板集煤礦風(fēng)井井筒聯(lián)系測量技術(shù)應(yīng)用實踐

摘 要：為了確保板集煤礦能夠按照設(shè)計施工，決定對礦井風(fēng)井井筒實施聯(lián)系測量和陀螺定向測量工程，得出了風(fēng)井聯(lián)系測量坐標(biāo)成果和陀螺定向成果，為指導(dǎo)礦井施工奠定了實測基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：風(fēng)井；聯(lián)系測量；陀螺定向；結(jié)果分析

板集煤礦總體開拓方案為采用立井、主要石門及分組大巷開拓方式。根據(jù)設(shè)計方案，礦井設(shè)計生產(chǎn)能力300萬噸/年，礦井工業(yè)場地內(nèi)設(shè)主井、副井和回風(fēng)井3個立井井筒。主井、副井和回風(fēng)井3個井筒于2008年第三季度實現(xiàn)貫通。2009年4月18日，副井井筒發(fā)生突水淹井事故后經(jīng)專家組多次論證，決定對3個井筒采取綜合防治，并在原井位恢復(fù)。目前主井改絞工程順利推進，回風(fēng)井完成改絞工程進行井下巷道清理修復(fù)工作，副井井筒清理到井底，完成了井底車場馬頭門和破壞井壁的修復(fù)工作，現(xiàn)在實施井筒套壁工程。為了井上、下采用統(tǒng)一的平面坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)，保證礦井能夠按照設(shè)計施工滿足礦井建設(shè)、生產(chǎn)需要，確定井下基本控制導(dǎo)線起算邊的坐標(biāo)方位角、起算點坐標(biāo)和起算點高程，需主、副、風(fēng)三井進行井上下聯(lián)系測量與陀螺定向。

1 總體方案的確定

本次聯(lián)系測量工作的主要方案是：起算資料的復(fù)測，在進行三井聯(lián)系測量和陀螺定向之前將國家三等水準(zhǔn)點陶集點復(fù)測至礦內(nèi)水準(zhǔn)基點BS4上、復(fù)測礦內(nèi)平面控制網(wǎng)，必要時將GPS靜態(tài)點BF、XGL與外圍靜態(tài)點重新做GPS靜態(tài)。在坐標(biāo)的引入上，采用鋼絲穩(wěn)定投點的方法；在方向上，采用陀螺經(jīng)緯儀定向的方法進行測定。高程導(dǎo)入是采用經(jīng)過比長的千米鋼尺從地面已知點導(dǎo)入，導(dǎo)入高程的最終成果應(yīng)加入鋼尺比長、溫度、自重、拉力等改正數(shù)。為了減少測量工作對礦井清淤施工的影響并考慮到現(xiàn)場的實際情況，本次測量任務(wù)將方向?qū)牒妥鴺?biāo)高程導(dǎo)入分開進行測定，主要工作流程如下：首先，在井下埋設(shè)好的定向邊控制點上進行陀螺經(jīng)緯儀定向測量測定出定向邊的坐標(biāo)方位角；然后，再根據(jù)現(xiàn)場情況擇時進行坐標(biāo)、高程的導(dǎo)入工作。

2 方案的實施

聯(lián)系測量用的鋼絲、鋼尺在地面從風(fēng)井罐籠中下放至井底，利用地面現(xiàn)有的測量成果成圖資料，井上、下同時觀測，將地面坐標(biāo)、高程傳遞至井下，在井底大巷施測三個永久測點和一條陀螺定向邊，使井上、下形成一個完整、統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)[1-2]。方案實施前應(yīng)對地面現(xiàn)有的測量成果做必要的檢核。近井點點位中誤差不得超過±7cm，后視邊方位角中誤差不得超過±10\"；近井點至井口的連測導(dǎo)線邊數(shù)應(yīng)不超過三個，高程基點不少于兩個；由近井點向井口定向連接點連測時，應(yīng)設(shè)測角中誤差不超過±5\"閉合導(dǎo)線或復(fù)測支導(dǎo)線；連測導(dǎo)線點應(yīng)埋設(shè)標(biāo)石，并盡可能與礦區(qū)控制網(wǎng)連測，井口高程基點的測量，應(yīng)按四等水準(zhǔn)測量的精度要求測設(shè)。具體實施：

（1）地面近井點布設(shè)：地面近井點聯(lián)測利用板集煤礦地測科提供的控制點“行管樓”、“泵房”、“一號樓”（經(jīng)檢查，相對精度良好），采用徠卡TC1202型全站儀，按5″級導(dǎo)線要求施測導(dǎo)線“泵房-行管樓-1-2-3”。

（2）陀螺定向：本工程陀螺定向采用中天法進行測量，以“行管樓-泵房”為起算邊使用瑞士GAK-1型15″級陀螺經(jīng)緯儀施測風(fēng)井井下“K1-FJ1”陀螺邊。井上、下應(yīng)由同一觀測者進行觀測，由一個測回轉(zhuǎn)到下一個測回時，應(yīng)停止陀螺轉(zhuǎn)動10-15min，方可再次起動觀測。陀螺經(jīng)緯儀定向每測回連續(xù)觀測五個中天時間，計算三個“兩側(cè)擺動”的時間差。相鄰時間差的互差小于或等于0.4s，間隔時間差的互差小于或等于0.6s。同一陀螺定向邊兩測回陀螺方位角的互差不得超過40″，測前測后儀器常數(shù)互差不得超過40″，測前與測后零位值的互差不得超過0.2格。井上、下零位變化超過±0.3格時，應(yīng)加入零位改正。

（3）坐標(biāo)傳遞：坐標(biāo)傳遞從罐籠預(yù)留洞下放φ1.2mm單根鋼絲，下掛75kg重鉈，并放入盛滿油的大桶中，以穩(wěn)定鋼絲。待鋼絲穩(wěn)定后，地面采用徠卡TC1202型全站儀測角、測距，井下采用GTS-332N型全站儀測角、測距。井上、下均兩測回獨立觀測。井下觀測平臺要放穩(wěn)定重鉈的水桶，當(dāng)重鉈掛好后，要檢查重鉈是否與桶壁、桶底及鋼絲與井壁、井筒設(shè)備之間有無接觸之處，當(dāng)確認(rèn)無接觸后，方可進行連接測量。井下角度觀測應(yīng)首先進行擺動觀測，不少于5個測回，取其平均值作為角度觀測點，水平角觀測按7″導(dǎo)線要求獨立觀測兩測回，測回間互差不超過12″。第一次觀測完畢后，移動鋼絲（不小于20mm），重復(fù)以上工作，進行第二測回。在誤差允許范圍內(nèi)，取其平均值做為最終實測結(jié)果。

（4）高程傳遞：按四等水準(zhǔn)要求，利用風(fēng)井井架水準(zhǔn)點“風(fēng)井西南”點作為井下高程起算點，“風(fēng)井東南”作為高程檢核點。高程傳遞采用100m比長鋼尺鉚接成的1100m長鋼尺，下掛鋼尺比長時的拉力15kg重鉈，井上、下均采用DS3自動安平水準(zhǔn)儀同時觀測，第一次兩測回，測回互差小于4mm，動鋼尺后再測兩測回。井上、下均記錄溫度，內(nèi)業(yè)計算應(yīng)加溫度、自重、比長等改正數(shù)。在誤差允許范圍內(nèi)（規(guī)程要求不大于井深1/8000）取其平均值做為最終實測結(jié)果。

3 開采效果分析

K1-FJ2：85°56′34″

K1-K4：266°49′12″

FJ2-FJ1：82°02′18″

4 結(jié)束語

通過對板集煤礦風(fēng)井井筒聯(lián)系測量技術(shù)的實施，得出了聯(lián)系測量坐標(biāo)成果和陀螺定向成果，可有效的確保礦井能夠按照既定設(shè)計要求施工，也為以后礦井各項工程的實施奠定了實測基礎(chǔ)，社會和經(jīng)濟效益顯著。

參考文獻

[1]劉戰(zhàn)偉.陀螺定向技術(shù)在孟津煤礦風(fēng)井聯(lián)系測量中的應(yīng)用[J].河南科技，2013（11）：38.

[2]王平.祁東煤礦風(fēng)井聯(lián)系測量技術(shù)[J].煤炭技術(shù)，2004，23（2）：83-84.

作者簡介：王永瀚（1987，12-），男，安徽淮南人，助理工程師，主要從事煤礦地質(zhì)測量管理工作。