測(cè)量技術(shù)在整合礦井間的應(yīng)用

林發(fā)龍

摘 要：不同類型的巷道要采用不同的測(cè)量技術(shù)、儀器和導(dǎo)線施測(cè)方法，由于整合礦井的測(cè)量資料較少、煤礦開(kāi)采混亂，因而，生成了不同形態(tài)、不同規(guī)模的礦井布局，這些礦井存在著樓中樓現(xiàn)象，易導(dǎo)致巷道坍塌造成人員傷亡等不安全現(xiàn)象，對(duì)于這些礦井的排查需要采用多種測(cè)量技術(shù)，以提升探測(cè)精度。

關(guān)鍵詞：測(cè)量技術(shù)；整合礦井；精度

整合礦井是將分散的已開(kāi)采煤礦或者未開(kāi)采但臨近開(kāi)采的煤礦進(jìn)行整合，利用煤炭資源進(jìn)行開(kāi)發(fā)，然而這些整合礦井大多由小礦或小窯組成，測(cè)量資料匱乏，不適宜于整合后礦井改擴(kuò)建的工作，在煤礦生產(chǎn)的進(jìn)程中，測(cè)量工作是整合礦井建設(shè)的關(guān)鍵內(nèi)容，測(cè)量的精度與礦井的生產(chǎn)直接相連，與礦井的安全和巷道質(zhì)量密切相關(guān)。因而，需要借助于多種測(cè)量技術(shù)，對(duì)各個(gè)礦井的巷道和開(kāi)采情況，進(jìn)行實(shí)地測(cè)量。

1 整合礦井貫通測(cè)量技術(shù)應(yīng)用原則闡述

為了確保整合礦井接合的準(zhǔn)確性和可靠性，實(shí)現(xiàn)巷道的成功貫通，需要在應(yīng)用測(cè)量技術(shù)的同時(shí)，以下列原則為基準(zhǔn)：

1.1 選擇適宜的測(cè)量技術(shù)和方法 為了把握整合礦井貫通的精度，減少測(cè)量中的偏差，需要選擇適宜的測(cè)量?jī)x器和測(cè)量技術(shù)，進(jìn)行測(cè)量方案的優(yōu)化選擇，并在各個(gè)階段之中，確保高精度的測(cè)量。

1.2 實(shí)施例行檢查工作 在整合礦井的貫通測(cè)量工作完畢之后，為了確保其測(cè)量精度，需要實(shí)施例行檢查工作，即：在對(duì)巷道實(shí)施獨(dú)立測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用之后，要由至少兩名人員負(fù)責(zé)對(duì)不同的測(cè)量技術(shù)進(jìn)行計(jì)算和核查。

1.3 實(shí)施控制測(cè)量 在測(cè)量技術(shù)應(yīng)用完成并計(jì)算之后，要對(duì)巷道各段的導(dǎo)線進(jìn)行坐標(biāo)的統(tǒng)一和精度的統(tǒng)一，實(shí)施控制測(cè)量，以確保貫通測(cè)量的精度要求，這是決定井巷是否貫通的關(guān)鍵。值得注意的是，具有較高精度的首級(jí)控制只是保證井巷貫通的一個(gè)必要條件，其他各段的控制測(cè)量，也是不可忽略的控制措施。

2 多種整合礦井貫通測(cè)量技術(shù)簡(jiǎn)述

2.1 GPS測(cè)量技術(shù) GPS定位系統(tǒng)技術(shù)以其全天候、高精度、覆蓋面廣的特點(diǎn)，拓寬了整合巷道貫通測(cè)量的范圍，在時(shí)刻掌握數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)變化的前提下，提高了整合井巷道的測(cè)量精確性。這一技術(shù)應(yīng)用于整合礦井中的具體步驟為：①進(jìn)行GPS布網(wǎng)的布設(shè)和觀測(cè)，根據(jù)數(shù)學(xué)原理，主要用三角形的布網(wǎng)布設(shè)方式，可以確保其可靠性。②測(cè)量技術(shù)在礦井地面測(cè)設(shè)，應(yīng)用GPS技術(shù)對(duì)礦井井口的坐標(biāo)進(jìn)行設(shè)置，這是重點(diǎn)，要以井口近井點(diǎn)的標(biāo)高不同狀況為依據(jù)，至少在地面上布置3個(gè)永久導(dǎo)線點(diǎn)，測(cè)量礦井井口坐標(biāo)，使用單頻接收機(jī)進(jìn)行同步觀測(cè)，按E級(jí)控制測(cè)量，并采用全站儀閉合導(dǎo)線測(cè)量方法，減少測(cè)量誤差，提高測(cè)量精準(zhǔn)度。③對(duì)于井下控制測(cè)量方案，則是在井下主要巷道中的頂板，進(jìn)行永久導(dǎo)線的布設(shè)，其高程控制用穩(wěn)定的三角高程測(cè)量，導(dǎo)線測(cè)量?jī)x器可選用尼康DTM-452C防爆全站儀，實(shí)施井下控制測(cè)量。

2.2 陀螺定向測(cè)量技術(shù) 在礦井巷道測(cè)量時(shí)利用這種測(cè)量技術(shù)，測(cè)量誤差在5″～2″之間，具有較高的測(cè)量精度，而且由于它是一種定向測(cè)量技術(shù)，因而礦井的深度如何對(duì)測(cè)量精度沒(méi)有影響，這種測(cè)量技術(shù)可替代幾何定向，在貫通導(dǎo)線較長(zhǎng)時(shí)，可以增加測(cè)陀螺定向邊變?yōu)榉较蚋胶蠈?dǎo)線，從而提升測(cè)量精度。它可以應(yīng)用于不同的測(cè)量領(lǐng)域，分述如下：①陀螺定向測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于礦井深部在礦井深度增加、溫度升高的環(huán)境下，幾何定向測(cè)量技術(shù)不能滿足于測(cè)量精度的要求，因而，要采用陀螺定向測(cè)量技術(shù)，減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證工程質(zhì)量。②陀螺定向測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于井下巷道。在井下挖掘作業(yè)時(shí)，巷道掘進(jìn)的方向主要用導(dǎo)線表示，但是在施工時(shí)巷道的掘進(jìn)方向只有用單一支導(dǎo)線來(lái)表示挖掘的方向。然而，這種方法的偏差較大，不利于準(zhǔn)確地得到測(cè)量精度，因而，采用陀螺定向測(cè)量技術(shù)，可以較好地應(yīng)用于煤礦的井下挖掘應(yīng)用之中，其中，“加測(cè)陀螺方位角”技術(shù)是主要的測(cè)量應(yīng)用技術(shù)。③陀螺定向測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于重要巷道。井下作業(yè)環(huán)境與地面環(huán)境不同，因而，井下的測(cè)量程序是先采用較低等級(jí)的導(dǎo)線，用以指導(dǎo)挖掘，待導(dǎo)線拉得較長(zhǎng)之后，再提升為較高精度的控制導(dǎo)線。在重大的整合礦井貫通工程時(shí)，要采用陀螺儀方位角測(cè)定巷道的方向，然后，將測(cè)量的實(shí)際方位角與設(shè)計(jì)方位角相對(duì)照比較，從而進(jìn)行巷道挖掘方向的檢驗(yàn)。

2.3 中腰線一體測(cè)量技術(shù) 中腰線一體測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于滿足礦井生產(chǎn)的主要巷道之中，具體測(cè)量方法為：①按照設(shè)計(jì)的方位、坡度，初期的中線標(biāo)定采用掛羅盤在巷道頂板上畫一條中線，坡度標(biāo)定采用半圓儀在邊邦上畫一條腰線，待掘進(jìn)至20米左右時(shí)采用陀螺定向測(cè)量技術(shù)在巷道頂板上標(biāo)定好3根中線，然后測(cè)量其坐標(biāo)，所得的放線精度控制在要求范圍之內(nèi)。②安裝激光指向儀，標(biāo)定好的3根中線要在激光的光斑中心位置上，而且激光的坡度在設(shè)計(jì)方位內(nèi)。

2.4 深部礦井長(zhǎng)距離巷道測(cè)量技術(shù) 隨著時(shí)間的開(kāi)采，礦井深度較深、內(nèi)壓較大、地質(zhì)條件較差、環(huán)境復(fù)雜，待測(cè)點(diǎn)容易產(chǎn)生變動(dòng)，破壞原有的標(biāo)記，而且，巷道的底板在壓力的影響下會(huì)向上凸起并產(chǎn)生底鼓，從而在高程上的測(cè)量誤差較大。所以需要在測(cè)量之時(shí)結(jié)合觀測(cè)數(shù)據(jù)、地質(zhì)條件，把握其點(diǎn)位移動(dòng)的規(guī)律，才能實(shí)施測(cè)量技術(shù)的運(yùn)用，為了保證井巷的測(cè)量精度，要將導(dǎo)線點(diǎn)分兩級(jí)布設(shè)井下導(dǎo)線，初期采用較低等級(jí)的導(dǎo)線，深入到井下300～500m之后，再布設(shè)較高等級(jí)的導(dǎo)線，然后采用同水平或不同水平的貫通測(cè)量來(lái)校正所測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，以實(shí)際測(cè)量的坐標(biāo)調(diào)整井巷的位置。

3 提升測(cè)量精度的注意要點(diǎn)

①整合礦井測(cè)量技術(shù)要與主體礦井級(jí)別相同，根據(jù)《煤礦測(cè)量規(guī)程》的規(guī)范，整合礦井的規(guī)模較小，不宜選取低級(jí)別的測(cè)量控制技術(shù)。②注意原始資料的可靠性，對(duì)原始記錄要進(jìn)行認(rèn)真檢查和對(duì)算，觀測(cè)工作結(jié)束后，要及時(shí)整理和檢查觀測(cè)手簿中所有計(jì)算是否正確并進(jìn)行全面認(rèn)真的檢核計(jì)算，以免造成內(nèi)業(yè)計(jì)算結(jié)果發(fā)生錯(cuò)誤。③運(yùn)用點(diǎn)下光學(xué)對(duì)中器對(duì)中，可以抵銷風(fēng)流對(duì)對(duì)中的干擾性影響，從而減少對(duì)中誤差，提升對(duì)中精度，井下起算控制點(diǎn)要進(jìn)行認(rèn)真的實(shí)測(cè)檢核，確保起算數(shù)據(jù)真實(shí)可靠、準(zhǔn)確無(wú)誤。④采用加測(cè)陀螺邊，減小了測(cè)量誤差，在使用全站儀導(dǎo)線測(cè)量之后，可以極大地降低方位誤差。⑤采用小鋼尺測(cè)量，并注意量高時(shí)鋼尺是否與測(cè)點(diǎn)接觸，從而提升高程測(cè)量精度。綜上所述，測(cè)量技術(shù)在整合礦井間的運(yùn)用，要按照設(shè)計(jì)的要求，使實(shí)際中的測(cè)量與設(shè)計(jì)誤差相比較，保證實(shí)際誤差低于允許誤差，提高測(cè)量精度。

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