井下采区巷道贯通测量技术及成果分析

井下采区巷道贯通测量技术及成果分析

郝强

身份证：130728199004100071

摘要：井下工程测量是采矿工程中预测风险、探测情况的关键环节，如何有效提高井下测量工作的水平，成为当前很多煤矿企业需要考虑的问题。巷道贯通测量是矿山测量工作中重要的组成部分，贯通测量精度把控是保证巷道贯通质量的重要基础。为确保顺利贯通，对采矿巷道贯通测量方案进行设计，确保巷道贯通的精度要求。本文针对井下回采巷道贯通测量误差较大的问题，基于贯通误差估算法设计了贯通测量方案，分析了影响贯通测量误差的因素，进一步提出误差控制策略。

关键词：井下采区；巷道；贯通测量；成果

引言

矿井巷道按照设计精确贯通是保证矿井安全生产的一项重要工作，为了保证巷道贯通质量，必须提高巷道控制测量、中腰线标定和贯通测量的精度。其中，巷道导线测量和贯通测量精度直接影响到巷道贯通质量，尤其是超长巷道、对掘巷道贯通时，由于存在测量距离较远、对掘方向把控难等现实问题，巷道精确贯通面临较大的难题。

1贯通测量

1.1导线布设及误差控制

井下大巷巷道相对较直，导线点可沿巷道中线均匀布置，布设成等边直伸型导线。实际布点时可根据井下顶底板情况作适当调整，不稳定地段可布置临时点，稳定地段布置永久导线点。按照掘进巷道施工要求，一般巷道中线允许偏差为0～100mm。巷道中线允许偏差一定时，随着导线平均边长的增大，允许的支导线长度变长，支导线长度一定时，随着导线平均边长的增大，巷道中线偏差变小。因此，在布设导线的过程中应根据巷道条件尽可能加大边长，减少导线点数，使得在导线长度一定时尽可能减小巷道中线偏差。同时可根据导线平均边长及巷道中线允许偏差确定允许的支导线长度，当支导线长度超出巷道中线偏差所能容许的长度范围时，应采取加测陀螺定向边等措施。

1.2导线测量

控制导线采用全站仪导线形式，按《煤矿测量规程》中井下平面控制测量基本控制中的7″级导线要求施测。采用2″级全站仪每次独立观测每测站2个测回，边长采用光电测距法，每边往返观测两测回。同时进行一次独立复测，当2次测量的成果符合精度要求时，取其平均值作为最终观测成果，若2次观测的互差超过限差要求时，则应重新独立观测。在边长测量中，测定气压读至100Pa，气温读至1℃。每条边长往返2测回。其限差为一测回读数较差不大于10mm，往返观测同一边长时，化算为水平距离(经气象和倾斜改正)后的互差，不得大于1/6000。同时适时进行斜边测量，对已测水平边长进行检核。对于曲线巷道中边长小于30m的导线点及不稳定地段的临时导线点，可采用“三架法”观测，以减少对中误差和提高观测速度。在测角测距时，尽可能减少望远镜的倾角，调节微动螺旋时沿同一方向。仪器多次对中整平，瞄目标时尽可能瞄垂球线的上部，采用摆动观测、正倒镜观测。

1.3三角高程测量

巷道导线点的高程采用三角高程方法测量。井下三角高程测量与导线同时施测，每测站2测回，采用往返观测，根据《煤矿测量规程》的规定，三角高程测量的相邻两点往返测高差互差应小于10mm+0．3mm×L(其中L为导线长度，以m为单位)。三角高程闭合差或2次独立三角高程的互差不应大于±100槡Lmm(其中L为导线长度，以km为单位)。井下三角高程测量应独立复测一次，取2次独立测量的平均值作为复测导线的最终高程值。此外，可通过2次或多次变仪器高观测来提高测量精度，避免粗差的产生。

2误差控制策略及结果验证

2.1操作施工方向

测量时，需要组建专业的贯通测量部门，全程负责本贯通工程的测量控制工作，同时需要定期检查和监督施工队伍是否如实遵循上述设计的贯通测量方案和误差控制标准进行作业和放线工作，进一步应及时观测测量数据，及时分析检查看是否符合误差控制要求，综合整个环节的观察结果来判断所观测结果的可靠性和精准程度。此外，还需采购徕卡和尼康的防爆全站仪用来备用开展贯通测量工作，并要根据仪器要求进行测量前后检查，还要定期保养和检验校正。

2.2巷道贯通测量环境对测量精度的影响

巷道测量时首先需要探测测量环境的情况，分析测量环境对测量精度的影响比重，因为测量环境较为复杂，包含多种参数变量，因此需要在测量前先分析哪种环境变量对其精度的影响效果最大。常见的环境影响情况包括巷道温度的变化、开采时粉尘量的大小、风速值、掘进开采区域的破坏情况。

2.3误差控制策略

（1）开展测量工作时，提前测量矿井下的温度，若温度变化明显，需等待仪器温度稳定后再开始测量。（2）使用全站仪时，应配备防风装备，保证仪器的稳定性，使得光学对中性稳定，也可以采取增加垂球，确保重量。（3）对于仪器，应在测试前调整为最佳对中精度，测试时要保证仪器的平整度，随着开采巷道的掘进，应隔段定期对导线进行检查测试，同时也要及时估算精度。总而言之，观测时我们需要全面调研，精确化定量分析，提前规避巷道中可避免的环境因素（如极低温度、风速和风量较大、巷道开采环境起伏），需要制定最优化方案将环境因素的影响率降到最低，并且联合使用多技术手段从而保证测试精度。当矿井环境温度出现显著的变化时，测试人员需要先校准测量仪器，在保证测量仪器归零且在许用测量温度进行测试工作，完成校准归零工作后方可进行测试。对于风元素的防范策略，可采用安装防风装置，或者增加垂球重量、提高对中次数等方案。此外，也可通过提升测量仪器的对中精度和测试精度来提高贯通测量精度。最需要注意的是，观测前一定要先按操作规程对仪器进行整平，巷道每开采掘进一定的长度距离需要准时对导线进行检测，同时进行精度估算和记录。

2.4贯通安全技术措施

（1）贯通前地测科应强化水文、地质构造、围岩性质等探测工作；通风科强化通风管理，并做好巷道贯通后通风系统调整准备工作。（2）贯通时，必须由专人在现场统一指挥，在巷道口布置警示标志、栅栏，风筒完好，瓦斯不超限，瓦斯浓度在允许范围内方可作业。（3）贯通后，停止工作面内一切作业，立即调整通风系统，并构筑、完善通风设施。当通风系统温度且瓦斯浓度在允许范围内，方可恢复采面内其他工作。地测科应当及时进行联测，检测巷道贯通后的实际偏差，并进行精度分析。

2.5结果验证

将设计的贯通测量方案和误差控制方案应用在矿区的贯通工程中，测试发现贯通点横坐标闭合差为0.163m，纵坐标闭合差则为-0.114m，2个方向的闭合差值远小于标准规定。证明了该误差控制方案的正确性，达到了预期的要求，也实现了贯通工程的精准控制。

结束语

巷道贯通测量是井下测量重要组成部分，特别是随着巷道掘进长度不断增加，大型巷道贯通测量较为常见。为确保矿井贯通测量精度，根据相关测量规程以及现场实际情况，针对性提出测量方案以及测量精度保障措施。现场应用后，巷道贯通测量精度较高，测量误差在允许范围内，为长距离巷道高效掘进奠定了良好基础。

参考文献

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