趙家寨煤礦超長工作面貫通誤差預計

張燎原 于 楷

（河南省新鄭煤電有限責任公司，河南 新鄭 451184）

1 工程概況及貫通允許偏差

11204工作面位于11采區西翼中部，東鄰11206工作面采空區，南到11 采區上山和工業廣場保護煤柱，西鄰待掘的11202 工作面，北鄰14 采區回風上山保護煤柱。開采二1煤層，煤層厚度0.7～9.2m，傾角3.0°～9.0°。該工作面設計總工程量為4 623m。上付巷設計工程量2 119m，下付巷設計工程量1 829m，切巷長269m。上、下付巷采用16m2斷面36U 型鋼+塑料網+椽子聯合支護，切巷為梯形斷面，采用12#礦用工字鋼對棚支護，巷道掘進方式為綜掘［1］。

預計下付巷與上付巷在上切眼附近貫通。貫通類型為沿導向層相向貫通，上、下付巷貫通導線總長5 920m，屬大型相向貫通，要求貫通在水平方向最大偏差±0.4m，豎直方向最大偏差±0.3m［2］。

2 貫通測量方案的選擇

2.1 測量方案

平面控制以-325 大巷的“W1”和“W2”兩個7″ 級導線點開始，分別從西翼軌道大巷和11 軌道上山經11204工作面下車場及11206工作面下車場敷設7″ 級導線延測至11204 工作面上、下付巷，并隨著掘進工作面向前每500m 延長一次。按照《煤礦測量規程》規定，巷道每隔1.5km～2.0km左右，應加測陀螺定向邊（擬在上25～上26、中18～中19 及下20～下21 處設置陀螺定向邊）。高程控制隨著導線采用三角高程測量（由于沿二1 煤層底板貫通，高程精度可適當放寬），控制測量獨立進行兩次，兩次資料要平差計算；施工測量以控制測量布設的導線點為基礎，采用15″ 級導線施測，每100m至少延長一次，每次放設不少于6個中線點，中線點間距不小于3m［3］。控制測量和施工測量交叉進行，直至巷道貫通，具體見貫通測量設計平面圖。

圖1 貫通測量設計平面圖

2.2 起始邊測量資料及擬設導線統計

本次貫通測量的起始邊為“W1”-“W2”，此兩點為-325 大巷布設永久性控制點，測點保存完好，埋設穩固，導線邊長統計見表1。

表1 導線長度統計表

2.3 測量方法及限差要求

控制測量使用賓得R-422NM防爆全站儀，測距標稱精度mD=±（2+2ppm×D）mm，施工測量使用蔡司020B光學經緯儀，控制測量及施工測量均采用測回法施測。

控制測量和施工測量在延長導線前，必須對上次所測量的最后一個水平角進行檢查，控制測量兩次觀測水平角差值不得大于20″ ，施工測量兩次觀測水平角差值不得大于40″。控制測量獨立進行兩次，兩次方位閉合差不得大于分別為兩次觀測的總站數），然后平差處理，平差結果作為施工測量和下次控制測量延伸的起始資料。

陀螺定向的誤差：擬采用索佳陀螺全站儀進行定向，其定向精度為±15″ ，分別獨立進行兩次定向，定向精度為±10″ 。

2.4 貫通測量的保障措施

為了保證測量的成果達到預計要求，在測量時應采用一定的措施保障測量精度。

①為了保證測角和測距的精度，測量使用的儀器設備必須經過檢校。

②為了提高7″級控制測量導線的精度和減小對中誤差，必須采用全站儀四架法進行測量。

③為了防止巷道風大段對測角的影響，在測角時，應采取有效的擋風措施或采用點下對中器進行對中。

④為了避免人為誤差的影響，控制測量兩次測量要更換觀測人員。在布設導線時，應盡量減少使用短邊。

⑤煤巷點位易移動,測量前應注意檢查點位是否發生變化，選點位時,應把點選在無空幫空頂、卡攬緊固的U型鋼上。

⑥在傾角大于15°或視線一邊水平而另一邊傾角大于15°的巷道中，控制測量所觀測的方向加豎軸傾斜改正。

3 測量方案誤差預計

3.1 誤差預計所需基本參數的確定

井下導線測角誤差：根據《煤礦測量規程》規定，井下導線采用7″ 級導線進行測量，取mβ=±7″ ；井下導線量邊誤差：根據賓得全站儀的測距標稱精度mD=±（2+2×10-6D），求得平均邊長D≈0.08km 的mD=±0.002m；井下三角高程測量誤差：根據《煤礦測量規程》規定，每千米三角高程的高差中誤差容許限差為±100mm，所以每千米三角高程的高差中誤差

3.2 未加設陀螺定向邊時誤差預計

貫通相遇點K在水平重要方向x′上的誤差預計a測角誤差引起的（角度獨立測量兩次）誤差計算見表2

表2 ∑R2y,值計算表

表3 ∑cos2a,值計算表

cK點在x′方向上的預計中誤差

d貫通在水平方向上的預計誤差

貫通相遇點K在高程上的誤差預計

a三角高程測量引起的K點高程誤差（高程測量獨立施測兩次）

b貫通在高程上的預計誤差

預計結果分析：從以上誤差預計結果可知，按該方案進行本次貫通測量在水平重要方向的預計誤差為0.572m，超出了貫通水平方向的要求0.4m，說明所設計的測量方案不能夠滿足貫通精度要求。

3.3 加設陀螺定向邊時誤差預計

貫通相遇點K在水平重要方向x′上的誤差預計a定向誤差引起（定向分別獨立進行兩次）的誤差:

b測角誤差引起的（角度獨立測量兩次）誤差

c量邊誤差引起的（邊長獨立測量兩次）誤差

dK點在x′ 方向上的預計中誤差

e貫通在水平方向上的預計誤差

貫通相遇點K在高程上的誤差預計

a三角高程測量引起的K點高程誤差（高程測量獨立施測兩次）

b貫通在高程上的預計誤差

預計結果分析：從以上誤差預計結果可知，按該方案進行本次貫通測量在水平重要方向和高程上均未超過允許的貫通偏差值，說明所設計的測量方案不能夠滿足貫通精度要求。

4 總結

從以上論述可知：按加設陀螺定向邊的方案進行本次貫通測量在水平重要方向和高程上均未超過允許的貫通偏差值，說明所設計的測量方案和測量方法能夠滿足貫通精度要求。另外因地質條件變化，可能導致掘進計劃的調整，繼而改變貫通巷道及貫通位置，故應依據實際情況及時調整測量方案，合理布設陀螺定向邊，保證本次貫通達到要求。

［1］張國良.礦山測量學［M］.徐州：中國礦業大學出版社，2001.

［2］沈季良，催云龍.建井工程手冊［Z］.北京：煤炭工業出版社，1986.

［3］鄭文華.地下工程測量［M］.北京：煤炭工業出版社，2007.

［4］張立志.貫通測量方案的選擇與誤差預計［J］.煤炭技術，2008（07）：140-141.