工作面貫通測量方案與誤差分析

賈 杰

（同煤集團北辛窯煤業有限責任公司，山西 忻州 036702）

在煤礦測量中，貫通測量是非常重要的一項工作。貫通測量精度的高低會直接影響巷道的完成質量，甚至對整個礦井的建設和生產產生一定的影響。因此，煤炭企業為了確保生產的正常接替，提高礦井產量，減少巷道建設時間，通常都會在實踐中加強對貫通測量的技術投入。

北辛窯煤礦8103工作面2103皮帶順槽與5103回風順槽成丁字形貫通，貫通導線長度為4730m，是順槽巷道之間的大型貫通。為了確保順利貫通，對方案、路線、設備要求以及誤差情況進行分析是十分必要的，特別是通過誤差分析既可以驗證方案的合理性，也為施工提供了準確的理論依據。

1 概況

北辛窯煤礦位于寧武煤田北端、朔南礦區東南部，生產能力400Mt/a。2#煤層8103工作面為綜合機械化放頂煤開采工作面，四面均為實體煤巖。工作面可采煤平均走向長度957m，切眼長度170m。2103皮帶順槽巷道長度2058m，巷道方位為 85°7’49″，巷道規格為5.6m×3.5m=19.6m2；5103回風順槽巷道長度1830m，巷道方位為85°7’49″，巷道規格為 5.2m×3.5m=18.2m2。

2 8103工作面貫通測量方案

2.1 方案設計

（1）貫通巷道：2103皮帶順槽與5103回風順槽成丁字形貫通。

（2）貫通距離：8103工作面井下貫通導線長度為4730m，其中2103皮帶順槽導線長度為2386m；5103回風順槽導線長度為2344m，此次貫通測量方案是工作面兩條順槽巷道之間大型貫通測量。

2.2 測量路線

（1）貫通測量路線：2103皮帶順槽和5103回風順槽起始點均是井下永久導線點北翼2、北翼3，敷設7〞級導線到最佳貫通點K（回風順槽與切巷相交處），兩頭用相同的起算導線點，消除起算資料對貫通的影響。

（2）導線布設：2103皮帶順槽從北翼皮帶巷永久導線點北翼2、北翼3開始布設7〞導線22站，到貫通相遇點K，平均邊長101m。5103回風順槽從北翼皮帶巷永久導線點北翼3、北翼2開始布設7〞導線27站，到貫通相遇點K，平均邊長83m。兩條支導線必須獨立施測兩次，以提高導線精度。

（3）測量設備：采用瑞士徠卡TS06型全站儀及其配套設備，測角精度為±2″，測距精度±（2mm+2ppm）。

2.3 測量方法

表1、表2 為水平角觀測技術要求和限差規定。

表1 水平角觀測技術要求

表2 水平角的觀測限差規定如下表

（1）水平角觀測各測回間度盤整置

整置位置σ用下列公式計算：

式中：

m-測回數；

j-測回序號。

（2）三角高程測量的技術要求

三角高程測量的技術要求，應符合下表規定。

表3 三角高程測量的技術要求

（3）邊長測量

在施測控制導線，測距時加入溫度、氣壓；并把測量成果歸化至1200m水準面上，光電測距導線的技術要求應符合下表的規定。

表4 邊長測量數據

3 貫通測量誤差分析

3.1 誤差預計中所需基本參數的確定

（1）井下7″級導線測角中誤差：mβ=±7″。

（2）井下量邊相對中誤差：1/T=1/20000。

3.2 8103工作面貫通誤差預計

（1）貫通相遇點K在水平重要方向X 軸上的誤差預計

井下導線測量測角誤差引起的K點在水平重要方向X 軸上的誤差：

式中：

Ry-支導線終點K與該段支導線上各點連線在Y軸上的投影長，m；

mβ-測角中誤差，s；

ρ-角秒值，取206265。

井下導線測量量邊誤差引起的K點在水平重要方向X 軸上的誤差：

式中：

α-測量角，（°）。

上述兩項誤差引起的貫通相遇點K在水平重要方向上的誤差：

貫通相遇點K在水平重要方向上的預計誤差：

（2）貫通相遇點K在水平掘進方向Y 軸上的誤差預計

井下導線測量測角誤差引起的K點在水平掘進方向Y軸上的誤差：

式中：

Rx-支導線終點K與該段支導線上各點連線在X軸上的投影長，m。

井下導線測量量邊誤差引起的K點在水平掘進方向Y軸上的誤差：

上述兩項誤差引起的貫通相遇點K在水平掘進方向上的誤差：

貫通相遇點K在水平掘進方向上的預計誤差：

（3）貫通相遇點K在高程上的誤差預計

井下三角高程測量引起的K點高程誤差：

式中：

Mh-三角高程每千米高差中誤差，mm。

貫通在高程上的總中誤差（以上各項高程測量均獨立進行兩次）：

貫通在高程上的預計誤差：

3.3 貫通誤差分析

從以上誤差預計結果可以看出，貫通相遇點在水平重要方向、水平掘進方向上的預計誤差及高程預計誤差均能滿足工程要求，說明采用的測量儀器及方法所達到的技術水平，足以保證大型貫通測量的精度要求。

4 結論

針對北辛窯煤礦大型巷道貫通，對貫通測量的方案、路線、儀器設備的精度要求等進行了分析，并對誤差進行了計算，通過計算證明了測量方案的可行性，為提高掘進效率和精度提供了可靠的依據。