測量工作及所采取的技術措施

3．1 加強對測量資料的檢查審核

18503 工作面貫通工程是斜溝煤礦首個貫距達到萬米以上的特大型貫通工程。該工程涉及的資料較多，而且工程施工時間較長。各項測量資料必須準確、可靠，才能最終精確貫通。因此，該工程在施工前，對所涉及到的原始資料及測點進行認真仔細地檢查和復核，確保原始資料的可靠性。工程開工后，所有測量資料錄入計算機進行計算，并與人工計算進行對算，保證測量資料的準確性。

3．2 貫通精度的主要因素

分析影響貫通精度的因素，采取相應的措施，減少測量誤差的累積。測量攻關小組分析了此項測量工程中可能遇到的困難，認為線路長、測站多帶來的測角誤差是影響貫通精度的主要因素。因此，采用加測陀螺定向的方法減小測角誤差的累積，從而提高貫通測量導線的精度。

3．3 優化貫通測量方案

如果一次性整體貫通，使用現有的儀器設備，按照常規的測量方法，經過嚴密的貫通誤差預計，預計貫通誤差為±0．756 m，結果滿足不了生產和《煤礦測量規程》的要求。通過對原測量方案進行研究，將整體貫通改為局部貫通，逐級控制，并加測陀螺定向。根據18503工作面施工的特點，以間距1 500～2 000 m的中切，將18503工作面分為4個貫通。對4個貫通分別進行貫通誤差預計后，預計誤差基本都在±0．110 m以內。經過嚴密的計算和多方論證，認為此方案可行。具體方案如下：

1）以18503皮帶巷陀螺定向邊3-5為起始，先施工一中切至二中切段，貫通后進行閉合測量，形成7″級閉合導線。

2）以平差資料為起始，施工二中切至三中切段，貫通后進行閉合測量，使一中切至三中切形成7″級閉合導線。

3）以平差資料為起始，施工三中切至四中切段，貫通后進行閉合測量，使一中切至四中切形成7″級閉合導線。

4）以平差資料為起始，施工四中切至切割段，最后在設計貫通點貫通，貫通后進行閉合測量，使18503工作面形成整體閉合導線，精度達到7″級，達到生產和《煤礦測量規程》的要求。

18503工作面縮略圖見圖1。

圖1 18503工作面縮略圖

4 貫通精度

1）工程的允許偏差。根據生產需要和《煤礦測量規程》規定，要求：貫通點橫向偏差在±0．5 m以內，貫通點的高程偏差在±0．2 m以內。

2）貫通工程的實際偏差。最終貫通后，實測中心偏差0．186 m。整體平差后：方位閉合差fβ= -1′33″，fx=-0．404 m，fy=-0．455 m，導線相對閉合差1／24 278，高程閉合差fh=-0．018 m，貫通結果完全滿足生產使用要求。

5 貫通測量方法

1）采用測回法進行觀測，每站采用一次對中，兩個測回，獨立測量兩次。測角時，必須用三絲法觀測線繩，觀測中水準氣泡，偏離不得超過一格。

2）測角限差要求：同一測回間半測回互差不超過12 s，兩測回間互差不超過10 s，兩次對中測回間互差不超過15 s。如果超過以上要求，必須進行重新觀測。

3）測距限差：導線點之間測距采用架棱鏡正反測，兩次所測平距不超過3 mm。

4）三角高程測量：儀器和目標高在開始前和結束用小鋼尺各量一次，取其平均值精確到毫米，兩次較差不大于5 mm時，取平均值作為丈量結果，相鄰兩點往返高差應不大于10 mm+0．3 mm×L（L為導線水平邊長，m）。

5）由于機械化施工巷道，掘進速度快，使用激光指向儀給定巷道中線，每掘進50～130 m用全站儀標定巷道方位一次，既方便了施工，又提高了延線精度，保證了工程質量。

6）每次平差時，將邊長化算到高斯投影面及水準面進行投影改正。

7）用計算機處理測量數據。

6 貫通測量工作的綜合評述

18503 工作面實際貫通距離為14 772 m，導線長度地面加井下共有20 000多m，測角誤差對貫通影響最大。盡管這次貫通精度不錯，但是從這次貫通測量情況來看，以后在貫通測量中應注意以下幾點：

1）注意原始資料的可靠性，起算數據應準確無誤。

2）各項測量工作都要有可靠的檢核，要進行復測復算，防止產生誤差。

3）注意各導線環之間的聯系及改算，減小誤差的傳遞。

4）巷道掘進過程中，要及時進行測量和填圖，并根據測量成果及時檢查和調整巷道的掘進方向和坡度。

5）巷道貫通后，及時測閉合并進行平差。

7 結 語

布設大走向工作面，不僅可以提高回采率，還能減少搬家倒面的次數，實現高度集中生產，為企業創造較好的經濟效益。隨著高產高效礦井的發展，斜溝井田地質構造簡單，無大的斷層、巖漿巖、陷落柱分布，適合設計大走向工作面。18503工作面的順利貫通，可為今后類似工程貫通測量提供借鑒。

［1］ 于喜東．礦山測量工［M］．北京：煤炭工業出版社，2005：318-326．

［2］ 張國良．礦山測量學［M］．徐州：中國礦業大學出版社，2001：134-159．

［3］ 李天河．礦山測量［M］．北京：煤炭工業出版社，2004：138-218．

Research and Application on Holing through Survey Technology in Seven Kilometers Working Face

Ren Wei-feng

18503 working face is the longest working face since Xiegou coal mine was built．According to the engineering，through the use of GPS satellite positioning technology and gyro theodolite orientation technology，the measurement scheme is optimized．It ensures18503 working face holes smoothly and safely．The experience for similar projects about holing through survey in the future can be provided．

Holing through survey；GPS conjunction；Gyro orientation；Optimization

TD175

B

1672-0652（2013）09-0055-02

2013-06-03

任衛峰（1985—），男，山西鄉寧人，2006年畢業于山西煤炭職業技術學院，工程師，主要從事礦山測量工作（E-mail）419996394＠qq．com