特长距离高精度巷道贯通测量方案设计及精度初探

特长距离高精度巷道贯通测量方案设计及精度初探

张鹏彪

中天合创能源有限责任公司煤炭分公司地测水文中心葫芦素地测017000

摘要：随着经济的发展和技术的创新，为了保证巷道高精度贯通，人们开始使用先进的测量技术，根据提前设计的方案进行测量提高准确度。基于此，本文以特长距离高精度巷道测量作为研究对象，通过对贯通测量方案设计情况进行分析，分别从施工技术要求以及贯通精度评价两方面，详细阐述特长距离高精度巷道测量的施工技术要求以及贯通精度分析，从而发现测量中存在的误差，保障井巷贯通的测量精度。

关键词：高精度；巷道贯通测量；方案设计

引言

井下施工中，在对特长距离高精度巷道测量有了一定的经验基础以外，还需要根据《煤矿测量规程》中提到的要求进行测量，根据实际情况进行具体分析，找出特长距离高精度巷道测量中存在的误差，并结合实际找出积极的解决策略减小误差，提高巷道贯通的精度，减小巷道刷帮挑顶工程量，降低经济方面带来的损失，按照规定时间完成工程。

1.贯通测量方案的设计

特长距离高精度巷道测量施工中，首先要对方案进行有规划的设计，根据是的施工情况安排施工计划，以葫芦素煤矿作为案例，该矿井初期有一个主井、一个副井和一个中央风井开拓全矿井，在葫芦素煤矿当中副井用来进风，中央风井用来回风，二者之间形成通风系统。由于东、西两翼进行开采，葫芦素煤矿在西翼布设了西翼风井，地面导线长度达到4千米，井下的导线长度达到3.8千米，中央风井的深度有681.486米，新开设的西风井深度有645米，整个贯通工程从上到下，需要的导线达到9.12千米。根据以上基本信息，结合《煤矿测量规程》进行方案设计，决定贯通点在水平方向上偏差不能超过0.5米，在垂直方向上偏差不能超过0.3米。首先在全球卫星定位技术的支持下，通过已知高等级控制点建立了葫芦素煤矿首级基础控制D级GPS点（经四等水准联测），以首级基础控制D级GPS点作为起算依据，使用BTJ-15型陀螺全站仪对中央风井、西风井近井点方位进行校正，采用索佳DX-102防爆全站仪进行现场观测，按7秒级导线进行测量，所有涉及到的导线独立进行两个测回测量，距离测量每测回读取4次读数，读数查不超过4mm。本次特长距离高精度巷道测量工程的误差预计如下：贯通点在水平方向上误差为0.280米，小于规定的0.5米，垂直方向上误差为0.158米，小于规定的0.3米，通过结果得知两个数值都没有超过给定值，由此可见，该特长距离高精度巷道测量方案可以通过[1]。

图1

2.施工技术要求以及贯通精度的分析

2.1施工技术要求

结合特长距离高精度巷道测量的设计方案与《煤矿测量规程》要求，严格按照施工技术要求进行施工。首先需将GPS坐标系统投入井下，测量系统导入聘请山东科技大学进行布设。在中央风井的位置进行测量，上文提到过葫芦素煤矿中央风井的深度游681.486米，因此测量的时候需要用钢丝投点，投点过程中，因钢丝摆动大、淋水比较大的情况下，运用摆动观测技术，提高投点测量精度，布设井下测量控制起始边，采用瑞士GAK-1型陀螺经纬仪，在陀螺经纬仪的作用下进行定向工作，利用长钢尺在中央风井导入高程，并施加比长、温度、自重和拉力改正。特长距离高精度巷道实际测量中难免存在误差，面对误差的存在需要考虑到误差对巷道贯通精度的影响，为了将影响降低到最小，也要采取相应的措施。在井下巷道施工至1000米和2500米处加测两条陀螺定向边，一起作用加强方位，本次测量中选择的是北京航天发射技术研究所生产的BTJ-15型陀螺全站仪，在测量时需注意先在地面已知边上采用2测回测量陀螺方位角，求两个仪器常数；在井下待定边上2测回测量陀螺方位角，返回地面后在原已知边上采用2测回测量陀螺方位角，再求得两个仪器常数。要求测量过程中同一条边任意两测回陀螺方位角的互差不得超过10″；测前方向值与测后方向值之差不得大于10″。本次特长距离高精度巷道测量工作中，中央风井和至西风井的水平角观测要求长边一次对中，2测回观测；短边2次对中2测回观测，每次观测前对上一级导线进行复测，符合要求后可进行测量工作。高程测量工作利用全站仪进行三角高程测量配合水准仪进行复测，全站仪测量过程中，要求垂直角独立观测两测回，取平均值，仪器高、觇标高在测量前测量后各使用钢尺丈量一次，两次丈量差值不得大于4mm，取平均值为最终值。水准仪选择的是DS3水准仪和3米水准尺，水准观测要求：观测顺序为是“后-后-前-前”，测量的时候要保证上中下均能读出数值，结合具体测量结果总结出关于水准测量技术的要求如下：本次测量中，高程测量独立测量两次，三角高程测量和导线测量一起测量，两次测量的结果取得平均值作为本次特长距离高精度巷道测量的最终成果[2]。

2.2贯通精度评价

本次工程施工中，中央风井2011年就开始建设井底车场巷道，西风井2018年井筒才完工，井下导线由中央风井井底车场通过西翼回风大巷到西翼回风总巷最后由西风井东马头门进行贯通，施工时间长、回风大巷内风量大、淋水较大是特长距离高精度巷道测量贯通工程的特殊所在。对于贯通精度的评价，本次工程全方位采取措施提高特长距离高精度巷道测量数据的精度，最大程度上减小巷道刷帮挑顶工程量，使本次特长距离高精度巷道测量工程符合预期的要求。同时施工中严格根据《煤矿测量规程》的相关规定测量，根据西风井马头门贯通后实测结果分析，角度闭合差为-36″；导线全长闭合差为1/63624；X轴相差±88mm，Y轴相差为±182mm，平面误差202mm；高程误差为132mm。均远远小于测量规程要求。本次测量工作得到的结果无论是从水平方向，还是从垂直方向上都小于偏差值，可见本次特长距离高精度巷道测量工程的精度得以保证，实现了本次精确贯通。

总结

总而言之，随着科学技术的改进和全球卫星定位技术的广泛使用，特长距离高精度巷道测量工作的精确度得到了保证，在井下使用陀螺全站仪对方位进行确定，有效的避免了影响特长距离高精度巷道测量精度的问题，降低了施工人员的工作难度，节约了大量在井下巷道的测量时间，提高了特长距离高精度巷道测量的速度与精度。

参考文献：

[1]陈涛，姚纪凯，韩鑫儒.杭来湾煤矿长距离巷道高精度贯通测量技术与应用[J].矿山测量，2017，45（02）：52-55.

[2]王启善.特长距离高精度巷道贯通测量方案设计及精度分析[J].煤矿安全，2011，42（03）：135-138.