礦井巷道貫通測量及其精度控制技術研究

郭俊才

（汾西礦業(yè)宜興煤業(yè)， 山西 孝義 032300）

巷道貫通測量工作是煤礦測量工作重點，特別是隨著礦井生產規(guī)模增加，巷道掘進長度更長，高質量、高精度完成長距離大型巷道貫通測量對提高生產接替、巷道掘進效率等均有一定促進作用[1-2]。現(xiàn)階段礦井一般采用多頭掘進或者多井口方式進行掘進貫通，兩井間或者長距離掘進巷道貫通成為礦井測量工作的重點內容之一[3-5]。隨著測量技術以及測量設備發(fā)展，采用先進測量設備有助于提升礦井測量效率[6-7]。山西某礦北翼進風斜井距離貫通測量中，測量采用TC402 萊卡全站儀，并結合現(xiàn)場實際情況制定貫通測量方案以及精度控制措施，高效完成了長距離巷道貫通測量工作。

1 工程概況

山西某礦北翼進風斜井貫通測量長度可達到5 000 m 以上，屬于特大型貫通測量工程。其中北翼進風斜巷于2019 年8 月開始掘進，至2020 年6 月掘進至貫通點；+860 m 運輸石門以及北翼軌道巷于2020年9 月15 日在貫通點與北翼進風斜井貫通，具體巷道位置關系見圖1 所示。+860 m 運輸石門、北翼軌道巷、北翼進風斜井掘進總長度達到6 980 m。

圖1 巷道位置關系

在井下巷道貫通測量中，對近井位精度有較高要求，一般情況下水平重要方向誤差應控制在0.5 m 以內。針對本次北翼進風斜巷貫通測量而言，為確保近井點不對貫通測量造成顯著影響，應確保水平方向上貫通測量誤差在0.8 m 以內，后視邊方位角誤差在10″以內；井口測量基準點精度應滿足四等水平測量要求。

2 巷道貫通測量

2.1 貫通測量等級

依據(jù)井下巷道貫通測量實際需求，將貫通測量任務按照7″控制導線測量。依據(jù)有關測量技術標準以及限差要求，制定相應測量技術要求，其中測角中誤差控制在±7″內、一般邊長控制在60～200 m。

井下導向測量時每組安排5 人，測量設備選擇用TC402 萊卡全站儀，其他設備包括有基座、棱鏡、盒尺、三角架等。根據(jù)北翼進風斜井實際情況，測量導線首先為復測支導線，并隨著巷道掘進長度增加，當滿足符合條件時將導線布置為符合導線。貫通巷道導線測量時，需按照下述要求開展：

1）在貫通測量開始前，必須對全站儀進行校對。

2）對測量點溫度、氣壓等進行測定，確?，F(xiàn)場環(huán)境不會給測量帶來較大影響。

3）每個測邊測回數(shù)均應超過2 個，單程測回間較差不應超過15 mm，在互測同一變長時互差應不超過1/6 000。

4）嚴禁測量設備被雨淋或者在井下拆卸，同時定期對測量設備充電。

5）采用全站儀測量時應按照有關規(guī)定進行。

6）通過全站儀測定導線邊長時，垂直角測量精度應能滿足相關測量規(guī)范以及技術標準等要求。

2.2 測量安全保障措施

在對北翼軌道巷掘進施工時，根據(jù)井下實際情況對軌道巷、+860 m 水平石門加測陀螺定向測量邊，確保導線測量精準度。對于貫通測量選用的7″導線，應進行多次獨立測量。巷道掘進距離達到500～800 m時，應適當延長測量導線，在測量導線延長之前，均應全面掌握測量得到的水平角數(shù)據(jù)，兩次測量得到的水平角差值應在15′以內。

2.3 高程測量

高程測量方法與巷道傾角有密切關聯(lián)，傾角超過8°時宜選用三角高程測量；傾角在8°以內時宜采用水準測量。水準測量時每組安排4 人，測量選用雙儀高法，測量設備為DS3 水準儀，在高程測量時應遵循下述測量要求：

1）高程測量點與7″導線測點應依據(jù)井下情況以及相關測量規(guī)范科學布置。

3 貫通測量精度控制及測量精度分析

3.1 貫通測量精度控制技術

選用先進的測量儀器以及測量技術，從而達到提高測量精度目的。在地面聯(lián)測期間，綜合采用GPS 技術，使得地面兩井口最弱變中誤差控制在1/46 000 以內、近井點點位中誤差分別控制在±3.56 mm 以內，顯著提高了地面兩井間聯(lián)測精度；在井下測量時選用TC402 萊卡全站儀，確保了導線測量質量以及精度；在北翼軌道大巷以及+860 m 水平石門加測陀螺定向邊，可顯著提升測角精準度。

在進行巷道貫通測量前進行必要的復測，確保測量起點測量精度滿足要求。在測量數(shù)據(jù)計算時，數(shù)據(jù)核算需2 人同時進行并對數(shù)據(jù)核算結果進行比對，確保計算結果精準度。

3.2 測量精度分析

選用高精度測量設備以及適應井下實際情況的貫通測量方案，通過施工測量有效確保了巷道貫通。在貫通測量中腰線、中心線偏差分別為0.049 m、0.106 m。在貫通巷道實現(xiàn)導線連測后，對測量引起角度閉合差fβ進行計算，得到fβ=-16″，而角度閉合允許誤差fβ容=±85″，fβ容＞fβ。

4 結語

巷道貫通測量是井下測量重要組成部分，特別是隨著巷道掘進長度不斷增加，大型巷道貫通測量較為常見。為確保礦井北翼進風斜井距離貫通測量精度，根據(jù)相關測量規(guī)程以及現(xiàn)場實際情況，針對性提出測量方案以及測量精度保障措施。現(xiàn)場應用后，巷道貫通測量精度較高，測量誤差在允許范圍內，為長距離巷道高效掘進奠定了良好基礎。