山西呂梁煤業副斜井與新建回風立井貫通測量分析

韓志強

（山西省煤炭工業廳煤炭資源地質局，山西 太原 030045）

1 引言

大型巷道貫通測量是礦山測量工作的一項重要工作，貫通工程質量的好壞直接關系到整個礦井的建設、生產和經濟效益。為了加快礦井的建設速度、縮短建井周期、保證正常的生產接替和提高礦井產量，經常采用多口或多頭掘進，這樣就需要兩井間或井田的長距離巷道貫通測量，所以兩井間貫通測量成為礦井生產中必不可少的一項工作[1]。

山西呂梁煤業有限公司為滿足生產建設的需要，合理開發利用礦產資源，規范礦產企業開發建設，需對副斜井與新建回風立井貫通測量。

2 山西呂梁煤業需貫通巷道條件

山西呂梁煤業有限公司位于山西呂梁山中段之西麓，地形地貌屬黃土高原低山丘陵區，由黃土脊、峁（東西向、北東～南西向）和大型沖溝相間組成。大型山脊、梁峁延展方向多為北東向和東西向，脊峁部多為黃土和紅土覆蓋，地勢較為平坦，坡麓間有基巖出露，大多地勢陡峻，溝谷均為東西向或南東—北西向，谷底多有沖積物堆積。本區為地表水系的分水嶺，溯源侵蝕劇烈，大型沖溝兩側發育“豐”狀小型沖溝，各大小沖溝均具侵蝕面，呈“U”型或“V”型，溝谷底部多有基巖出露。井田面積6.9764km2，生產規模1000000t/a，設計井田范圍內保有儲量6978萬t，設計可采儲量為2938.34萬t。需貫通巷道位于副斜井與新建回風立井之間，巷道總長預計1.5km。

3 副斜井與新建回風立井貫通方案

根據《礦山測量規范》規定，以及現階段礦山測量技術水平，采用鋼絲投點、長鋼尺投入標高及陀螺定向技術進行聯系測量[2]，主要工作內容如下所述。

3.1 地面GPS控制網測量（地面已有近井點檢測）

兩井間巷道貫通必須在地面建立高可靠性與高精度的GPS控制網，范圍為副斜井與新建回風立井間，共布設四個GPS點。

3.2 地面高程控制測量

由于副斜井與新建回風立井相距1.5km，本次高程控制采用GPS高程并用三角高程作為檢核。

3.3 井下貫通主導線初測與復測

（1）副斜井與新建回風立井間巷道貫通井下主導線初測與復測：副斜井與新建回風立井間巷道貫通井下主導線單程長1.5km(不含近井點至井口段)，復測長3km。

（2）井下貫通主導線測量等級：井下貫通主導線測量等級為7”，形式為復測支線型光電測距三角高程導線進行測量。

（3）井下日常中腰線及導線點的延伸測量等級為7”。

井下導線路線由副斜井進入，沿貫通線路至新建回風立井，按照礦方的掘進進度，每100～150m，延伸導線點。貫通相遇點位于副斜井進入向北443m處。單程長1.5km（單線、單巷長度，不含近井點至井口段）的小型貫通測量工程。

導線點根據井下環境布設，盡量利用舊點，新設點視情況設置為臨時點或永久點。全部點位用清晰標志標示，統一編號。永久點標志見1圖。點位標志為銅質圓柱型棒體，直徑12mm，穿線孔直徑1mm。

圖1 導線點標志圖

3.4 陀螺定向測量

陀螺定向作業的目的旨在控制井下導線方位誤差的累積，確保貫通工程達到合理精度。由于本次測量屬小型貫通，但存在一井陀螺定向，故本次在立井井底加測陀螺邊一條[3]。

4 測試儀器

（1）全站儀。由瑞士產徠卡TS06（防爆）)煤安/防爆全站儀用于一級光電導線、井下7"級光電導線測量作業。測試精度為測角一測回方向中誤差±2"，測距2mm+2×10-6·D。

（2）GPS接收機。由中國南方測繪儀器公司產南方靈銳S86型雙頻、雙系統靜態多通道接收機用于地面GPS E級網作業。測試精度：平面3mm+1×10-6·D；高程5mm+1×10-6·D。

（3）全站式陀螺儀。由日本索佳（SOKKIA）公司產全站式陀螺儀（套）用于陀螺定向作業。型號為GP2，陀螺方位角一次測定中誤差±15”。

5 測量方法精度指標

貫通誤差（through error）是指相向或同向掘進的坑道（或豎井）的施工中線在貫通面上因未準確接通而產生的偏差。針對本文所用儀器產生的誤差主要由GPS測試誤差、三角高程導線測試誤差這兩部分組成[4]。

5.1 GPS控制測量

表1 GPS控制測量表

5.2 三角高程導線

按照《煤礦測量規程》規定，單位長度的高差中誤差為：M=±50mm，則新建回風井長度為L=1500m，新建回風井測量誤差為井下導線精度與導線水平角觀測回數的要求如表2、表3和表4所示。井下貫通垂直角誤差大小如表5所示。

表2 井下導線測量作業精度要求

表3 貫通導線水平角觀測測回數要求

表4 水平角觀測誤差

表5 貫通井下導線測量垂直角測量誤差

5.3 加測堅強陀螺定向邊后，在水平重要方向x上的誤差預計

陀螺邊定向邊定誤差引起的K點貫通誤差MxKO的計算模型為：

式中：

mαi—各分段陀螺定向中的誤差；

y—各點在假定坐標系中的橫坐標。

K點在X方向的總誤差為：

貫通相遇點K在水平方向上的總誤差為：

6 結論

本文所描述的貫通測量由于測量線路長、地形復雜，貫通難度較大。通過建立近井點平面控制網確保貫通測量的精度，施測了1條陀螺定向，避免了導線測角誤差積累影響，保證了副斜井與新建回風立井的貫通精度。貫通誤差表明貫通方案均未超出容許偏差值，完全能滿足工程施工要求。