煤礦井下巷道貫通測量精度分析及技術方法研究

呂文廣 張琳

山東省朝陽礦業有限公司，山東棗莊，277500

煤礦井下巷道貫通測量精度分析及技術方法研究

呂文廣 張琳

山東省朝陽礦業有限公司，山東棗莊，277500

在對煤礦井下巷道的建設過程當中，需要注重對于測量貫通技術的應用，測量貫通技術在煤礦井下巷道建設當中的應用，能夠有效的維護井下巷道的安全性。貫通測量技術有著較高的準確度，因此，在實際的施工過程當中，可以根據井下巷道的實際情況，對測量方法進行規劃，以此來保證施工的質量以及進度。本文從實際出發，通過對貫通測量技術的研究，分析其在煤礦井下巷道當中的應用。

貫通工程；井下巷道；精度分析；技術研究

在礦山測量過程當中，貫通測量，尤其是大型巷道的貫通測量可以說是非常重要的一個組成部分。一般來講，貫通工程的好壞，關系到整個礦井的建設、效益等。為了加快礦井的建設速度、保證正常的生產接替，一般多采用井口掘進的方法，這樣往往會出現2井間的距離巷道貫通測量，為了保證貫通的精度，本文通過沒集團+870m水平大巷貫通工程的測量資料進行研究，提出了相應的提高貫通測量精度的措施。

在煤礦井下作業當中，巷道貫通是一種比較常見的施工方法，為了保證貫通的質量，應在井下作業的過程當中落實貫通測量技術，為實際的施工提供質量保障。巷道貫通中的測量方法，能夠解決施工中的很多問題，符合井下作業的標準。

1 煤礦井下巷道貫通測量技術方法的要求

巷道建設的質量，是與巷道貫通測量技術有著密切的聯系的，一般來將，要規范巷道貫通的測量過程，應做到測量精度符合要求；按照實際精度，嚴禁分配技術；明確配合新技術，控制準確度；降低認為誤差；測量完成后進行抽查工作。

2 煤礦井下巷道貫通測量當中常用的技術方法

在煤礦井下巷道貫通當中，我們利用精度的要求來控制誤差，維護貫通測量的準確度。

2.1.巷道貫通的測量勘察

在巷道貫通測量當中，測量勘察可以說是重要的前提條件之一，明確勘察的內容之后才能進行實際的測量。在巷道貫通中，高程是測量勘察的重點內容，由于巷道高程測量條件交叉，因此在一般情況下，對于高程的測量位置可以選擇為頂板處。

2.2 陀螺定向技術

在巷道貫通過程當中，陀螺定向技術有一定的精度優勢，此外，陀螺定向技術不會收到深度的干擾。在一般情況下，這種技術比較使用與導向廠的環境當中，能夠有效的規避測量誤差。

2.2.1 深井定向測量

在深度大的礦井當中，傳統的測量技術容易收到多放慢因素的影響，因此就需要選擇陀螺定向技術。陀螺定向技術能夠隨著深度的增加，穩定的獲得結果，能夠有效的維護安全性，為測量提供可靠的條件。

2.2.2 控制井下平面

在對巷道進行挖掘的時候，要求井下平面較為穩固，采用陀螺定向技術，應先控制井下平面，隨后通過導線只是掘進的長度。在最初挖掘的時候，可以采用但指導線進行測量，在后期發現誤差的時候則需要選用陀螺定向技術，滿足井下平面的要求。

2.2.3 井筒安裝

在進行實際的巷道作業過程當中，利用陀螺定向技術當中的陀螺儀，能夠有效的輔助井筒的安裝，陀螺儀能夠測出井下基點的情況。根據測量得到的環境，安排井筒的安裝，確保位置的合理。

2.2.4 巷道的驗收檢查

陀螺儀還能夠在巷道驗收過程當中得到良好的應用。有一些巷道并不具備高精度的設計，存在一定的欠缺，影響了貫通的實施，但是陀螺定向技術則能夠確定巷道的方位角，調整想到位置，符合作業要求。

2.3 中腰線一體測量

在實際的巷道施工過程當中，往往會有很多安全問題，而在傾斜的巷道當中，又常常出現一些干擾問題。因為傾斜巷道的特殊坡度與普通的巷道并不一樣，這就需要采用中腰線一體的測量方法，這種芳芳能夠輔助巷道貫通測量出井筒的基本文職。在測量過程當中，需要加強安全控制，在護頂質量合格后，安排中腰線的測量，這能夠提高測量的科學性。

3 煤礦井下巷道貫通測量中的新技術方法

在貫通測量的發展過程當中，新技術的引用能夠有效的提高測量的水平，一般來講，現在使用到貫通測量當中的新技術有以下幾種：

3.1 全站儀的使用

全站儀有著比較強的測量功能，同時，全站儀還有三維測量的優勢，因此在貫通測量的過程當中，全站儀往往能夠起到比較優秀的作用。就目前來講，在井下巷道的測量過程當中，使用全站已能夠有效的找到誤差原因，區分誤差原因的屬性，消除潛在誤差，同時，全站儀還能夠將數據傳送到計算機內。

3.2 全球定位系統

在巷道貫通過程當中，全球定位系統能夠有效的構建控制網，并對貫通過程進行實時檢測，一旦出現風險，全球定位系統能夠最檢測到風險情況。利用電磁波一起，簡化全球定位系統的應用難度，能夠有效的維護貫通測量的安全性。

3.3 三維激光應用

在貫通測量當中，三維激光有著融合等特點，三維激光技術是在多種新設備的基礎上應運而生，其最基本的優勢就是比其他的測量技術測量范圍更廣，有利于空間上的精度控制，將三維激光應用作為測量的一部分，能夠構成綜合測量系統，細化測量貫通。

4 貫通工程概況

為了保證正常的生產接替，并提高礦井的生產能力，本文當中研究的煤礦在井下縱向一翼開拓了兩瓶，并分中部以及背部進行開拓，整個工程以高質量順利貫通，總進尺9370m，共設小三角網1個，鏡下一級水準7320M，就貫通來講，是一項特大貫通工程。

5 貫通精度分析

5.1 副立井至北二斜井的貫通精度分析

在誤差預計過程當中，通過集中測量法難的比較，并結合實際的施工情況，制定了立井用鋼絲定向投點并傳遞高程，對斜井采用導線控制的測量方案。此外，在對井下的導線邊長進行設計的時候，需要考慮到實際的需要，應在每個500M左右設置80-100M的短邊，陀螺邊也需要設置在距離貫通點大概三分之一的地方。通過這樣的處理方法，貫通后的實際誤差為115MM，高程誤差為113MM。

5.2 北二斜井至北三斜井間的貫通精度分析

在北二斜井到北三斜井間的誤差預計當中，由于在這一段貫通是2斜井間貫通，因此選取了通過2斜井的導線控制方案，由高程導入標高，在本方案當中，水平向以及高程的預計誤差非別為296MM以及188MM，而在實際的貫通工程完成之后，實際的水平以及高程誤差分別為14MM以及12MM，各段的閉合情況如下表所示。

表1 貫通后各段實測中腰線偏差以及導線、高程閉合差

5.3 貫通后對各項誤差的分析

對本文當中的礦井進行貫通是一個比較典型的貫通工程，其內容不僅包含低矮面的鏈接測量，還包含井下測距導線、陀螺定向等。

由于在該段貫通當中，實測的中線誤差為115MM，因此地面導線對貫通的誤差為14MM，而井下導線測量誤差對貫通誤差的影響則為58MM，在本文當中，該段井下導線基本選擇為直伸形導線，此外，其測距邊有著很高的精度，因此可以認為，井下導線的誤差都是來自測角誤差的影響，也就是說，測角誤差對貫通誤差的影響實際為58MM。在測角誤差當中，一般分為測角方法誤差以及對中誤差兩種，我們通過貫通后實際中線的誤差對各項誤差的分析，發現，發現在井下的倒下測量過程當中，各項誤差的數值與實際的觀測是相符的。

6 提高貫通精度的技術措施

6.1 建立地面專用控制網

在本文提到的實例當中，沿用的資料為1971年的測量結果，如今，隨著地下才沒的范圍不斷擴大，有些三角點已經在采空區上不，這就會產生可靠性不足的情況，在實際的工程過程當中，為了保證質量，我們重新布設了控制系統，凈瓶插后該往的誤差為20”，最弱點誤差為21mm。此外，我們在中部測設了一條測距閉合導線。通過測量工作，確保了地面控制網的精度，在對誤差進行預計的過程的當中，控制往誤差取多年測量的誤差均值3.4”，由此預計地面誤差為65mm，而從其余三項誤差當中，我們分析得出，實際的地面誤差只有14mm，這證明，提高地面控制精度，能夠有效的提高貫通的精度。

6.2 提高井下導線測量精度

在整個工程當中，有著很大的導線測量工作，在提高精度的過程當中，需要從一下四個方面進行注意：嚴格按照相關規程以及技術要求進行施工；采用三腳架法觀測，提高測角精度；要求對中誤差不超過1mm，；合理利用測距儀的有點，減少側站數。但是，由于需要考慮到標定中腰線的方便，就需要在測設500m之后測設80-100m的短邊。

在實際的誤差預計過程當中，有關參數應該按照相關要求，例如對中誤差不得超過1.5mm等，由三響誤差的對比分析我們發現，實際的誤差影響為58mm，這個豎直與實際的觀測豎直要求一直，這說明，在實際的測量過程當中，我們所采用的措施，起到了提高精度的作用。

7 井下導線邊兩項投影改正誤差影響分析

對于兩井間的貫通工程，需要根據礦區所處的位置、控制網的情況等實際需求，考慮加入井下導線邊長化。因為地面近井控制網的邊長通常歸化到搞死投影面當中，而投影后的邊長往往會出現變形的情況，這就會使得井上與井下的長度并不一致，導致出現較大的偏差。

結束語：建立地面專用的控制往，能夠有效的提高貫通的精確程度，一方面能夠良好的消除一律，另一方面，還可以有效的提高地面的定位進度，在這個過程當中，選用加測陀螺定向邊就是一種很有效的方法，如果在貫通的過程當中，陀螺與導線的方位并沒有較大的互差，那么并不需要進行平差處理，而之是單純的進行導線精度的檢核就可以。在實際的貫通過程當中，采用三腳架法進行觀測，可以減少誤差的影響，從而提升測角的精確程度。在貫通完成之后，我們對貫通測量過程當中的鏈接誤差、井下導線誤差等進行分析，發現各項誤差對總誤差的影響比例為1:3:4。

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呂文廣/1987年生/男/山東禹城人/本科/助理工程師/研究方向為礦山測量