分析煤礦大埋深巷道測量技術

李玉川

摘要：針對礦井大埋深巷道測量，結合礦井實際情況，在明確測量誤差主要影響因素的基礎上，提出了可行的測量技術及其改進方法，以此為施工提供可靠指導，確保測量準確性奠定堅實基礎。

關鍵詞：煤礦；大埋深；巷道測量；技術

在礦井開采、生產過程中，測量是為生產提供重要指導和確保生產安全的關鍵舉措，在生產體系中占據重要位置。然而，由于受到諸多因素的影響，導致礦井測量，尤其是大埋深巷道測量容易出現誤差，導致巷道施工不準確，進而有發生安全事故的危險。因此，探討并應用有效的測量技術，或在原有測量技術基礎上進行改造，對確保巷道施工準確性與保證安全均有重要意義。

1礦井概況

某礦井全長約10.7km，寬度為2.2-5.1km不等，設計生產能力為0.6Mt/a，設計年限為38.7a，其埋深較大，是典型的大埋深礦井。根據礦井綜合勘察報告可知，其地質條件較為復雜，存在多層斷層。數據表明，開展導線測量過程中，檢查角無法滿足規程提出的要求，使測量工作的難度加大。對此進行深入分析，得出以下影響因素：巷道實際壓力、控制點的分布與設置、數據校核與對中精度。在這些因素中，巷道實際壓力是造成控制點移位關鍵因素，因此將其作為后續研究主要對象。

2測量誤差的影響因素及測量技術

2.1測量誤差影響因素

在大埋深巷道的日常測量工作中，即便出現了微小的測量問題，也會對礦井生產安全構成威脅，甚至引發安全事故。而在測量過程中無法避免一系列因素的影響，怎樣克服這些因素的影響，確保測量結果的準確度，是測量人員關注的焦點問題。對此，根據礦井的實際情況，提出以下測量改進措施[1]。

2.2測量技術

對井下控制測量而言，其主要目的在于構建統一的井下測控系統，為后續平面布置工作提供可靠的數據依據，包括巷道布置、回采工作面布置以及硐室布置。由于受到巷道條件的影響與約束，系統只能以導線形式布設于巷道的頂板。根據現行測量規范的要求，需按照高級控制低級的基本原則進行整體布設。

（1）控制網優化

如前所述，本礦井是典型的大埋深礦井，礦井中的巷道直接受地壓的作用與影響，尤其是巖石巷道，其應力相對較大，容易發生變形，且已有變形還表現出進一步增大的趨勢。經調查可知，施工過程中部分控制點發生移位，為確保巷道方向準確無誤，首先需要對重要位置進行加固，然后在相對位置的區域上，借助全站儀陀螺定向技術，通過對陀螺邊的加測，將其作為井下巷道的量測系統，使巷道的實際方位可以準確無誤的傳遞至導線，以此從本質上提高測量精準度，消除誤差[2]。

（2）提高測量精度

井下巷道的導線測量需要嚴格按照線性技術規程進行，每一項測量在完成之后都要進行檢查，檢查合格后還要確認其精度是否滿足實際要求。

①布置導線點：本礦井的地面標高為+38.5m，用于運輸的井下巷道水平標高為-702m。在巷道掘進過程中發現，由于巷道自身受到地應力嚴重影響，已經出現變形，原測點必定出現移位，部分測點甚至直接脫落，測量難度大幅增加，而地應力還是導致測量失準的重要源基因。為確保導線點自身可靠性與穩定性，施工的初級階段采用了控制方法對巷道中線進行了延設，并在施工進尺達到150-200m后，為確保控制點可以有效保存，便于日后使用，在對巷道進行壓力釋放與注漿加固之后，按七級精度標準對控制點實施實測，以此提高導線點實際穩定性。

②提高對中精度

工作條件是影響井下測量的主要因素，雖有很多因素都會影響測量精度，但風流會對對中精度造成直接影響，為有效降低對中誤差，首先應做好擋風。在使用傳統做法無法發揮理想擋風效果后，決定將廢棄的風筒布制成2.5m×0.5m風障，其左右兩側采用測量桿進行支撐，經長達三年的實測驗證，其擋風效果良好，不僅能提升對中精度，還能使測量結果更加準確、真實。

③四架法聯測

本礦井工作面由于受到圍巖應力作用，在對工作面實施掘進時，部分測量點出現明顯移位，并且在日常測量過程中發現檢查角都沒有超限。對此，借助四架法進行導線聯測，測量結果顯示巷道方位角產生約為1.5′的閉合差，與偏差相距約150mm，在聯測的基礎上對巷道施工準確性進行了有效校正。

煤層二采區有一東西走向順槽，將地應力測量成果作為依據，順槽和最大主應力形成了越65.4°的夾角，量值相對較大。因地應力量值偏小，在確保支護方法及參數均合理的條件下，其不會對順槽支護造成太大影響，支護的重點主要落在構造帶和軟巖層上。

運輸、軌道及回風大巷的走向均為南北向，并且其長度縱向貫穿整個采區，將地應力實測結果作為依據，大巷和最大主應力之間形成了25°-77°的夾角，其中南側夾角大于北側，所以與北段相比，南段在掘進過程中會受到更大的主應力影響，考慮到該采區地應力并不大，影響系數相對較低，所以必須做好軟弱帶處理，以免其對施工帶來影響[3]。

④測量校核

測量校核由儀器校核與數據校核兩部分組成。其中，儀器校核是指在測量過程中對儀器進行檢查，根據規范要求實行日檢、周檢與年檢。日檢：主要檢查儀器外觀和精度；周檢：對儀器進行周期性檢查，同時建立臺賬；年檢：嚴格按照現行規范，將儀器送交至當地專業鑒定機構實施全面校正，同時出具鑒定合格證。數據校核還可細分為外業對算與內業對算，井下測放完成后，對水平角距離及傾角進行驗算，經驗算確認無誤之后對下一站進行測量。在內業計算過程中，應由至少兩人實施計算，在確認結果完全一致之后即可將其填入圖紙當中。

3結束語

在大埋深礦井中，因巷道壓力的影響導致控制點發生移位，將使礦井生產面臨嚴重損失和安全隱患。對此，需采取相應的技術措施，盡可能降低測量誤差，實現巷道精確測量，確保巷道施工準確性，充分發揮測量所具有的指導作用。

參考文獻：

[1]張坤.煤礦大埋深巷道測量技術研究與應用[J].內蒙古煤炭經濟，2015（01）：137，144.

[2]王炯，郭志飚，馬成榮，郝育喜，朱國龍.深部回采巷道錨網索耦合支護技術研究[J].煤炭科學技術，2015（05）：25-26.

[3]呂文廣，張琳.煤礦井下巷道貫通測量精度分析及技術方法研究[J].工業設計，2016（03）：149-150.