井下測量工作存在的問題及控制措施

馬何亮

（潞安集團(tuán)司馬煤業(yè)公司，山西 長治 047105）

礦山測量工作是煤礦建設(shè)、開采設(shè)計、采掘施工等過程中重要的一項工作，所以在煤礦測量工作中必須設(shè)有嚴(yán)格的技術(shù)要求，以及對測量結(jié)果保證具有較高的精度，只有這樣才能保證井下采掘施工安全順利開展。但是在實(shí)際煤礦測量工作中受測量技術(shù)水平、測量條件以及施工環(huán)境等影響，礦山測量工作中存在很多問題，導(dǎo)致了測量效率低、測量結(jié)果精度低以及測量勞動作業(yè)強(qiáng)度大等問題。所以，煤礦在采掘施工過程中必須合理優(yōu)化測量工序，對礦山測量工作主要存在的問題進(jìn)行分析，并制定合理有效的控制措施，從而保證礦山測量的工作精度，降低測量誤差率，避免因測量誤差導(dǎo)致煤礦安全事故地發(fā)生。

1 礦山測量工作重要性及發(fā)展趨勢

1.1 礦山測量工作重要性

煤礦通過礦山測量工作來為礦井建井階段、設(shè)計階段以及采掘施工過程提供方向，是煤礦生產(chǎn)過程中必可缺少的一項工作。礦山測量范圍相對較廣，主要包括著地面控制測量、井下導(dǎo)線測量、井下高程測量、井上下對照測量以及大型貫通測量等。煤礦在生產(chǎn)前必須通過測量工作準(zhǔn)確掌握采掘位置、采掘范圍等，保證采掘施工安全。

在實(shí)際煤礦生產(chǎn)過程中，礦山測量工作可解決很多井下棘手問題，如開采煤層走向、巷道延伸方向、采掘位置標(biāo)高、彎道設(shè)置等。若不能采用合理有效的礦山測量工作進(jìn)行井下工作控制，很容易引發(fā)重大煤礦安全事故，所以礦山測量工作是煤礦安全生產(chǎn)的重要保障，是必不可少的一項基礎(chǔ)工作。

1.2 礦山測量工作發(fā)展趨勢

隨著生產(chǎn)技術(shù)水平的提高，GPS技術(shù)、RTK技術(shù)逐漸被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域測量工作中。在過去，無論是地面工程還是井下工程，傳統(tǒng)上采用全站儀、水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀進(jìn)行導(dǎo)線、高程測量。但是傳統(tǒng)測量技術(shù)需布置多個測點(diǎn)，而在井下測量工作中由于受施工環(huán)境、采掘工序以及機(jī)電設(shè)備等影響，使得傳統(tǒng)礦山測量效率差、勞動作業(yè)強(qiáng)度高、精度低。特別是在進(jìn)行井下全站儀導(dǎo)線測量時，布設(shè)測點(diǎn)數(shù)量多，且測量點(diǎn)受施工環(huán)境影響大。而GPS和RTK技術(shù)在測量中具有精度高、效率高、不受測量布設(shè)影響等優(yōu)點(diǎn)。

2 礦山測量工作中常見的問題

2.1 準(zhǔn)備工作不到位

由于井下測量環(huán)境相對較差，所以在進(jìn)行井下測量工作前必須做好充分的準(zhǔn)備工作。而在實(shí)際測量工作中，因準(zhǔn)備工作不到位導(dǎo)致井下測量工作無法開展頻繁發(fā)生，主要表現(xiàn)在測量設(shè)備在入井前未嚴(yán)格進(jìn)行檢驗、校準(zhǔn)，導(dǎo)致測量儀器在測量過程中出現(xiàn)故障；部分高精密測量儀器未進(jìn)行準(zhǔn)確度校驗，在測量過程中產(chǎn)生測量誤差等。

2.2 操作不規(guī)范

1）煤礦井下測量工作中操作不規(guī)范是常見問題。在實(shí)際測量工作中由于受測量人員專業(yè)技術(shù)水平、環(huán)境等影響，在測量外業(yè)工作中未能嚴(yán)格按照測量規(guī)范進(jìn)行施工，如測量人員責(zé)任心不強(qiáng)；測量數(shù)據(jù)記錄不準(zhǔn)確；測量起始未進(jìn)行復(fù)算等。這樣就導(dǎo)致了井下測量效率差、測量結(jié)果準(zhǔn)確率低以及測量時勞動作業(yè)強(qiáng)度大等問題。

2）測量內(nèi)業(yè)工作不規(guī)范同樣影響著測量精度。測量內(nèi)業(yè)主要包括測量外業(yè)數(shù)據(jù)整理計算、礦圖繪制等。在進(jìn)行數(shù)據(jù)計算時未與前次導(dǎo)線點(diǎn)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)算對比，導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)缺失；在礦圖繪制時未深入現(xiàn)場，導(dǎo)致礦圖繪制不全面，如井下通風(fēng)設(shè)施、封閉的空巷缺失等。

2.3 導(dǎo)線點(diǎn)選擇錯誤

在實(shí)際井下測量工作中導(dǎo)線點(diǎn)選擇錯誤主要包括兩方面：一方面是測量人員責(zé)任心不強(qiáng)，人為選擇錯誤導(dǎo)線點(diǎn)；二是受井下采掘施工影響，導(dǎo)致導(dǎo)線點(diǎn)出現(xiàn)位移現(xiàn)象。

1）在進(jìn)行導(dǎo)線測量前，測量人員必須對上一次導(dǎo)線測量數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)算，同時對已知導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行確定。但是在井下測量工作中部分測量人員將前一次計算的導(dǎo)線數(shù)據(jù)直接用于下一次導(dǎo)線測量計算，導(dǎo)致測量結(jié)果出現(xiàn)誤差；在導(dǎo)線測量過程中，也有部分測量人員未認(rèn)真核實(shí)已知導(dǎo)線點(diǎn)位置是否正確，導(dǎo)致出現(xiàn)誤用導(dǎo)線點(diǎn)現(xiàn)象，影響測量精度。

2）在井下采掘施工過程中，井下巷道圍巖經(jīng)常出現(xiàn)變形、破碎現(xiàn)象，導(dǎo)致布置在巷道頂板上的導(dǎo)線點(diǎn)出現(xiàn)位移。雖然導(dǎo)線點(diǎn)是正確的，但是該導(dǎo)線點(diǎn)平面以及高程上的坐標(biāo)已發(fā)生變化，在實(shí)際測量中采用位移后的導(dǎo)線點(diǎn)，很容易導(dǎo)致測量誤差。

2.4 高級導(dǎo)線延伸不及時

對于長度大于1 000 m的巷道，每掘進(jìn)150 m時必須進(jìn)行一次導(dǎo)線復(fù)測以及導(dǎo)線拉伸。在進(jìn)行導(dǎo)線拉伸過程中必須保證拉伸方向精準(zhǔn)無誤，從而保證巷道安全快速掘進(jìn)。但是在實(shí)際井下測量過程中，由于測量人員對巷道掘進(jìn)方位角未進(jìn)行嚴(yán)格計算、復(fù)算，使得巷道方位角存在偏差，導(dǎo)致巷道掘進(jìn)延伸后存在誤差。特別是在巷道上山、下山掘進(jìn)井下導(dǎo)線延伸時，若未設(shè)置永久控制點(diǎn)，以及未對巷道標(biāo)高進(jìn)行合理控制，很容易造成收集的數(shù)據(jù)和實(shí)際有所差異，影響巷道掘進(jìn)方向。

3 礦山測量誤差控制措施

3.1 加強(qiáng)測量前準(zhǔn)備工作

1）煤礦地質(zhì)測量部門必須建立完善的礦山測量規(guī)章制度，特別是在測量前要加強(qiáng)測量準(zhǔn)備工作。主要包括測量儀器檢測、測量設(shè)備校準(zhǔn)等，發(fā)現(xiàn)測量儀器損壞或配件丟失時必須及時更換。

2）煤礦企業(yè)應(yīng)在井下建立測量設(shè)備維修站。該維修站主要用于在井下測量過程中，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時以便及時進(jìn)行維修更換，保證井下測量工作順利開展。目前在塔山煤礦井下已建立測量設(shè)備維修站。

3）測量人員在井下測量工作前，應(yīng)詳細(xì)了解井下測量工程情況，準(zhǔn)備好測量所需的各類設(shè)備，測量人員必須對精密測量儀器的誤差進(jìn)行井下校準(zhǔn)，并保證全站儀等供電測量設(shè)備的電池電力充足。

3.2 規(guī)范測量現(xiàn)場作業(yè)

1）煤礦地測部門必須制定礦山測量行為規(guī)范，要求測量人員嚴(yán)格按照規(guī)范執(zhí)行。對每次井下測量工作可能存在的問題或不符合規(guī)范的行為必須建立臺賬進(jìn)行整改。煤礦企業(yè)應(yīng)定期對測量人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，提高測量人員的專業(yè)知識水平，規(guī)范其測量行為，對培訓(xùn)人員考試合格后方可上崗。

2）測量人員在井下測量施工時必須嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真，測量前必須對起始點(diǎn)側(cè)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)算，對于特殊測量工程必須由業(yè)務(wù)能力強(qiáng)、經(jīng)驗豐富的專業(yè)測量人員來進(jìn)行施工；在進(jìn)行圖紙繪制時要加強(qiáng)圖紙管理工作，保證其完整性和準(zhǔn)確性，定期的審核圖紙，圖紙的完成工作也需要專業(yè)的測量人員進(jìn)行配合，從多個方面考核圖紙的實(shí)用性。

3.3 加強(qiáng)導(dǎo)線點(diǎn)監(jiān)測使用

1）在掘進(jìn)巷道的過程中，為了避免圍巖變形導(dǎo)致導(dǎo)線點(diǎn)出現(xiàn)位移現(xiàn)象，每次導(dǎo)線測量完成后，必須對導(dǎo)線點(diǎn)的高程及坐標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確記錄，并在導(dǎo)線點(diǎn)位置上安裝頂板位移監(jiān)測儀，對導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測管理。

2）在進(jìn)行導(dǎo)線測量前，測量人員首先要找到正確的導(dǎo)線點(diǎn)，然后對導(dǎo)線點(diǎn)位移情況進(jìn)行觀測，測量前再對導(dǎo)線點(diǎn)的高程及坐標(biāo)進(jìn)行一次復(fù)測，并將復(fù)測結(jié)果與前一次導(dǎo)線測量結(jié)果進(jìn)行對比，若準(zhǔn)確無誤方可繼續(xù)使用，若發(fā)生位移變化時必須采用新的導(dǎo)線點(diǎn)。

3.4 及時進(jìn)行導(dǎo)線延伸

1）對于巷道掘進(jìn)過程中每掘進(jìn)100~150 m時應(yīng)及時進(jìn)行一次導(dǎo)線延伸，在進(jìn)行導(dǎo)線延伸時測量人員必須準(zhǔn)確控制導(dǎo)線延伸角度，以確保導(dǎo)線延伸方向及方位角準(zhǔn)確無誤。每次延伸后必須進(jìn)行一次復(fù)測，巷道采用新延伸導(dǎo)線后掘進(jìn)50 m時再進(jìn)行上一次導(dǎo)線復(fù)測，以保證導(dǎo)線延伸準(zhǔn)確無誤。

2）為了保證導(dǎo)線延伸準(zhǔn)確無誤，測量人員可采用二級導(dǎo)線控制方法。即在巷道前兩次導(dǎo)線延伸后進(jìn)行第三次導(dǎo)線延伸時，將巷道掘進(jìn)距離控制在100 m左右，并采用第一次導(dǎo)線點(diǎn)作為控制點(diǎn)，第二次導(dǎo)線點(diǎn)作為復(fù)測點(diǎn)，來控制導(dǎo)線延伸的誤差，從而提高導(dǎo)線延伸的精度。

4 結(jié)語

礦山測量工作是煤礦必不可少的一項工作，是保證煤礦安全生產(chǎn)的前提。但是在進(jìn)行礦山測量工作過程中，由于受各種因素影響，礦山測量工作存在很多問題，所以礦山測量部門必須合理分析測量工作中主要存在的問題，并根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況采取合理有效的措施，只有這樣才能進(jìn)一步提高測量精度及測量效率，降低測量誤差，從而避免因測量精度不足導(dǎo)致的煤礦安全事故。