測量系統(tǒng)分析法在井下多交叉巷道貫通測量中的應(yīng)用

王軍雷

晉煤集團(tuán)成莊礦地測科，山西晉城 048021

1 礦井貫通測量概述

礦井測量是礦井生產(chǎn)過程中的重要組成部分，俗稱礦山的“眼睛”，而煤礦貫通測量則是礦井測量的重要工作。礦井貫通測量主要是利用一定精度的測量儀器及設(shè)備，經(jīng)過測量人員周密的貫通測量設(shè)計、現(xiàn)場施測、數(shù)據(jù)分析等工作來保證井巷能夠按照既定目標(biāo)實現(xiàn)貫通。

2 貫通測量系統(tǒng)分析法

2.1 貫通測量導(dǎo)線路線布設(shè)最優(yōu)化分析

在巷道掘進(jìn)過程中，一般由一起算邊和點隨巷道掘進(jìn)每隔一定距離要敷設(shè)測量支導(dǎo)線以便將坐標(biāo)進(jìn)行傳遞，如何在井下諸多導(dǎo)線段中找出本貫通段的最優(yōu)化測量路線是在貫通測量前首要考慮的問題。主要是通過分析井下巷道與測量導(dǎo)線點的位置關(guān)系，以貫通巷道兩端導(dǎo)線最短、導(dǎo)線邊長最長、測站數(shù)最少、測量導(dǎo)線連接性最好為選擇路線的原則，充分利用已掘巷道測量導(dǎo)線點進(jìn)行坐標(biāo)推算，形成貫通巷道兩端獨立的導(dǎo)線段。如圖所示，在貫通K5-B2段中兩端最優(yōu)化路線為K5-A6-A2-B2，而不能選擇A5-B5-C5-B1-C1-K5。

圖1

2.2 貫通兩端測量起算數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性分析

井下所有測量支導(dǎo)線是隨巷道掘進(jìn)敷設(shè)的，并形成“樹狀”復(fù)合型支線，其精度隨支線的延伸逐步下降。而某一巷道的貫通在確定兩端最優(yōu)化的貫通測量路線后，必須認(rèn)真分析貫通兩端測量起算數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性。如圖1所示，在圖上標(biāo)注的A、B、C、D、E、F點分別為井下基本控制點，其余為掘進(jìn)巷道延伸導(dǎo)線點，其精度相對井下基本控制點較低。在實施貫通B2-K4段時， B2-A2-D-A3-B3-A7-C3路線中現(xiàn)場導(dǎo)線點并未完全有聯(lián)結(jié)性，而是有各分支導(dǎo)線。這樣貫通兩端導(dǎo)線無法形成統(tǒng)一的測量坐標(biāo)系統(tǒng)，影響巷道貫通精度，必須采取一定措施進(jìn)行聯(lián)結(jié)后以達(dá)到測量起算數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性。

2.3 貫通測量導(dǎo)線精度分析

2.3.1 貫通兩端起算數(shù)據(jù)精度分析

在分析貫通兩端起算數(shù)據(jù)的精度必須考慮貫通兩端導(dǎo)線的測量方法、測量精度、測量路線、測量環(huán)境等因素。如圖1所示，在實施貫通F1-D4時，最優(yōu)化測量路線中貫通兩端起算數(shù)據(jù)可以通過任一分支點進(jìn)行推算，如在貫通兩端可以分別以B、C、D和E、F、G控制點進(jìn)行兩端坐標(biāo)推算，也可以從F1-E1-K5-A6-B-C-D段中任一線段以獨立坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行推算，但最終得出的結(jié)果是不相同的，所以在分析貫通兩端起算數(shù)據(jù)的精度時必須認(rèn)真分析測量路線中每一導(dǎo)線段的測設(shè)情況，在保證精度統(tǒng)一的情況下方可進(jìn)行數(shù)據(jù)推算。

2.3.2 貫通巷道施測導(dǎo)線精度分析

貫通巷道施測導(dǎo)線主要是從貫通兩端開始引測的導(dǎo)線段。在對向貫通中需要根據(jù)巷道掘進(jìn)情況，兩端同時進(jìn)行導(dǎo)線施測，其它貫通方式只需要一端進(jìn)行導(dǎo)線施測。其導(dǎo)線施測方法要根據(jù)貫通巷道長度的不同而不同。如圖1所示，在實施貫通F1—D4時，其貫通巷道長度約3 000m，巷道兩端同時掘進(jìn)至一定位置時實施對向貫通。這樣，兩端導(dǎo)線的施測就必須保證采用同一測量方法及精度，并及時計算貫通兩端巷道掘進(jìn)偏差以調(diào)整巷道掘進(jìn)方向，保證巷道的貫通精度。

3 減少貫通環(huán)節(jié)誤差，提高貫通測量系統(tǒng)整體精度

3.1 采用最優(yōu)化導(dǎo)線推算保證貫通兩端坐標(biāo)系統(tǒng)的統(tǒng)一性

每一項貫通測量工程，不論其貫通大小，都存在一個測量系統(tǒng)問題，主要表現(xiàn)在貫通兩端的測量坐標(biāo)系統(tǒng)、測量方法、技術(shù)要求、參數(shù)設(shè)置、起算點等數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性。在實施貫通前要認(rèn)真分析與本貫通有關(guān)的測量路線及導(dǎo)線數(shù)據(jù)，通過兩端嚴(yán)密的導(dǎo)線推算，發(fā)現(xiàn)存在未聯(lián)結(jié)或聯(lián)結(jié)精度較差的導(dǎo)線邊，采取同樣的測量精度加測導(dǎo)線將其聯(lián)結(jié)，實現(xiàn)導(dǎo)線聯(lián)結(jié)的完整性。

3.2 采用“加距減站”方法，提高貫通兩端導(dǎo)線的測量精度

受井下條件的限制，往往在聯(lián)結(jié)貫通兩端導(dǎo)線時，測量距離比貫通巷道要長，而測量距離越長造成的誤差越大，這樣勢必會影響貫通兩端點的精度。因此，在測量時根據(jù)巷道坡度情況盡量加長導(dǎo)線邊從而減少測站數(shù)的方法提高測設(shè)精度，為貫通巷道掘進(jìn)前提供可靠而精準(zhǔn)的起算數(shù)據(jù)。

3.3 提高貫通巷道導(dǎo)線測量及中線標(biāo)設(shè)精度，準(zhǔn)確控制巷道掘進(jìn)方向

貫通巷道測量導(dǎo)線一般要隨巷道掘進(jìn)布設(shè)成直伸形導(dǎo)線，測量過程中要嚴(yán)格按照《煤礦測量規(guī)程》要求及時進(jìn)行測量和中腰線標(biāo)定。在巷道掘進(jìn)過程中，根據(jù)導(dǎo)線測量情況及時分析有關(guān)數(shù)據(jù)，對巷道掘進(jìn)出現(xiàn)偏差較大時要及時進(jìn)行中線調(diào)整，確保巷道的精確貫通。

4 結(jié)論

煤礦井下貫通測量是礦井生產(chǎn)過程中的重要工作，巷道的貫通準(zhǔn)確性直接關(guān)系到礦井的安全生產(chǎn)。而井下多交叉巷道的貫通測量控制難度最大，采取測量系統(tǒng)分析法全面分析各環(huán)節(jié)貫通測量情況，確定周密的測量方案，可以使貫通測量工作更加條理化、程序化，為精確實現(xiàn)巷道貫通提供可靠的技術(shù)保障。

[1]煤礦測量規(guī)程[M].煤炭工業(yè)出版社，1989，1.