復雜條件下兩井貫通測量技術研究與應用

毛招軍

（陜西省陜煤銅川礦業公司，陜西 銅川 727015）

貫通測量是礦山測量工作的重要內容，礦井順利貫通可以提高礦井建設速度，減少建設周期，為礦井生產交替和年產量的提高提供重要保障。就當前而言，大多數礦井都選擇多井口、多頭掘進的方式開展貫通測量工作，而兩井間長距離巷道貫通測量已經成為礦井生產的基礎內容。為了保證貫通測量效果，一般會使用數字化測量設備，通過新型測量儀器的應用，提供開采效率，而在復雜條件下，貫通測量就更加復雜，對測量人員的技術水平和職業素養有很高的要求。

1 礦井概況分析

玉華礦井田為我國自行設計開發的厚煤層綜采礦井，總面積為36 平方千米，煤田地表地形復雜，溝壑縱橫，森林茂密，煤層賦存較少，主采侏羅紀4-2 煤。煤田自然劃分四個盤區，一盤區已經采完，現采二盤區。為了解決將來三、四盤區長距離通風阻力大和盤區接續問題，需在井田西部新建回風立井通過聯巷與現生產礦井南翼軌道巷實行兩井貫通形成系統。三、四盤區回風立井距煤層垂直標高690 米，立井及井下馬頭門、聯巷已形成。南翼巷道開口與+892 軌道巷處。以地面聯測的方式，布設井下導線至貫通巷道兩頭的貫通測量，兩井口地面相距12.5Km，下導線距離為6100m。

在實際工作中，按照《煤礦測量規程》中的相關內容要求和貫通精度要求，需開展地面GPS 控制測量、井上、下聯系測量和陀螺定向測量并進行貫通誤差預計設計，確定測量方案，有效指導測量工作，達到貫通要求。布設井下控制導線，每隔2km 測量陀螺定向邊，為了實現兩井間的貫通，要保證測量數據的準確性和統一性，以同一坐標系統為主，開展井上地面控制測量，并將井筒處于控制網中，保證井下、井上均為同一坐標系統，通過井下導線測量將井下起始方位、坐標延伸至相向掘進兩個方向。

2 復雜條件下兩井貫通測量技術的應用

2.1 確定可允許偏差值

貫通巷道結合處偏差主要包括水平內巷道中線方向長度偏差、垂直于巷道中線左右偏差△x、豎直面巷道垂直腰線上下偏差△h，長度偏差會影響貫通距離，不會影響巷道質量，而△x 和△h 會對巷道質量產生影響，即為貫通重要方向偏差。為了確定可允許偏差值，要按照工程實際情況，根據巷道測量和施工的精度進行計算，兩井之間巷道，在貫通面上的可允許偏差水平方向為0.5m，高程方向為0.2m。，通過多部門協商，貫通水平方向x’的可允許偏差為±0.3m，而高程方向可允許偏差為±0.3m

2.2 地面控制測量

玉華礦井設置三個地面控制點，分別是BGL、NA1、NA2 三點，其中NA2 為已知高程點，新立井與玉華井周圍近井點都是以三個點為基礎建立，使用天寶R10GPS 測量系統進行近井點檢測，水平精度為0.25mm+1ppm，而垂直為0.5mm+1ppm。在實際觀測過程中，測量人員檢測GPS 衛星信號，并加以數據處理，得到定向數據與觀測數據，而外業觀測則從天線安置、成果記錄、野外數據檢查等方面入手，盡管兩個近井點不是共同建立，但在測量中可以將近井點聯測在D 級GPS 控制網中，使用同一坐標系統，通過懸掛鋼絲的方式進行井下平面坐標、高程信息的傳遞。

2.3 礦井聯系測量

在礦井聯系測量中，通過全站儀進行地面導線連接，根據導線要求開展施測作業，每站測量四次，邊長每條三個測回，各個測回讀數四次，實施往返邊長測量，將溫度與氣壓等參數輸入到全站儀中，儀器會自動糾正和調節。選擇直徑為1.6mm 碳素鋼絲進行鋼絲投點，配以小絞車，并在井下放100kg 重砣，保證投點準確性。在高程傳遞的過程中，也要在井下放置15kg 重砣，隨時記錄好井下和井上的溫度，通過T2 經緯儀進行鋼絲標記測量井上，即為a；而井下選擇瑞士陀螺經緯儀進行測量，即為b。在井下連接測量中，選擇全站儀進行每站兩個測回，獲得測量距離數據，標記新立井井底測量點為HF1、HF2、HF3，而南翼軌道巷井底測量點為N1、N2、N3。在定向過程中，使用瑞士GAK-1 陀螺經緯儀進行陀螺定向測量，以跟蹤逆轉法為主，對陀螺北進行每測回5 個逆轉點檢測，核算陀螺位移中值。

2.4 誤差分析

在兩井貫通測量中，測量結果會直接影響礦井建設質量和生產效益，必須按照相關規定開展測量工作，根據本工程復雜條件情況，選擇光電測距導線，在礦井地面構建地面獨立控制體系，通過陀螺全站儀對礦井進行定向測量， 井下貫通導線必須配以陀螺定向邊測量，實現平差計算。在實際測量中，使用全站儀+前視懸掛棱鏡等方式進行三角高程測量，根據實測累計數據得到誤差，其誤差公式為：mh0=±按照單位長度高程路線高差的誤差計算：249mm，計算兩次平均值中誤差：即預計貫通誤差是：352mm。

3 復雜條件下兩井貫通測量后續管理

在貫通測量后，為了消除誤差，提高貫通測量結果的精度，要做好復測工作，根據巷道掘進情況，每2 個月由洞外GPS 點進行導線復測，并通過整體嚴密平差來控制導線方向，安排兩組測量人員使用兩組儀器開展復測工作，有利于后期復核。在測量完成后，要安排相關工作人員繪制礦圖。

4 結語

綜上所述，在復雜條件下，要重視兩井貫通測量工作，認真分析礦井當前情況和兩井相關參數，做好前期準備工作。