望云煤礦下組煤延深工程回風立井聯(lián)系測量技術(shù)研究

□　王云崗（晉城市礦山檢測調(diào)查測量隊，山西 晉城 048000）

望云煤礦下組煤延深工程回風立井聯(lián)系測量技術(shù)研究

□王云崗
（晉城市礦山檢測調(diào)查測量隊，山西 晉城 048000）

日本索佳（SOKKI）公司產(chǎn)全站式陀螺儀（SET-2/130R3）是將陀螺儀和經(jīng)緯儀結(jié)合的儀器。該儀器的使用不受時間和環(huán)境的限制，同時觀測方法簡單方便、效率高，而且能保證較高的定向精度（一次觀測方向中誤差±15″），所以是一種先進的定向儀器。該儀器的使用克服了經(jīng)緯儀幾何定向法要占用井筒面積大、影響生產(chǎn)，所需設(shè)備多，組織工作復雜，耗費大量人力、物力和時間等缺點。本文主要利用陀螺全站儀中天法在望云煤礦回風立井井底和總回風大巷進行一井定向，實現(xiàn)了總回風大巷與主運輸大巷的順利貫通。

陀螺全站儀；中天法；聯(lián)系測量；定向

0.前言

望云煤礦位于山西省晉城市高平市寺莊鎮(zhèn)望云村，井田面積為16.6452km2,生產(chǎn)規(guī)模0.9Mt/a，批準開采3#—15#煤層，現(xiàn)開采3#煤層，15#煤層處于建設(shè)階段。

望云煤礦下組煤延深開拓工程包括新開拓主斜井、副斜井、回風立井、主運輸大巷、軌道大巷和總回風大巷等工程。施工分為兩個標段：主斜井、副斜井為一標段；回風立井為二標段。為了加快施工進度，盡早形成通風系統(tǒng)，改善工人勞動條件，對主運輸大巷采用雙向貫通施工。

雙向貫通施工涉及兩井間的巷道貫通測量，為保證兩井間巷道的正確貫通，兩井間的測量數(shù)據(jù)必須統(tǒng)一。因此這類貫通必須要在兩井間進行聯(lián)系測量，且要進行地面測量和井下測量，故積累的誤差一般較大，必須采用更精確的測量方法和更嚴格的檢查措施來保證精度，實現(xiàn)巷道順利貫通。

本次采用陀螺全站儀中天法一井定向主要應用于下組煤延深回風立井井底巷道定向及測定固定點坐標，為主運輸大巷雙向貫通測定方向定位數(shù)據(jù)。

1.施測方案

1.1貫通測量設(shè)計方案

主運輸大巷的設(shè)計貫通距離600m，地面海拔為+850~+950m，設(shè)計巷道貫通的方位角為90° 24′55″，設(shè)計坡度為3.6‰，巷道斷面17.5m2。

1.2平面測量方案設(shè)計

1.2.1平面貫通測量限差的確定

根據(jù)《煤礦測量規(guī)程》的規(guī)定，在巷道貫通重要方向上的平面限差為橫向限差MX限=±100mm。

在貫通測量中一般采用實際測量中誤差MX測的兩倍不超過MX限，即測量總中誤差MX測<50mm。

測量總中誤差包括地面聯(lián)測中誤差MX上、斜井聯(lián)測中誤差MX井、井下巷道測量中誤差MX下，即：

1.2.2地面聯(lián)測方案設(shè)計

地面連接導線長為2km，則其相對精度誤差為1/6.8萬，于是地面測量方案應需要布設(shè)三等精密導線或C級GPS測量。

1.2.3斜井聯(lián)測方案設(shè)計

斜井聯(lián)測方案可以布設(shè)四等精密導線，其測量角度中誤差為Mβ=±2.5″，獨立進行兩次測量，設(shè)導線在Y軸上的投影長為1000m，則可以近似采用下式：

1.2.4井下測量方案設(shè)計

井下聯(lián)測方案可以布設(shè)四等精密導線，其測量角度中誤差為Mβ=±2.5″，獨立進行兩次測量，設(shè)導線投影長為4000m，則

1.2.5測量總中誤差估算

以上測量方案設(shè)計可行。

1.3高程測量方案設(shè)計

根據(jù)《煤礦測量規(guī)程》的規(guī)定，在巷道貫通重要方向上的高程限差為：MH限=±50mm。

在貫通測量中一般采用實際測量中誤差MH測的兩倍不超過MH限，即高程測量總中誤差MH測<± 25mm。同樣，高程測量總中誤差包括地面聯(lián)測中誤差MH上、主斜井、回風立井連測中誤差MH井、巷道測量中誤差MH下、即：

1.3.1地面高程、斜井高程、井下巷道高程連測方案設(shè)計

地面高程、斜井高程、井下高程連測方案采用三角高程測量方法，其垂直角測量精度不小于5″級導線測量的精度要求，而邊長測量采用全站儀的激光測距儀。當取地面、斜井、巷道總長度為2500m，Ma=±5″,丈量儀器高和目標高誤差Mv=±5.0mm，量邊系數(shù)a=5×10-4，b=5×10-5可以由下式計算：

式中MH井——地面、斜井、巷道三角高程測量估算中誤差；MH偶——三角高程測量的偶然測量中誤差；MH系——三角高程測量的系統(tǒng)測量中誤差。

1.3.2回風立井高程連測方案設(shè)計

回風立井高程采用鋼絲法導入高程。導入標高均需獨立進行兩次。加入各種改正數(shù)后，前后兩次之差，按《煤礦測量規(guī)程》規(guī)定不得超過L/8000（L為井上、下水準儀視線間的鋼絲長度）?；仫L立井井深215m，MH回風立井=±4mm

1.3.3高程測量總中誤差估算

說明高程測量方案設(shè)計合理。

2.測量方法

2.1地面固定點

望云煤礦提供的2個C級地面靜態(tài)GPS測量控制點作為本次測量的基準點，見表2—1。

表2—1　望云煤礦C級地面GPS測量控制點

2.2使用儀器

1、日本索佳（SOKKI）公司產(chǎn)全站式陀螺儀；全站儀型號：SET-2/130R3，標稱精度為測角一測回方向全中誤差±2″及測距2mm+2×10-6×D (紅外測距，棱鏡狀態(tài)時)；陀螺儀型號：GP1，陀螺方位角一次測定中誤差±20″。

2、北京中翰儀器有限公司（Nikon）DTM-452C防爆全站儀，標稱精度為測角一測回方向全中誤差±2″及測距2mm+2×10-6×D(紅外測距，棱鏡狀態(tài)時)。

2.3測量方案

2.3.1地面、主斜井、井下聯(lián)絡巷施測方法

采用尼康DTM—452C電子全站儀三角架法進行復測支導線測量（測回法），導線一般邊長40—150m，測角中誤差15″，測回數(shù)為兩測回。在測距時，在現(xiàn)場進行了大氣和溫度的改正，該儀器已顧及到大氣折光和地球曲率改正。

2.3.2回風立井投點施測方法

投點方案：①用7“級EDM導線在地面井口建立定向基點，導線線路為：調(diào)度樓點—矸石山點—W1—W2。定向基點為W2，后視點為W1點。②投點采用單鋼絲穩(wěn)定投點法，地面路線為：W1—W2—立井投點鋼絲；井下連接導線線路為：立井投點鋼絲—W3—W4—W5。③導入高程方案：采用長鋼尺法。

2.3.3陀螺測量方案

觀測程序:3—2—3；儀器常數(shù)測定與陀螺邊定向測量方法：中天法。

外業(yè)觀測步驟：①在地面矸石山—調(diào)度樓點方向邊上測定儀器常數(shù)3次；②在井下定向邊上W3—W4測定陀螺方位角2次；③再在地面矸石山—調(diào)度樓方向邊上測定儀器常數(shù)3次；（以上每次測量均觀測5個連續(xù)中天時間）④計算儀器常數(shù)平均值；⑤計算儀器常數(shù)測定邊的子午線收斂角；⑥計算各定向邊坐標方位角并評定精度。

觀測精度要求：一次測定中誤差≤±15″；定向平均中誤差≤±10″；同一邊任意兩測回測量陀螺方位角的互差≤±40″；同一邊測前測后方向值互差≤±10″；測線方向水平角上、下半測回互差≤±20″。

測站中天法觀測限差規(guī)定見表2-2

表2-2　中天法觀測限差

3.井上、下連接導線及投點觀測成果

3.1外業(yè)觀測成果見表3-1

表3-1　EDM三角高程導線外業(yè)觀測成果表

3.2地面連接測量及投點計算成果

在地面布設(shè)“調(diào)度樓點—矸石山點—W1—W2”投點鋼絲7秒級高程連接導線連接,投點成果見表3-2

表3-2　望云煤礦立井聯(lián)系測量地面連接導線測量成果表

3.3井下連接測量及導線計算

井下起算坐標計算見表3-3

表3-3　井下起算數(shù)據(jù)計算表

4.陀螺定向成果及精度

4.1儀器常數(shù)測定邊（矸石山—調(diào)度樓）地理方位角計算成果（見表4-1）

表4-1　矸石山-調(diào)度樓頂邊地理方位角計算表

4.2井下陀螺定向邊子午線收斂角及陀螺定向成果（見表4-2）

表4-2　井下定向邊W3—W4子午線收斂角計算表

4.3精度評定

4.3.1陀螺儀器常數(shù)計算（見表4-3）

表4-3　儀器常數(shù)計算表

儀器常數(shù)一次測定中誤差：

儀器常數(shù)平均值中誤差：

井下定向邊精度評定：井下定向邊陀螺方位角一次測定中誤差：

井下定向邊陀螺方位角平均值中誤差：

5.成果評定與總結(jié)

通過采用陀螺全站儀中天法一井定向進行貫通測量，獨立進行了2次，望云煤礦總回風大巷與主運輸大巷實現(xiàn)順利貫通，經(jīng)測量復核，測量誤差控制在了允許范圍內(nèi)，為望云煤礦下組煤延深工程盡早投產(chǎn)達效提供了先決條件。數(shù)據(jù)庫成果（以下簡稱為“地理國情普查數(shù)據(jù)庫”）作為地理國情普查統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)，其質(zhì)量水平直接影響到地理國情普查信息的準確性、一致性、完整性和權(quán)威性。普查數(shù)據(jù)庫的質(zhì)量水平受到數(shù)據(jù)采集過程中采集人員的作業(yè)水平、采用的作業(yè)工藝及各類軟硬件配置情況的影響，在數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查中，需要對各類影響質(zhì)量水平的因素進行綜合的考慮，對由各類影響因素造成的質(zhì)量。

【1】胡海峰.姬婧.李璐.礦山測量[M].徐州:中國礦業(yè)大學出版社，2007.

【2】編寫組.煤礦測量規(guī)程（2011版）[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2011.

TD1

B

2095-7319（2015）06-0078-06

王云崗（1973-），男，晉城市澤州縣人，本科學歷，測繪工程師，現(xiàn)在晉城市礦山監(jiān)測調(diào)查測量隊工作，負責全市礦山企業(yè)資源儲量動態(tài)監(jiān)測及礦井測繪工作。從1994年7月參加工作至今，一直從事礦產(chǎn)資源管理、煤礦井下及井上下對照測繪工作，在礦山儲量、地質(zhì)測量管理方面有多年的實踐經(jīng)驗。