淺析貫通測量技術(shù)在礦山中的應(yīng)用

摘要：采用兩個或多個相向或同向掘進(jìn)的工作面掘進(jìn)同一井巷時，為了使其按照設(shè)計(jì)要求在預(yù)定地點(diǎn)正確接通而進(jìn)行的測量工作，稱為貫通測量。采用貫通方式多頭掘進(jìn)同一井巷，可以加快施工進(jìn)度，改善通風(fēng)狀況與勞動條件，有利于礦井開采與掘進(jìn)的平衡接續(xù)。它是加快礦井建設(shè)的重要措施，所以在礦井建設(shè)與采礦生產(chǎn)過程中得到普遍應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：貫通測量；礦山；預(yù)計(jì)；

1.引言

2.貫通測量的容許偏差

（1）水平面內(nèi)沿巷道中線方向上的長度偏差，這種偏差只對貫通在距離上有影響，而對巷道質(zhì)量沒有影響；

（2）水平面內(nèi)垂直于巷道中線的左、右偏差△X，；

（3）豎直面內(nèi)垂直于巷道腰線的上、下偏差△h。

后兩種偏差△X，和△h對于巷道質(zhì)量有直接影響，所以又稱為貫通重要方向的偏差；井巷貫通的容許偏差值，由礦（井）技術(shù)負(fù)責(zé)人和測量負(fù)責(zé)人根據(jù)井巷的用途、類型及運(yùn)輸方式等不同條件研究決定。

3.貫通測量的原則和基本方法

井巷貫通時，礦山測量人員的任務(wù)就是要保證各掘進(jìn)工作面均沿著設(shè)計(jì)的位置與方向掘進(jìn)，使貫通后接合處的偏差不超過規(guī)定限度，對采礦生產(chǎn)不造成嚴(yán)重影響，以避免井巷報(bào)廢、人員傷亡或誤透采空區(qū)、水域等重大責(zé)任事故。

3.1貫通測量原則

要在確定測量方案和測量方法時，保證貫通所必須的精度，既不因精度過低而使井巷不能正確貫通，也不盲目追求過高精度而增加測量工作量和成本。對所完成的每一步每一項(xiàng)測量工作都應(yīng)當(dāng)有客觀獨(dú)立的檢查校核，尤其要杜絕粗差（錯誤）。

3.2貫通測量的基本方法

首先要利用各種測量手段，測出待貫通巷道兩端導(dǎo)線點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程，通過計(jì)算求得巷道中線的坐標(biāo)方位角和巷道腰線的坡度，此坐標(biāo)方位角和坡度應(yīng)與原設(shè)計(jì)相符，差值在容許范圍之內(nèi)，同時計(jì)算出巷道兩端點(diǎn)處的指向角。利用上述數(shù)據(jù)在巷道兩端分別標(biāo)定出巷道中線和腰線（可以采用激光指向），指示巷道按照設(shè)計(jì)的同一方向和同一坡度分頭掘進(jìn)，直到貫通相遇處相互正確接通。

4.選擇貫通測量方案及誤差預(yù)計(jì)的一般方法

4.1了解情況，收集資料，初步確定貫通測量方案

在接受貫通測量任務(wù)之后，首先應(yīng)向貫通工程的設(shè)計(jì)和施工部門了解有關(guān)貫通工程的設(shè)計(jì)、部署、工程限差要求和貫通相遇點(diǎn)的位置情況，并檢查設(shè)計(jì)部門提供的圖紙資料。還要收集與貫通測量有關(guān)的測量資料，抄錄必要的測量數(shù)據(jù)、并確認(rèn)其可靠性和精度。繪制巷道貫通測量設(shè)計(jì)平面圖，并在圖上給出與工程有關(guān)的巷道和井上下測量控制點(diǎn)、導(dǎo)線點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)等，為測量設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備工作。然后就可以根據(jù)實(shí)際情況擬定出可供選擇的測量精度方案。在開始時可能有幾個方案，如地面采用GPS、測角網(wǎng)，還是導(dǎo)線？平面聯(lián)系測量采用幾何定向（兩井定向還是一井定向），還是采用陀螺定向？如果采用陀螺定向，則在井下導(dǎo)線中加NJL條陀螺定向邊，加測在什么位置等。經(jīng)過對幾種方案的對比，根據(jù)誤差大小，技術(shù)條件、工作量和成本大小、作業(yè)環(huán)境好壞等進(jìn)行綜合考慮，結(jié)合以往的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，初步確定一個較優(yōu)的貫通測量方案。

4.2選擇合適的測量方法

測量方案初步確定后，選用什么儀器和哪種測量方法，規(guī)定多大的限差，采取哪些檢核措施，都要一一確定下來。這個選擇是和誤差預(yù)計(jì)相配合進(jìn)行的，常常是有反復(fù)的過程。通常是根據(jù)礦上現(xiàn)有的儀器和常用的測量方法，憑以往的測量經(jīng)驗(yàn)先確定一種，經(jīng)過誤差預(yù)計(jì)，最后才能確定下來。對于大型重要貫通，有必要時也可以考慮向上級兄弟單位求援，借用和租用先進(jìn)的儀器，或由礦務(wù)局出面組織幾個礦的測量人員進(jìn)行測量，并把最終成果互相對比檢核，以期更有把握。

4.3進(jìn)行貫通誤差預(yù)計(jì)

貫通測量誤差預(yù)計(jì)：就是按照所選定的測量方案與測量方法，應(yīng)用最dxz-乘原理準(zhǔn)則及誤差傳播定律，對貫通精度的一種估算。它是預(yù)計(jì)貫通實(shí)際偏差最大可能出現(xiàn)的限度，而不是預(yù)計(jì)貫通實(shí)際偏差的大小，因此，誤差預(yù)計(jì)只有概率上的意義。其目的是選擇適當(dāng)?shù)臏y量方法，做到貫通心中有數(shù)。在滿足采礦生產(chǎn)的前提下，既不由于精度太低而造成工程損失，影響正常安全生產(chǎn)，也不盲目追求高精度而增加測量工作量。根據(jù)所選擇的儀器和方法，確定各種誤差參數(shù)。這些參數(shù)原則上應(yīng)盡量采用本礦積累和分析得到的實(shí)際數(shù)據(jù)。如果新礦山缺乏足夠的實(shí)測資料時，可采用有關(guān)規(guī)程中提供的數(shù)據(jù)或比照同類條件的其它測量單位的資料。當(dāng)然，也可采用理論公式來估算誤差參數(shù)。以上三種方法可以結(jié)合使用，互相比對，從而確定出最理想的誤差參數(shù)。

依據(jù)初步選定的貫通測量方案和各項(xiàng)參數(shù)，就可估算出各項(xiàng)測量誤差引起的貫通相遇點(diǎn)在貫通重要方向上的誤差。通過誤差預(yù)計(jì)，不但能求出貫通的總預(yù)計(jì)誤差大小，而且還可以知道哪些測量環(huán)節(jié)是主要的誤差來源，以便在修改測量方案與測量方法時有所側(cè)重，并在將來實(shí)測過程中給予充分注意。

4.4貫通測量方案和測量方法的最終確定

將估算所得的貫通預(yù)計(jì)誤差與設(shè)計(jì)要求的容許偏差值進(jìn)行比較，若前者小于后者，則初步確定的測量方案與測量方法是可行的。當(dāng)然前者過小也是不行的。若預(yù)計(jì)誤差超過了容許值偏差，則應(yīng)調(diào)整測量方案或修改測量方法，增加觀測次數(shù)，再進(jìn)行估算。通過逐漸趨近的方法，直到符合要求為止。最后，根據(jù)測量方案最優(yōu)、測量方法合理、預(yù)計(jì)誤差小于容許偏差的原則，把測量方案與方法最終定下來，編寫出完整詳細(xì)的貫通測量設(shè)計(jì)書，作為施測的依據(jù)。

5.貫通測量工作的步驟

（1）調(diào)查了解待貫通井巷的實(shí)際情況，根據(jù)貫通的容許偏差，選擇合理的測量方案與測量方法，對重要的貫通工程，要編制貫通測量設(shè)計(jì)書，進(jìn)行貫通測量誤差預(yù)計(jì)，以驗(yàn)證所選擇的測量方案、測量儀器和方法的合理性。

（2）依據(jù)選定的測量方案和方法，進(jìn)行施測和計(jì)算，每一施測和計(jì)算環(huán)節(jié)，均須有獨(dú)立可靠的檢核，并要將施測的實(shí)際測量精度與原設(shè)計(jì)書中要求的精度進(jìn)行比較。若發(fā)現(xiàn)實(shí)測精度低于設(shè)計(jì)中所要求的精度時，應(yīng)當(dāng)分析其原因，采取提高實(shí)測精度的相應(yīng)措施，返工重測。

（3）根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算貫通巷道的標(biāo)定幾何要素，并實(shí)地標(biāo)定巷道的中線和腰線。

（4）根據(jù)掘進(jìn)巷道的需要，及時延長巷道的中腰線，定期進(jìn)行檢查測量和填圖，并按照測量結(jié)果及時調(diào)整中線和腰線，貫通測量導(dǎo)線的最后幾個（不少于3個）測站點(diǎn)必須牢固埋設(shè)。最后一次標(biāo)定貫通方向時，兩個相向工作面之間的距離不得小于50m.當(dāng)兩個掘進(jìn)工作面之間的距離在巖巷中剩下15～20m，煤巷中剩下20～30m時（快速掘進(jìn)時應(yīng)于貫通前兩天），測量負(fù)責(zé)人應(yīng)以書面形式報(bào)告礦（井）技術(shù)負(fù)責(zé)人以及安全檢查和施工區(qū)、隊(duì)等有關(guān)部門。

（5）巷道貫通之后，應(yīng)立即測量出實(shí)際的貫通偏差值，并將兩端的導(dǎo)線連接起來，計(jì)算各項(xiàng)閉合差。此外，還應(yīng)對最后一段巷道的中腰線進(jìn)行調(diào)整。

（6）重大貫通工程完成后，應(yīng)對測量工作進(jìn)行精度分析與評定，寫出總結(jié)。

小結(jié)

巷道貫通誤差有橫向、縱向、高程的誤差，橫向、高程的誤差在巷道施工中必須加以控制，并對巷道橫向貫通誤差進(jìn)行事先估算，確定相應(yīng)的測量手段和技術(shù)要求，從而確保巷道在規(guī)范誤差范圍內(nèi)貫通。

作者簡介：孫圣仁 男，1972年9月出生，1994年畢業(yè)于遼寧省阜新煤炭工業(yè)學(xué)校礦業(yè)測量專業(yè)， 現(xiàn)工作于新疆龍煤集團(tuán)有限公司地質(zhì)測量部，主要從事礦山測量技術(shù)及管理工作。