盤區(qū)回風(fēng)巷與南翼風(fēng)井貫通測(cè)量實(shí)踐

崔延雙

（大同煤礦集團(tuán)公司云崗礦，山西 大同 037000）

巷道貫通工程是礦井生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，貫通工程質(zhì)量的好壞影響礦井的運(yùn)輸、采掘、安全等各個(gè)方面。針對(duì)貫通測(cè)量工程的實(shí)踐研究，能夠保障煤礦井下開采作業(yè)的安全和工作效率。

1 工程概況

依據(jù)云岡礦生產(chǎn)接替的需要，決定對(duì)該礦8#煤層406盤區(qū)開拓的506回風(fēng)巷與南翼風(fēng)井貫通。南翼風(fēng)井為礦井南部的總回風(fēng)巷，斜長(zhǎng)722.5m，坡度25°，坐標(biāo)方位角180°，由地面延伸到井下12#煤層，從8#煤層506回風(fēng)巷上部通過。506回風(fēng)巷是新開拓406盤區(qū)回風(fēng)巷，巷道斷面12.6m2，從506-1回風(fēng)巷開口，坐標(biāo)方位角為180°，掘進(jìn)至南翼風(fēng)井對(duì)應(yīng)8#煤層處，接著按270°坐標(biāo)方位角與南翼風(fēng)井貫通。

貫通測(cè)量分兩條線路進(jìn)行，第一條從1030水平大巷起經(jīng)8#層406皮、506-1回到506回風(fēng)巷；第二條從1030大巷經(jīng)南翼風(fēng)井下部繞道進(jìn)入南翼風(fēng)井對(duì)應(yīng)貫通處，貫通測(cè)量導(dǎo)線長(zhǎng)3.7km，貫通點(diǎn)位于南翼風(fēng)井8#煤層處。貫通相遇點(diǎn)K在水平重要方向上的允許偏差±0.3m，在高程方向上的允許偏差為±0.2m。該貫通工程于2018年1月完成貫通任務(wù)，實(shí)際水平偏差0.003m、高程偏差0.026m。實(shí)際偏差低于規(guī)定限差，符合高精度大型貫通要求。

2 貫通測(cè)量方案的選擇

2.1 起算點(diǎn)優(yōu)化

1030水平大巷內(nèi)控制點(diǎn)是全礦井下精度級(jí)別最高的，由于施工、運(yùn)料等原因破壞嚴(yán)重，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查，E07、E09、E14點(diǎn)保存完好，可以通過坐標(biāo)反算，求出其坐標(biāo)方位角。綜合考慮506回風(fēng)巷與南翼風(fēng)井貫通測(cè)量工程的基本控制導(dǎo)線起算點(diǎn)采用1030水平大巷內(nèi)的E07、E09及E014三個(gè)高級(jí)點(diǎn)。

2.2 起算點(diǎn)的可靠性分析

對(duì)E07、E09和E14三個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行了坐標(biāo)反算，計(jì)算三點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)關(guān)系，現(xiàn)場(chǎng)以E07和E09為起始點(diǎn)、E14為檢核點(diǎn)進(jìn)行了觀測(cè)，通過現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)結(jié)果與反算結(jié)果對(duì)比，E09～E14反算平距為514.548m，實(shí)測(cè)平距為514.541m，不符值為7mm；E07-E09-E14反算水平角為180°10'34''，實(shí)測(cè)水平角為180°10'49.5''，反算兩點(diǎn)高差為1.383m，實(shí)測(cè)高差為1.387m，不符值為4mm，均在規(guī)定的允許范圍內(nèi)。證實(shí)E07、E09、E14之間的反算數(shù)據(jù)是可行的、可靠的。

2.3 導(dǎo)線測(cè)量路經(jīng)

該貫通工程具有距離遠(yuǎn)、跨水平、跨采區(qū)、多拐角等特點(diǎn)，用1030水平大巷的E07點(diǎn)后視E09點(diǎn)向北邊經(jīng)406皮、506-1回進(jìn)入506回；從E09點(diǎn)后視E07點(diǎn)向南經(jīng)南翼風(fēng)井下部繞道進(jìn)入南翼風(fēng)井，最終在南翼風(fēng)井8#煤層處實(shí)現(xiàn)貫通，形成一個(gè)完整的閉合環(huán)。

3 測(cè)量技術(shù)方法設(shè)計(jì)

3.1 平面控制措施

3.1.1 井下基本控制導(dǎo)線的實(shí)踐

（1）巷道開工后，先用全站儀施測(cè)30''級(jí)采區(qū)控制導(dǎo)線以指導(dǎo)施工（定向、標(biāo)定中腰線等），測(cè)點(diǎn)距 30～50m。

（2）巷道前進(jìn)300～500m時(shí)，再用全站儀施測(cè)15''級(jí)基本控制導(dǎo)線，測(cè)點(diǎn)間距不大于300m。最后與原采區(qū)控制測(cè)點(diǎn)保持兩個(gè)重合點(diǎn)，以茲?rùn)z核。

（3）巷道繼續(xù)前進(jìn)時(shí)，在基本控制導(dǎo)線點(diǎn)的基礎(chǔ)上繼續(xù)施測(cè)采區(qū)控制導(dǎo)線：掘進(jìn)300～500m時(shí)，再一次施測(cè)基本控制導(dǎo)線測(cè)量，直至巷道貫通。

（4）巷道貫通后，按基本控制導(dǎo)線方法聯(lián)測(cè)平差。

每300～500m導(dǎo)線獨(dú)立兩次觀測(cè)，可以互相檢核。形成了該水平基本控制導(dǎo)線閉合環(huán)，一次是配合施工的采區(qū)控制導(dǎo)線，一次是基本控制導(dǎo)線。

3.1.2 提高短邊導(dǎo)線精度

南翼風(fēng)井下部繞道有許多彎道和風(fēng)門設(shè)施等短半徑彎曲導(dǎo)線測(cè)量路徑，施測(cè)彎道和過風(fēng)門時(shí)采用三架法、三架儀器法。三架法測(cè)角，除起始和終了兩個(gè)角度外，中間不需保留測(cè)點(diǎn)，每測(cè)一次只需對(duì)中一次，與導(dǎo)線邊長(zhǎng)無關(guān)，可以避免出現(xiàn)邊長(zhǎng)誤差，解決了短邊導(dǎo)線測(cè)角精度低的問題。

3.2 高程控制措施

3.2.1 高程測(cè)量措施

506回風(fēng)巷與南翼風(fēng)井貫通高程控制全部采用三角高程測(cè)量，在觀測(cè)水平角的同時(shí)，觀測(cè)垂直角，每站進(jìn)行正倒鏡觀測(cè)、往返觀測(cè)。

3.2.2 三角高程的理論分析

本次貫通采用全站儀三架法及三架儀器法施測(cè)導(dǎo)線，三架法的強(qiáng)制對(duì)中、量高只在觀測(cè)時(shí)和第一站儀器與覘標(biāo)同時(shí)量，能減少量高誤差對(duì)高程精度影響，為三角高程代替水準(zhǔn)高程提供了條件，井下I級(jí)水準(zhǔn)一次獨(dú)立測(cè)量終點(diǎn)K的高程誤差：

井下全站儀三角高程一次支線終點(diǎn)K的高程中誤差和I級(jí)水準(zhǔn)一次獨(dú)立測(cè)量的高程中誤差基本一致，用三角高程代替水準(zhǔn)高程測(cè)量是可以滿足該貫通精度需要的。

4 貫通測(cè)量工程技術(shù)措施

4.1 導(dǎo)線施測(cè)工作措施

第一條15''級(jí)基本控制導(dǎo)線由1030水平大巷E07～E09號(hào)點(diǎn)向北經(jīng)406皮和506-1回進(jìn)入506回其間，分別與406皮的30''級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)的X13、X14和506-1回30''級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)的J5、J6等點(diǎn)聯(lián)測(cè)，以茲?rùn)z查；第二條15''級(jí)基本控制導(dǎo)線由1030水平大巷E09～E07號(hào)點(diǎn)向南經(jīng)南翼風(fēng)井下部繞道進(jìn)入南翼風(fēng)井其間與南翼風(fēng)井下部30''級(jí)導(dǎo)線的a35、a36、a27、a28等點(diǎn)聯(lián)測(cè)，以茲?rùn)z查。

為保證506回風(fēng)巷與南翼風(fēng)井精確貫通，采取對(duì)算的方法隨導(dǎo)線延測(cè)及時(shí)計(jì)算，并加強(qiáng)與施工單位聯(lián)系，保證了巷道在開口施工后準(zhǔn)確進(jìn)入506回風(fēng)巷中線位置，為506回風(fēng)巷與南翼風(fēng)井的精確貫通奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

4.2 貫通測(cè)量的驗(yàn)證

對(duì)貫通測(cè)量的新技術(shù)與方法進(jìn)行了可靠性驗(yàn)證，同時(shí)采用傳統(tǒng)測(cè)量方法對(duì)15''級(jí)導(dǎo)線進(jìn)行了驗(yàn)證性復(fù)測(cè)。結(jié)果表明：新技術(shù)與方法與傳統(tǒng)的測(cè)量方法數(shù)據(jù)吻合。

4.3 合站儀高程法標(biāo)定腰線

全站儀高程法，在測(cè)設(shè)導(dǎo)線控制點(diǎn)時(shí)，根據(jù)測(cè)得的導(dǎo)線控制點(diǎn)標(biāo)高，按往返測(cè)平距，依據(jù)設(shè)計(jì)坡度，計(jì)算出理論腰線標(biāo)高，進(jìn)行標(biāo)定的方法。該方法在實(shí)際應(yīng)用中既準(zhǔn)確又快捷，效果非常好，在坡度較大的傾斜井巷中應(yīng)用最為合適。

5 實(shí)地貫通閉合精度

506回風(fēng)巷與南翼風(fēng)井于2018年1月順利實(shí)現(xiàn)貫通，貫通現(xiàn)場(chǎng)良好，無須做任何處理。貫通后測(cè)得貫通中線偏差為3mm，腰線偏差為26mm。之后進(jìn)行了導(dǎo)線閉合測(cè)量，經(jīng)計(jì)算閉合結(jié)果為：fa=39.5''、fx=±0.022m、fy=±0.014m、fz=±0.003m，導(dǎo)線全長(zhǎng)3737m，閉合精度f/∑L=1/140000，是一次高精度大型對(duì)頭貫通，大大優(yōu)于《測(cè)量規(guī)程》規(guī)定的1/6000的精度。