礦井運輸大巷貫通測量實踐應用研究

蘆鎮宇

（大同煤礦集團同發東周窯煤業股份有限公司，山西 大同 037000 ）

在煤礦開采過程中，各種測量工作都是直接為采礦工程服務的。因此，測量的精度標準，不僅要滿足采礦工程的要求，同時還需考慮礦井現有測量儀器設備和技術水平等條件，并制定相應的測量方案。為保證煤礦井下運輸巷道貫通成功，需要采取相應的措施提高貫通測量的精度，從而保障煤礦安全。同發東周窯煤礦二水平運輸巷道在開拓時，采用相向掘進加快整個工程進度。本文對同發東周窯煤礦二水平運輸巷貫通測量工程進行了方案設計，并進行了誤差預估和精度分析，為確保運輸巷道順利貫通提供了技術支撐。

1 同發東周窯煤礦二水平運輸大巷貫通測量工程

同發東周窯煤礦已開采多年，一水平的開采工作已接近完成。現主要是對二水平煤炭資源進行開采。當前二水平運輸大巷設計長度2033.23m，設計方位270°，坡度+3‰。設計方案是從兩條暗斜井掘進到二水平運輸大巷，然后相向進行挖掘，保障礦井正常交替。二水平運輸大巷主要是用來滿足行人和通風及運輸，巷道斷面設計的凈寬高為4500mm× 3500mm，凈斷面積（S凈）13.57m2，直墻半圓拱型巷道，錨網噴、鋼筋梯、錨索聯合支護。由相關標準可知，在巷道貫通中，若采用橫向誤差和縱向誤差等影響，則橫向誤差（即兩中線間的允許偏差）為基本滿足一般巷道貫通工程的要求。

2 二水平運輸大巷貫通測量工程測量方案設計

根據同發東周窯煤礦二水平運輸巷道的實際情況，對其進行了測量方案的設計，具體內容如下。先對煤礦一水平設置相應三個測點做為起始點，分別為Ll、L2、L3，βLl-L2-L3角作為檢查角，對二水平回風帶暗斜井、軌道暗斜井依據設計參數，按7″級導線進行聯系測量，巷道貫通后導線自成閉合進行聯測，具體見圖1所示。

圖1 二水平運輸大巷貫通測量路線圖

平面控制采用一級光電測距導線，共計53個站。采用南方測繪ET-02/05電子經緯儀進行測角，兩個測回施測，采用YHJ-200J礦用本安型激光測距儀，每邊往、返觀測各4個測回，一測回讀數較差不大于10mm，單程測回間較差不大于15mm；往返觀測同一邊長時，換算為水平距離后的互差不得大于1/6000。高程控制采用三角高程測量，由于采用全站儀進行觀測，只丈量測站、前視規標高，丈量次數2次，結果互差不大于3mm。

對于控制導線的測量與延長，按《煤礦測量規程》規定，選擇兩級導線的級別。對同發東周窯煤礦的情況來講，因井下一翼長度±5km，所以其基本控制導線選擇±7秒級；因采區一翼長度±1km，其采區控制導線選擇±l秒級，據此，結合同發東周窯煤礦測量的特點，以及慮到生產需要和可能性兩個方面的因紊，則該貫通測量工程生產限差的合理精度為：（1）基本控制導線點的點位中誤差，相對于近井點，不得超過±0.25m，即基本控導線點位允許誤差為±0.5m；（2）采區控制導線點的點位中誤差，相對于近井點，不得超過±0.25m，即采區制導線點位允許誤差為±1m；（3）并下巷道任意點的點位中誤差不應超過圖上±0.4mm，即任意點的點位許誤差為圖上0.8mm。

3 貫通工程測量誤差預計分析

對貫通工程測量的誤差預計分析是為了確定選擇的貫通測量方案是否可行，進一步確保相向掘進工作的安全性。

3.1 水平方向上的誤差預計分析

由計算公式可得：

式中：

mxβ1-貫通點在x方向上的預計誤差；

mβ-導線測角中誤差，為±0.7″；

ρ-常數，為206265″。

式中：

mxL1-量邊誤差引起的貫通點K1在水平方向上的預計誤差；

L-導線邊長，m；

a-量邊偶然誤差系數，為0.0006；

α-井下導線各邊與假定的x'夾角；

Lcosα用圖解法在圖上量出，Σ（Lcosα）2=728m2，然后求和。以上兩項誤差引起的貫通相遇點在水平重要方向上的誤差：

導線獨立測量兩次，則平均值中誤差為：

貫通相遇點在水平方向上的誤差預計：

3.2 豎直方向上的誤差預計分析

式中：

L-導線長度，為3.5km。

求其平均值中誤差：

貫通相遇點在豎直方向上的誤差預計：

從以上的貫通誤差預計來看，貫通相遇點在水平方向上和豎直方向上的貫通誤差預計小于允許偏差，說明可以采用此設計方案進行測量工作。

4 提高二水平運輸大巷貫通測量精度的對策

對于同發東周窯煤礦二水平運輸大巷貫通測量工程，盡管測量方案設計合理，但是具體的測量工作仍然有很多困難。煤礦井下巷道拐彎較多，不利于布設長邊導線。巷道內多處受風力大，坡度的大小也不一致。為保障貫通測量工作的精度，減少人為主觀誤差，在測量施工時采取了以下的防范對策。

（1）做好導線點的選擇。選擇巷道頂板穩固通視良好的區域，不受礦車影響，方便觀測儀器的安裝。（2）保障相鄰導線點之間通視良好，相鄰導線間距盡量大而均勻。巷道分岔、拐彎、變坡點要進行相應的邊長調整。（3）在風大的區域加設擋風布保障測量工作的進行。（4）同一導線需要不同人員在不同時段進行獨立觀察。（5）根據相應的測量數據及時對相向掘進的方向坡度進行調整。

5 貫通實測資料的精度分析及貫通后實際偏差

對于同發東周窯煤礦二水平運輸大巷貫通測量工程，因其重要性所以進行了獨立的兩次測量工作。整個測量工作積累了相當多的原始資料和數據，現對本次的貫通測量成果的精度進行分析研究。導線獨立施測了兩次，導線全長6650m，共計53個站，平均邊長125.5m。導線進行了兩次獨立的測量，其測量成果如表1所示。

表1 導線兩次獨立測量成果圖

貫通后對貫通相遇位置兩側進行了導線閉合測量，從新副井導線邊L1-L3聯測至最終邊A38-A39和最終點A39，其坐標方位角閉合差為±17.5″，坐標閉合差fx= +540mm，fy=-300mm，f=+310mm，高程方向上偏差為31mm，導線相對閉合差為1/10900。在現場通過將運輸巷道兩端中線及腰線延長至貫通點，實測貫通偏差為：水平重要方向△x=112mm，高程△h= 112mm。以上實測的貫通偏差，均小于規定的允許偏差。相對于從前面分析中已知，貫通點在水平方向上的理論誤差預計分析得mxk頂=±148mm，在豎直方向上的理論誤差預計為mhk1頂=±132mm。相比理論預計誤差來言，實際測量的誤差偏差盡管數值偏高，但是都處于規定的允許偏差范圍之內。這說明該設計方案可行，對同發東周窯煤礦二水平運輸巷道的測量是成功的。

6 結語

本文以同發東周窯煤礦二水平運輸大巷貫通測量工程為研究對象，對其測量方案進行了設計，并對貫通測量進行了誤差預計和精度分析；提出了貫通測量施工中應注意的問題。經過對貫通實測資料的精度分析及貫通后實際偏差的分析，本次貫通測量結果是成功的，測量精度能滿足工程的要求。此次運輸大巷貫通測量工作的成功進行為同類型的運輸大巷的貫通測量提供了參考。