淺談煤礦井下瓦斯抽放孔測(cè)量設(shè)計(jì)方案

王棟棟

（西山煤電集團(tuán)公司 官地礦，山西 太原 030022）

1 工程概況

西山煤電集團(tuán)公司官地礦位于西山煤田，太原市西南17.5km處，行政區(qū)劃屬于太原市萬(wàn)柏林區(qū)、晉源區(qū)、清徐縣及古交市管轄。該礦是在白家莊煤礦的一個(gè)坑口基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)多次改擴(kuò)建發(fā)展起來(lái)的，于1960年正式建礦。該礦采用分區(qū)混合通風(fēng)方式，抽出式通風(fēng)方法，采掘工作面均采用獨(dú)立通風(fēng)，隨著生產(chǎn)規(guī)模的逐漸增加，采區(qū)跨越度也隨之加大。在這樣的情況下，通過(guò)改善井下通風(fēng)結(jié)構(gòu)，可以使得井下通風(fēng)系統(tǒng)完整、可靠，改善通風(fēng)狀況與勞動(dòng)條件，有利于礦井開采掘進(jìn)的平衡接續(xù)。所以，決定在南五區(qū)2#煤回風(fēng)巷垂直向下施工兩個(gè)瓦斯抽放孔，與南五區(qū)6#回風(fēng)巷以及南五區(qū)8#煤集中膠帶巷貫通，以滿足生產(chǎn)實(shí)際的需要。

2 技術(shù)方案

根據(jù)井下瓦斯抽放孔貫通工程的實(shí)際情況，收集與瓦斯抽放孔設(shè)計(jì)相關(guān)的測(cè)量資料，以立井貫通理論為工程指導(dǎo)，采用徠卡TS062″級(jí)全站儀從大巷5″級(jí)高級(jí)導(dǎo)線起始，用測(cè)回法施測(cè)7″級(jí)導(dǎo)線的測(cè)量方案，高程采用三角高程測(cè)量，結(jié)合以往的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，保證實(shí)際測(cè)量精度滿足設(shè)計(jì)要求。檢核并確保所測(cè)導(dǎo)線的準(zhǔn)確性，完成導(dǎo)線延伸后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在南五區(qū)2#煤回風(fēng)巷標(biāo)定出瓦斯抽放孔K1、K2中心所在的位置，以便在該處安置鉆機(jī)進(jìn)行施工，并將導(dǎo)線延伸至南五區(qū)6#回風(fēng)巷以及南五區(qū)8#煤集中膠帶巷，分別在該煤層標(biāo)定出抽放孔中心所在的位置。在鉆機(jī)開掘過(guò)程中，要定時(shí)對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行定位，保證鉆到的斷面中心線是豎直的，在此基礎(chǔ)上順利安裝瓦斯抽放管。

3 施測(cè)步驟

該工程于2013年8月開始施工，到2014年6月全部完成。在施測(cè)過(guò)程中，測(cè)量人員遇到了許多地面測(cè)量所沒(méi)有的問(wèn)題，在實(shí)施過(guò)程中采取一定的措施提高測(cè)量精度，以下為該次測(cè)量方案的具體施測(cè)過(guò)程。

3.1 測(cè)量前期準(zhǔn)備工作

根據(jù)在南五區(qū)安放瓦斯抽放管所在巷道的實(shí)際情況，收集與本次施測(cè)相關(guān)的測(cè)量資料，需注意原始資料的可靠性，起始數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確無(wú)誤，詳細(xì)研究比例尺為1：2000的工程設(shè)計(jì)圖紙，確定合理的測(cè)量技術(shù)方案，要在確定測(cè)量方案和測(cè)量方法時(shí)，保證貫通所必須的精度，既不因精度過(guò)低而使井巷不能正確貫通，也不盲目追求過(guò)高精度而增加測(cè)量工作量和成本，最后確定測(cè)量人員，明確分工及所需儀器，為下一步井下實(shí)地測(cè)量做好準(zhǔn)備。

3.2 測(cè)量中期實(shí)測(cè)工作

通過(guò)設(shè)計(jì)圖紙結(jié)合巷道實(shí)地情況綜合考量，在南大巷確定起始邊（D-1），通過(guò)檢查一組至少3個(gè)已知點(diǎn)（D-1-2）的水平角，符合7″級(jí)導(dǎo)線測(cè)角精度，兩次觀測(cè)水平角的不符值不得超過(guò)20″，確定起始數(shù)據(jù)可靠后，在此基礎(chǔ)上按7″級(jí)導(dǎo)線施測(cè)要求延長(zhǎng)導(dǎo)線。在施測(cè)條件不好的情況下，應(yīng)采取相應(yīng)措施提高精度。例如，要盡可能增大導(dǎo)線邊長(zhǎng)，并用光電測(cè)距儀量邊，對(duì)井下量邊較短的測(cè)站，要設(shè)法提高儀器和標(biāo)的對(duì)中精度，如采取防風(fēng)措施，采用光學(xué)對(duì)中，加大垂球重量，增加重新對(duì)中次數(shù)。

1）將導(dǎo)線延伸至南五區(qū)2#煤回風(fēng)巷，在將要接近設(shè)計(jì)所要求的瓦斯抽放孔位置時(shí)，通過(guò)坐標(biāo)反算，確定出所測(cè)已知點(diǎn)到瓦斯抽放孔K1、K2的坐標(biāo)和距離，從而實(shí)地標(biāo)定出瓦斯抽放孔所在的位置，以便在該處安置鉆機(jī)進(jìn)行施工。根據(jù)所標(biāo)定的抽放孔中心位置，定時(shí)對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行定位，保證所施工的斷面是滿足瓦斯管安裝要求的。

2）用同一起始邊（D-1），按相同的方法將導(dǎo)線分別延伸到南五區(qū)6#回風(fēng)巷以及南五區(qū)8#煤集中膠帶巷。為了盡可能滿足6#回風(fēng)巷日常回風(fēng)要求以及8#煤集中膠帶巷不影響運(yùn)輸?shù)那疤?，此次設(shè)計(jì)將抽放孔分別放置在6#煤回風(fēng)巷和8#煤集中膠帶巷巷道兩側(cè)，通過(guò)在巷道內(nèi)施工與巷道垂直的硐室，與瓦斯抽放孔進(jìn)行貫通，以滿足抽放瓦斯的需要。在將要接近設(shè)計(jì)所要求的瓦斯抽放孔位置時(shí)，通過(guò)所測(cè)已知點(diǎn)與瓦斯抽放孔K1、K2的坐標(biāo)反算求得方位及距離，然后，根據(jù)所測(cè)邊的方位解算三角，從而標(biāo)定出硐室開口的位置及方位進(jìn)行施工，直至與瓦斯抽放孔K1、K2貫通。由于高程測(cè)量的誤差對(duì)貫通的誤差較小，在施測(cè)過(guò)程中，與所測(cè)7″級(jí)導(dǎo)線同時(shí)進(jìn)行，從而使得所標(biāo)定的數(shù)據(jù)滿足生產(chǎn)要求。當(dāng)開始掘進(jìn)硐室的時(shí)候，要下達(dá)貫通通知書，需在所鉆探的瓦斯抽放孔處采取必要的安全措施。

3.3 測(cè)量后期內(nèi)業(yè)工作

井下測(cè)量工作結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)整理和檢查觀測(cè)手簿，檢查其中的計(jì)算是否正確，觀測(cè)成果是否滿足各項(xiàng)限差要求等，確定觀測(cè)成果符合規(guī)程要求后，方可進(jìn)行計(jì)算，并做到心中有數(shù)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。在所施工的硐室與瓦斯抽放孔貫通后，應(yīng)在瓦斯抽放孔K1、K2處測(cè)量貫通實(shí)際偏差值，并將兩端導(dǎo)線、高程連接起來(lái)，計(jì)算各項(xiàng)閉合差，并作出總結(jié)?？偨Y(jié)要連同設(shè)計(jì)書和全部?jī)?nèi)、外業(yè)資料一起保存。用實(shí)際數(shù)據(jù)檢查測(cè)量工作的成果，從而驗(yàn)證此次測(cè)量成果的正確程度，以豐富貫通測(cè)量的理論和經(jīng)驗(yàn)。

4 方案總結(jié)

在此次方案制定過(guò)程中，要保證該工程貫通所必須的精度，既不因精度過(guò)低而使井巷不能正確貫通，也不盲目追求過(guò)高精度而增加測(cè)量工作量和成本。各項(xiàng)測(cè)量工作都要有可靠的獨(dú)立檢核，要進(jìn)行復(fù)測(cè)復(fù)算，防止產(chǎn)生粗差。在井下惡劣條件下的施測(cè)，應(yīng)增加測(cè)回?cái)?shù)，獨(dú)立測(cè)量完畢后應(yīng)當(dāng)與復(fù)測(cè)數(shù)據(jù)檢核，合格后方可進(jìn)行下一步的施工。在用測(cè)量下的數(shù)據(jù)計(jì)算標(biāo)定要素時(shí)，注意不要抄錯(cuò)或用錯(cuò)已知數(shù)據(jù)資料。在實(shí)地標(biāo)定時(shí)，注意不要用錯(cuò)測(cè)點(diǎn)，井下測(cè)點(diǎn)的標(biāo)志編號(hào)要醒目、清晰。

通過(guò)對(duì)所測(cè)瓦斯抽放孔K1、K2處的貫通實(shí)際偏差值與設(shè)計(jì)限差進(jìn)行對(duì)比，測(cè)量成果完全可以滿足設(shè)計(jì)要求，由此可以看出，該方案是可行的。此方案的實(shí)施可以大幅度降低測(cè)量成本，并且使施工前井下測(cè)量所用的時(shí)間大大縮短，安全施工也能得到較高的保證，并能很大程度上提高貫通精度，能為今后類似的貫通項(xiàng)目提供參考。

［1］ 張國(guó)良，朱家鈺，顧和和.礦山測(cè)量學(xué)［M］.徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2008：151-154.

［2］ 高井祥.數(shù)字測(cè)圖原理與方法［M］.徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2008：114-118.

［3］ 中華人民共和國(guó)能源部.煤礦測(cè)量規(guī)程［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，2010：26-33.