板集煤礦風井井筒聯系測量技術應用實踐

摘 要：為了確保板集煤礦能夠按照設計施工，決定對礦井風井井筒實施聯系測量和陀螺定向測量工程，得出了風井聯系測量坐標成果和陀螺定向成果，為指導礦井施工奠定了實測基礎。

關鍵詞：風井；聯系測量；陀螺定向；結果分析

板集煤礦總體開拓方案為采用立井、主要石門及分組大巷開拓方式。根據設計方案，礦井設計生產能力300萬噸/年，礦井工業場地內設主井、副井和回風井3個立井井筒。主井、副井和回風井3個井筒于2008年第三季度實現貫通。2009年4月18日，副井井筒發生突水淹井事故后經專家組多次論證，決定對3個井筒采取綜合防治，并在原井位恢復。目前主井改絞工程順利推進，回風井完成改絞工程進行井下巷道清理修復工作，副井井筒清理到井底，完成了井底車場馬頭門和破壞井壁的修復工作，現在實施井筒套壁工程。為了井上、下采用統一的平面坐標系統和高程系統，保證礦井能夠按照設計施工滿足礦井建設、生產需要，確定井下基本控制導線起算邊的坐標方位角、起算點坐標和起算點高程，需主、副、風三井進行井上下聯系測量與陀螺定向。

1 總體方案的確定

本次聯系測量工作的主要方案是：起算資料的復測，在進行三井聯系測量和陀螺定向之前將國家三等水準點陶集點復測至礦內水準基點BS4上、復測礦內平面控制網，必要時將GPS靜態點BF、XGL與外圍靜態點重新做GPS靜態。在坐標的引入上，采用鋼絲穩定投點的方法；在方向上，采用陀螺經緯儀定向的方法進行測定。高程導入是采用經過比長的千米鋼尺從地面已知點導入，導入高程的最終成果應加入鋼尺比長、溫度、自重、拉力等改正數。為了減少測量工作對礦井清淤施工的影響并考慮到現場的實際情況，本次測量任務將方向導入和坐標高程導入分開進行測定，主要工作流程如下：首先，在井下埋設好的定向邊控制點上進行陀螺經緯儀定向測量測定出定向邊的坐標方位角；然后，再根據現場情況擇時進行坐標、高程的導入工作。

2 方案的實施

聯系測量用的鋼絲、鋼尺在地面從風井罐籠中下放至井底，利用地面現有的測量成果成圖資料，井上、下同時觀測，將地面坐標、高程傳遞至井下，在井底大巷施測三個永久測點和一條陀螺定向邊，使井上、下形成一個完整、統一的坐標系統[1-2]。方案實施前應對地面現有的測量成果做必要的檢核。近井點點位中誤差不得超過±7cm，后視邊方位角中誤差不得超過±10\"；近井點至井口的連測導線邊數應不超過三個，高程基點不少于兩個；由近井點向井口定向連接點連測時，應設測角中誤差不超過±5\"閉合導線或復測支導線；連測導線點應埋設標石，并盡可能與礦區控制網連測，井口高程基點的測量，應按四等水準測量的精度要求測設。具體實施：

（1）地面近井點布設：地面近井點聯測利用板集煤礦地測科提供的控制點“行管樓”、“泵房”、“一號樓”（經檢查，相對精度良好），采用徠卡TC1202型全站儀，按5″級導線要求施測導線“泵房-行管樓-1-2-3”。

（2）陀螺定向：本工程陀螺定向采用中天法進行測量，以“行管樓-泵房”為起算邊使用瑞士GAK-1型15″級陀螺經緯儀施測風井井下“K1-FJ1”陀螺邊。井上、下應由同一觀測者進行觀測，由一個測回轉到下一個測回時，應停止陀螺轉動10-15min，方可再次起動觀測。陀螺經緯儀定向每測回連續觀測五個中天時間，計算三個“兩側擺動”的時間差。相鄰時間差的互差小于或等于0.4s，間隔時間差的互差小于或等于0.6s。同一陀螺定向邊兩測回陀螺方位角的互差不得超過40″，測前測后儀器常數互差不得超過40″，測前與測后零位值的互差不得超過0.2格。井上、下零位變化超過±0.3格時，應加入零位改正。

（3）坐標傳遞：坐標傳遞從罐籠預留洞下放φ1.2mm單根鋼絲，下掛75kg重鉈，并放入盛滿油的大桶中，以穩定鋼絲。待鋼絲穩定后，地面采用徠卡TC1202型全站儀測角、測距，井下采用GTS-332N型全站儀測角、測距。井上、下均兩測回獨立觀測。井下觀測平臺要放穩定重鉈的水桶，當重鉈掛好后，要檢查重鉈是否與桶壁、桶底及鋼絲與井壁、井筒設備之間有無接觸之處，當確認無接觸后，方可進行連接測量。井下角度觀測應首先進行擺動觀測，不少于5個測回，取其平均值作為角度觀測點，水平角觀測按7″導線要求獨立觀測兩測回，測回間互差不超過12″。第一次觀測完畢后，移動鋼絲（不小于20mm），重復以上工作，進行第二測回。在誤差允許范圍內，取其平均值做為最終實測結果。

（4）高程傳遞：按四等水準要求，利用風井井架水準點“風井西南”點作為井下高程起算點，“風井東南”作為高程檢核點。高程傳遞采用100m比長鋼尺鉚接成的1100m長鋼尺，下掛鋼尺比長時的拉力15kg重鉈，井上、下均采用DS3自動安平水準儀同時觀測，第一次兩測回，測回互差小于4mm，動鋼尺后再測兩測回。井上、下均記錄溫度，內業計算應加溫度、自重、比長等改正數。在誤差允許范圍內（規程要求不大于井深1/8000）取其平均值做為最終實測結果。

3 開采效果分析

K1-FJ2：85°56′34″

K1-K4：266°49′12″

FJ2-FJ1：82°02′18″

4 結束語

通過對板集煤礦風井井筒聯系測量技術的實施，得出了聯系測量坐標成果和陀螺定向成果，可有效的確保礦井能夠按照既定設計要求施工，也為以后礦井各項工程的實施奠定了實測基礎，社會和經濟效益顯著。

參考文獻

[1]劉戰偉.陀螺定向技術在孟津煤礦風井聯系測量中的應用[J].河南科技，2013（11）：38.

[2]王平.祁東煤礦風井聯系測量技術[J].煤炭技術，2004，23（2）：83-84.

作者簡介：王永瀚（1987，12-），男，安徽淮南人，助理工程師，主要從事煤礦地質測量管理工作。