王莊煤業3505工作面巷道貫通測量技術研究

王志清

(山西長治王莊煤業有限責任公司，山西 長治 046000)

礦山生產中，采掘工作面巷道貫通是一項重要工作，貫通測量的準確性直接關系到工作面的貫通質量[1-2]。優良的貫通質量可為回采結束后設備的回撤創造良好的條件，如果貫通質量差，導致工作面設備回撤緩慢，不僅會增加礦上生產成本，還會對整個礦井正常生產接續產生嚴重的影響。因此在工作面貫通過程中，貫通技術的選擇及測量精度變得尤為重要[3-5]。

1 工程概況

王莊煤業位于山西省長治市，礦井生產能力達120萬t/a，主要開采3號煤層，開拓方式為斜井開拓，采用單水平開采。3505工作面位于井田南部，是35采區第5個綜采工作面，切眼長度360.5 m，推進長度2 016.04 m，為仰斜開采，可采儲量533.5萬t，該工作面地質構造簡單，兩巷道均沿3號煤層頂底板，即煤層全斷面掘進。目前3505回風巷道1段已經掘進到位，并停止了掘進，現由3505回風巷道2段向3505回風巷道1段方向掘進，直至貫通，總長度182 m，如圖1所示。本次貫通巷道所在的巖層地質情況比較簡單，圍巖穩定，巷道均采用錨網噴聯合支護。由于3505回風巷道沿頂底板掘進，本次貫通沿煤層頂底板貫通，故不需要考慮巷道貫通的高程問題，需重點考慮巷道貫通的方向誤差。

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圖1 巷道掘進示意

2 貫通測量方案設計

2.1 測量方案選擇

為保證貫通精度，決定兩巷道的導線測量均以35采區輔運大巷中的永久導線點：永N13和永N14作為起算資料，以永N13點為起始點，以永N13～永N14的方位為起始方向，用賓得R-422全站儀測量，按7"級基本控制導線的要求，對已有的3505運輸巷道和3505回風巷道的導線進行復測。選點時，必須保證點與點之間的通視條件良好，點位布置區域頂板支護完好、無淋水且便于安設儀器，點與點之間的距離要大致均等。測量導線點必須及時跟進，隨時掌握巷道的掘進方向。貫通距離剩余100 m時，根據導線點的精度情況，最后一次調整貫通方向直至和3505回風巷道1段貫通。

2.2 測量方法

2) 距離測量。在進行距離觀測中，測角中誤差要求7"，每條邊的測回數不得少于兩個，單向觀測一測回讀數較差不得大于10 mm，單程測回間較差不得大于15 mm，導線全長相對閉合差1/6 000。如果閉合誤差超限，要及時查找原因并進行重新測量，直到最終結果符合精度要求為止。

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3 測量誤差預計

3.1 誤差參數的確定

由于3505工作面回風巷道貫通屬于同一巷道貫通，測量內容為導線測量和高程測量，因此在誤差分析時，僅對導線測量和高程測量進行誤差預計分析。在進行誤差預計分析之前必須確定誤差參數，結合現場實際情況，對3505工作面回風巷道貫通測量誤差參數確定方法：現場采用賓得R-422全站儀進行貫通測量，測角中誤差為mβ=±7″；井下光電測距中誤差為mL=(A+BL)=2 mm+2×10-6×L。其他參數或限差規定按《煤礦測量規程》相關要求執行。

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3.2 貫通測量相遇點誤差預計

根據測量過程中各導線終點的點位誤差預計公式，由導線的測角誤差引起相遇點K點在假定的X重要方向上的誤差為：

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(1)

將相關參數帶入式(1)，得到:

式中：mβ為導線的測角誤差；∑R2y為K點到各導線點連線在假定的Y軸上的投影長度之和，取值=2.87×107；ρ為1弧度對應的秒值，取值為206 265。

各項誤差引起K點在X軸上的預計誤差，取兩倍中誤差為預計誤差，則：Mxk預=2Mxk預=0.364 m。

=3.3×10-2m2

本項目結構板體厚度較大，原設計方案中采用明挖順做法施工，需要安裝大量的型鋼支護結構和滿堂板體支架系統，施工速度慢，質量控制難度大。根據現場特點和施工工藝分析，在本項目中我方提出了使用蓋挖逆作法施工工藝，利用磚模和土地作為混凝土結構支撐系統，在施工前對土體承載力進行檢測，確?；炷涟鍧仓r和成品后不發生不均勻沉降。上述施工工藝變更既減少了型鋼支護系統和模板支撐系統的用量，也提高了施工進度和安全性，降低了開挖難度，在本項目上取得了良好的收效，獲得項目業主方的認可，并迅速在其他標段進行了推廣，促進了項目全線施工進度。

1.2方法首先,試劑的選擇。主要有乙肝病毒血清標志物試劑和乙肝病毒前S1抗原試劑兩種,其中乙肝病毒前S1抗原試劑來自北京科美東雅生物技術有限公司,乙肝病毒血清標志物試劑來自上海時代生物科技有限公司。兩種試劑質量均達到標準要求[2]。

(2)

式中：mL為各導線邊量邊誤差；α為導線邊與X軸上的夾角,取值1°。

將相關參數帶入式(2)，得6.93×10-5m2。

第二天，林中偉即派公司的林某強去找程某，順利談妥了合作的事情。林某強以個人名義借用市建公司的建筑資質參與投標，并且順利中標，標的額6000多萬元。

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各項誤差引起貫通相遇點K在X軸上的總中誤差為：

(3)

由導線的量邊誤差引起K點在假定的X重要方向上的誤差為：

根據現場實際情況結合現場測量能夠得到的精確度，巷道貫通的極限誤差為0.5 m，得Mxk預

通過各項誤差預計計算，3505工作面回風巷道貫通相遇點誤差符合《煤礦測量規程》相關要求，該貫通測量方案設計科學、可靠。

4 貫通精度分析

3505工作面回風巷道1段和2段順利貫通后，特對巷道導線進行了坐標閉合和角度閉合精度分析，角度閉合公式如下：

∑β=180°×(n-2)=8 100°

fβ實=8 100°-8 099.992°=0.008°=28.8″

式中，∑β為角度閉合理論值，fβ實為角度閉合實測值，fβ允為角度閉合允許值。

fβ實

因此，根據計算，導線角度閉合值及坐標閉合差均符合要求，證明了工作面巷道貫通精度達到了優級，本次貫通方案選擇科學、合理。

5 結 語

1) 結合王莊煤業3505工作面回風巷貫通實際情況，提前計算出貫通預計誤差為0.364 m，小于貫通允許的極限誤差，證明了貫通方案可行。

2) 對貫通后巷道實際情況進行了測量精度分析，結果貫通后角度閉合實測值遠遠小于閉合允許值，進一步證明了工作面巷道貫通精度達到了優級，本次貫通方案選擇科學、合理。