煤礦大型貫通測量方案設(shè)計與實施的探討

肖信通 劉齊

摘 要： 煤礦大型貫通測量方案設(shè)計是煤礦采取通風(fēng)設(shè)計的核心內(nèi)容。利用礦井現(xiàn)有的一汽技術(shù)開展誤差預(yù)計，并在此基礎(chǔ)上提升測量精度，可以為煤礦通風(fēng)設(shè)計的實效性提供保障。本文以某礦井為例，對煤礦大型貫通測量方案的貫通誤差預(yù)計、貫通測量方案設(shè)計、測量精度的影響因素、測量精度保障措施、大型貫通測量方案的精度評定指標(biāo)與精度保障方法進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞： 煤礦大型貫通測量方案；貫通誤差預(yù)計；精度測量；精度評定

前言：礦山測量是事關(guān)煤炭安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)性技術(shù)工作?？茖W(xué)化、合理化的技術(shù)方案與高質(zhì)量化的測量成果可以為大型貫通工程提供保障。對煤礦大型貫通測量方案的設(shè)計情況與實施情況進(jìn)行探究，有助于礦山測量技術(shù)的發(fā)展。

一、煤礦大型貫通測量方案的貫通誤差預(yù)計

（一）測量誤差參數(shù)的確定

一般情況下，煤礦大型貫通測量方案的測量誤差參數(shù)主要涉及到了以下內(nèi)容：一是，井下導(dǎo)線量邊誤差；二是，井下導(dǎo)線測角誤差；三是，井下水準(zhǔn)測量誤差；四是，井下三角高程測量誤差。以某礦區(qū)井田為例，其南北長度為12.5km，東西寬度為5.9km，勘探面積為62.4km2。根據(jù)該礦區(qū)的實際情況，井下導(dǎo)線量邊的標(biāo)稱精度在±（2+2X10-6D）mm之間，相關(guān)人員可以根據(jù)這一數(shù)值為依據(jù)，完成量邊誤差大小的估算。井下導(dǎo)線測角誤差的誤差值為±7n。根據(jù)《煤礦測量規(guī)程》的相關(guān)內(nèi)容，井下每千米水準(zhǔn)測量的高差中誤差容許限差約為50mm，每千米水準(zhǔn)測量的高差中誤差在±18mm/km之間。井下三角高程測量誤差的容許限差為100mm。

（二）貫通點的誤差分析

假設(shè)貫通點為K，貫通點的誤差主要指的是測量誤差造成的K點在x向上的誤差。貫通于x上的總中誤差以及x向上的預(yù)計誤差。K點在高程上的誤差預(yù)計也是相關(guān)人員所不可忽視的內(nèi)容。根據(jù)礦區(qū)的實際情況，井下水準(zhǔn)測量誤差約為44mm，三角高程測量誤差約為7.5mm，高程總中誤差平均值為6.2mm；高程預(yù)計誤差為12.4mm。

（三）誤差預(yù)計結(jié)果

K點在x上的預(yù)計誤差為400mm，在高程上的預(yù)計誤差預(yù)計為123mm，誤差小于允許偏差，

二、貫通測量方案設(shè)計

（一）井下平面控制測量

井下平面控制測量工作主要借助Nikon全站儀進(jìn)行。根據(jù)貫通測量工作的實際情況，導(dǎo)線測量精度級別為7級。導(dǎo)線測量過程中應(yīng)用有四架法，測量過程含對中1次，測回2次。短邊與變破點測角需要提升1個測回。測角限差半側(cè)回互差需控制在20以內(nèi)，測回間互差需控制在12以內(nèi)。為避免測量過程中可能出現(xiàn)的長短邊相互搭接的問題，最長邊的長度需要控制在300m以內(nèi)，最小邊的長度需控制在15m以上。在四架法應(yīng)用于導(dǎo)線測量以后，相關(guān)人員也需要對架上儀器高與棱鏡高進(jìn)行嚴(yán)格檢查，以保證二者出于同一水平。如測量過程中出現(xiàn)測量中斷問題，測量人員需要及時完成穩(wěn)定導(dǎo)線點的布置，穩(wěn)定導(dǎo)線點以組為單位，組內(nèi)數(shù)目需在3以上，點間距需要控制在100m以上。在二次測量工作開始以后，測量人員首先需要對上一組留設(shè)的導(dǎo)線點的角度與邊長進(jìn)行嚴(yán)格檢查，以保證測量工作的開展。

（二）井下高程測量

井下高程測量涉及到了導(dǎo)線測量、三角高程測量和水準(zhǔn)測量等內(nèi)容。導(dǎo)線測量與三角高程測量需同時進(jìn)行，測量過程需往返側(cè)高差。井下高程基點為高程測量的起算點，平巷段的測量方式以水準(zhǔn)測量為主，水準(zhǔn)測量需要與導(dǎo)線點開展聯(lián)測，并要對測量精度進(jìn)行嚴(yán)格控制。在水準(zhǔn)測量實施過程中，兩次儀器高的高差需控制在5mm以內(nèi)，往返測高差的差值在需控制在±50mm以內(nèi)，（R為水準(zhǔn)路線長）。前后邊長相符也是水準(zhǔn)測量中遵循的原則，為保證測量結(jié)果的精準(zhǔn)度，前后邊長互差需控制在3m以內(nèi)，高程計算過程需要取往返測量的平均值。水準(zhǔn)尺的垂直度也是測量過程中所不可忽視的內(nèi)容。

三、測量精度的影響因素與應(yīng)對措施

（一）測量精度的主要影響因素

測量進(jìn)度的影響因素主要與以下因素有關(guān)：一是，貫通測量導(dǎo)線的長度；二是，運(yùn)輸大巷的風(fēng)速與流量。三是，貫通測量路線及貫通導(dǎo)線距離對測量精度的干擾。根據(jù)該礦區(qū)的四級情況，貫通測量導(dǎo)線的長度為8.47m。在確定貫通部位以后，測量單位采用的是斜交定點貫通方式。這一測量方式的應(yīng)用，有助于緩解水平貫通風(fēng)險，但是在貫通距離較長的情況下，垂直向上貫通仍然存在一定風(fēng)險。在以運(yùn)輸大巷為測量起始邊緣的情況下，風(fēng)的速度及流量過大的問題回影響對中質(zhì)量與觀測質(zhì)量。由于這一區(qū)域礦車通過較為頻繁，故而礦車運(yùn)行也可以被看作是對中質(zhì)量與觀測質(zhì)量的主要影響因素。除此以外，貫通導(dǎo)線距離過長的問題也會讓測量過程中產(chǎn)生的積累誤差有所增加，進(jìn)而影響測量精度。

（二）應(yīng)對措施

針對貫通測量導(dǎo)線長度及運(yùn)輸大巷風(fēng)速等因素對貫通測量精度的影響，相關(guān)人員在測量工作開始之前，需要對應(yīng)用于測量過程的儀器設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格檢查，并要對儀器的測量精度進(jìn)行嚴(yán)格校對。點下對中的應(yīng)用，有助于降低風(fēng)速、風(fēng)流量及礦車運(yùn)行對貫通測量的干擾。測量過程中可以采用等高四架法，強(qiáng)制歸中措施的應(yīng)用，有助于對中誤差的控制。

根據(jù)前文論述，貫通測量實施過程需要避免長短邊直接連接的問題。在搭接工作實施過程中，前后視邊長的比值需控制在2以內(nèi)。為避免測量過程中可能出現(xiàn)的調(diào)焦頻繁的問題，測量人員在測量工作實施過程中，也需要對前后視的差異進(jìn)行有效控制。在保證成像清晰度的基礎(chǔ)上，測量人員也可以采取加長導(dǎo)線邊長的措施，并要在延長導(dǎo)線邊長的基礎(chǔ)上，降低測站的數(shù)量，但是導(dǎo)線邊長的長度需要控制在300m以內(nèi)。在短邊測站測量工作開展過程中，測量人員可以通過增加測回觀測的方式，提升測量精度。在變破點測量過程中增加測回觀測的方式可以在降低前后視傾角的基礎(chǔ)上，提升測量精度。為避免返工現(xiàn)象的出現(xiàn)，測量人員在應(yīng)用等高四架法進(jìn)行測量時，也需要為測站配備底板點。

四、煤礦大型貫通測量方案的精度評定

（一）精度評定指標(biāo)

就礦區(qū)實際情況而言，精度評定指標(biāo)主要與以下因素有關(guān)：一是，角度閉合差；二是，導(dǎo)線全長閉合差；三是，導(dǎo)線全長相對閉合差。在本文所提及的礦區(qū)中，角度閉合差為0°148；導(dǎo)線全長閉合差為0.263m，相對閉合差為0.024m，故而貫通精度符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

（二）精度保障方法

通過對煤礦大型貫通測量方案的測量過程進(jìn)行分析，與之相關(guān)的精度保障方法主要涉及到了以下內(nèi)容：第一，在測量工作開展過程中，相關(guān)人員需要嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)開展測量。第二，測量過程可以借助對向觀測全程導(dǎo)線測量，降低地球曲率對測量過程的干擾，進(jìn)而降低高程測量誤差?；谕饵c法的點下對中可以在控制風(fēng)流干擾的基礎(chǔ)上，提升對中精度。在四架法應(yīng)用以后，相關(guān)人員也可以借助降低對重次數(shù)的方式，促進(jìn)貫通測量精度的提升。

五、結(jié)語

三角高程測量在煤礦大型貫通測量領(lǐng)域發(fā)揮著較為重要的作用。等高四架法是適用于煤礦大型貫通測量領(lǐng)域的一種測量方法。此種測量方法的應(yīng)用，有助于三角高層測量精度的提升。也可以在降低高程傳遞對支導(dǎo)線貫通的影響的基礎(chǔ)上，提升測量精度。就煤礦大型貫通測量方案的應(yīng)用情況，測量誤差參數(shù)滿足國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，故而此種貫通測量方案可以用于指導(dǎo)安全生產(chǎn)。以等高四架法為依托，對三角高層測量技術(shù)進(jìn)行完善，有助于煤礦貫通測量技術(shù)的發(fā)展。

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