大斷面一次成巷貫通測(cè)量技術(shù)研究與實(shí)踐

解希臣 朱海濤 尹玉成

（龍礦大恒煤業(yè)，山西 朔州 036000）

1 工程概況

大恒煤業(yè)下組煤西翼開(kāi)拓布局規(guī)劃設(shè)計(jì)了回風(fēng)、軌道和膠帶三條大巷，下組煤西翼軌道巷承載著下組煤西翼的軌道運(yùn)輸和進(jìn)風(fēng)任務(wù)，是下組煤生產(chǎn)的重要開(kāi)拓工程之一。該巷道含外段設(shè)計(jì)全長(zhǎng)1000m，直線雙向施工貫通段全長(zhǎng)830m，坡度為0°～10°，巷道斷面為直墻半圓拱，寬4.5m×高4.5m，采用錨網(wǎng)噴支護(hù)，閉合貫通路線全長(zhǎng)2552.8m。下組煤西翼軌道巷自上組煤主斜井中部聯(lián)絡(luò)巷拐彎開(kāi)門(mén)，經(jīng)下組煤軌道巷（外段）由東向西施工；另一側(cè)由上組煤主斜井清理斜巷開(kāi)門(mén)，經(jīng)下組煤總回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷—下組煤西翼回風(fēng)巷—下組煤西翼邊界聯(lián)絡(luò)巷—下組煤西翼軌道巷（反向施工），由西向東施工。經(jīng)測(cè)量技術(shù)人員精心設(shè)計(jì)、測(cè)量和管控，克服了圍巖破碎、巷道斷面大儀器對(duì)中難、點(diǎn)高丈量難等不利因素，實(shí)現(xiàn)了大斷面一次成巷，腰線偏差僅0.045m，中線偏差0.047m高精度貫通。

2 測(cè)量方案的選擇及措施制定

2.1 優(yōu)化測(cè)量方案，選擇合理科學(xué)的測(cè)量路線

為保證下組煤西翼軌道巷大斷面一次成巷直線雙向施工貫通測(cè)量的精度，首先必須統(tǒng)一測(cè)量系統(tǒng)，消除起始資料的影響。本次貫通測(cè)量，下組煤西翼回風(fēng)巷、西翼軌道巷起始邊均來(lái)自統(tǒng)一測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量控制網(wǎng)，以統(tǒng)一兩掘進(jìn)迎頭的測(cè)量起始資料。鑒于下組煤西翼軌道巷的用途，中線方面要求較高，因排水需要，對(duì)腰線方面要求更高，貫通點(diǎn)處務(wù)必不能出現(xiàn)反坡。日常中腰線測(cè)設(shè)采用15″級(jí)導(dǎo)線進(jìn)行測(cè)量控制，復(fù)測(cè)導(dǎo)線采用了礦井最高級(jí)別的7″控制導(dǎo)線進(jìn)行測(cè)量，儀器采用徠卡（TS06-P）2″全站儀。經(jīng)分析、研究，該礦選擇的測(cè)量路線如下：

（1）下組煤西翼軌道巷（正向施工）

由上組煤西翼軌道巷中SF84—FJ4作為起始邊，經(jīng)北翼軌道大巷—上組煤主斜井中部聯(lián)絡(luò)巷—下組煤西翼軌道巷（外段）至下組煤西翼軌道巷，其中下組煤西翼軌道巷（外段）坡度最大，為-16°下山。

（2）下組煤西翼軌道巷（反向施工）

由上組煤主斜井清理斜巷中的JD81—JD73起始邊開(kāi)始，經(jīng)主斜井清理斜巷—下組煤回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷—下組煤西翼回風(fēng)巷—下組煤西翼邊界聯(lián)絡(luò)巷至下組煤西翼軌道巷（反向施工）。

2.2 細(xì)化制定針對(duì)性技術(shù)措施，以提高測(cè)量精度

鑒于下組煤西翼軌道巷的重要性，經(jīng)過(guò)分析、研究，決定貫通復(fù)測(cè)導(dǎo)線采用礦井最高級(jí)的7″控制導(dǎo)線進(jìn)行測(cè)量。施測(cè)前，首先對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行全面檢校，確保儀器設(shè)備符合要求。實(shí)測(cè)前對(duì)測(cè)量工作的每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行周密安排，制定有針對(duì)性措施。優(yōu)化測(cè)點(diǎn)設(shè)置，導(dǎo)線點(diǎn)布設(shè)盡量減少短邊，減少測(cè)站數(shù)，以提高水平角測(cè)量精度，從而確保貫通導(dǎo)線的測(cè)量精度。

2.2.1 現(xiàn)場(chǎng)施測(cè)技術(shù)細(xì)則

（1）全站儀光電導(dǎo)線測(cè)量：水平角測(cè)量按測(cè)回法進(jìn)行。邊長(zhǎng)30m以上者采取1次對(duì)中2個(gè)測(cè)回，邊長(zhǎng)30m以下（含臨近30m者）采取2次對(duì)中2個(gè)測(cè)回。同一測(cè)回中半測(cè)回互差不超過(guò)20″，一次對(duì)中兩個(gè)測(cè)回間互差不超過(guò)12″，兩次對(duì)中測(cè)回間互差不超過(guò)30″。對(duì)中次數(shù)、水平角測(cè)回?cái)?shù)、各項(xiàng)限差均嚴(yán)格按《煤礦測(cè)量規(guī)程》要求進(jìn)行控制。觀測(cè)過(guò)程中全站儀水準(zhǔn)氣泡偏離不得超過(guò)一格。

（2）三角高程測(cè)量：垂直角采取單向中絲法觀測(cè)，2個(gè)測(cè)回，垂直角及指標(biāo)差互差均不得超過(guò)15″。儀器高及前視棱鏡高在觀測(cè)前、觀測(cè)后各丈量一次，互差不超過(guò)4mm時(shí)取平均值作為最終成果。高程閉合差不得超過(guò)（L，以km為單位）。

（3）嚴(yán)把外業(yè)成果質(zhì)量關(guān)，超限的或者臨近限差的外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)堅(jiān)決作廢重測(cè)。

2.2.2 現(xiàn)場(chǎng)采取的技術(shù)措施

本次貫通測(cè)量最大的難點(diǎn)是穩(wěn)線，全站儀對(duì)中難，儀器高及棱鏡高測(cè)量難。為此，大恒煤業(yè)采取了如下措施：

（1）適當(dāng)加大垂球重量。架設(shè)儀器、棱鏡以及后視線均采用500g的垂球。

（2）擋風(fēng)。自制擋風(fēng)簾，采取可靠的措施擋風(fēng)，以提高儀器和棱鏡的對(duì)中精度。

（3）儀器高及前視棱鏡高的測(cè)量統(tǒng)一測(cè)量部位，均以測(cè)釘穿線繩的眼部為標(biāo)準(zhǔn)。點(diǎn)高測(cè)量采用自制的可伸縮測(cè)桿丈量，克服鋼卷尺豎不起來(lái)和豎不直的難點(diǎn)，以提高儀器高和前視點(diǎn)高測(cè)量精度，從而保證高程測(cè)量精度。

2.3 內(nèi)業(yè)資料的計(jì)算及技術(shù)處理

（1）統(tǒng)一測(cè)量起始資料。下組煤西翼軌道巷兩個(gè)施工工作面貫通測(cè)量分別采用同一測(cè)量系統(tǒng)的SF84—FJ4、JD81—JD73（高精度控制邊，已經(jīng)過(guò)平差處理）作為起始邊，以統(tǒng)一測(cè)量系統(tǒng)。

（2）嚴(yán)把外業(yè)成果質(zhì)量關(guān)。每次計(jì)算前對(duì)所有外業(yè)觀測(cè)成果進(jìn)行嚴(yán)格復(fù)查，不合格的外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)堅(jiān)決不用。

（3）及時(shí)對(duì)導(dǎo)線精度進(jìn)行分析，將復(fù)測(cè)導(dǎo)線成果與日常放線時(shí)所測(cè)控制導(dǎo)線成果進(jìn)行對(duì)比、分析，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

確定貫通前，經(jīng)過(guò)對(duì)兩次測(cè)量成果資料進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)方位角及平面點(diǎn)位均相差不大，而高差相差較大。進(jìn)一步對(duì)各相鄰測(cè)點(diǎn)間高差對(duì)比及相關(guān)因素分析，發(fā)現(xiàn)主要因素是初次測(cè)量時(shí)未采用測(cè)桿，儀器高和棱鏡高丈量誤差較大所致。經(jīng)過(guò)測(cè)量技術(shù)人員綜合分析、研究，采用了精度較高的第三次復(fù)測(cè)成果用于最后的工程貫通標(biāo)定。

3 貫通后聯(lián)測(cè)精度分析

下組煤西翼軌道巷貫通后經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，貫通巷道兩端中線相差0.047m，腰線相差0.045m，中線和腰線貫通偏差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于0.2m的生產(chǎn)允許限差。貫通導(dǎo)線精度評(píng)定如下：

式中：

L-閉合路線總長(zhǎng)，平距，km。

各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了《煤礦測(cè)量規(guī)程》規(guī)定的要求，完全符合7″閉合導(dǎo)線精度技術(shù)要求。

4 巷道高精度貫通的因素分析

通過(guò)測(cè)量技術(shù)人員和相關(guān)部門(mén)的共同努力，測(cè)量人員克服了巷高大儀器對(duì)中難、儀器高和棱鏡高丈量難、巷道濕度大觀測(cè)難、圍巖破碎測(cè)點(diǎn)保護(hù)難等困難，高精度、高標(biāo)準(zhǔn)完成了下組煤西翼軌道巷貫通測(cè)量工作，實(shí)現(xiàn)了巷道大斷面一次成巷對(duì)向施工高精度貫通，精度完全達(dá)到了規(guī)程規(guī)定的技術(shù)要求。本次貫通測(cè)量工程高質(zhì)量完成得益于以下幾個(gè)方面：

測(cè)量技術(shù)人員對(duì)貫通工程高度重視，制定的貫通測(cè)量方案科學(xué)合理，施測(cè)措施及測(cè)量組織得力。（1）自制測(cè)桿量點(diǎn)高。下組煤巷高大，有的毛高達(dá)到了5.5m，按常規(guī)方法測(cè)量?jī)x器高和棱鏡高誤差大。針對(duì)這一實(shí)際困難該礦測(cè)量人員自制了可伸縮測(cè)桿，既便于攜帶，更提高了儀器高及前視棱鏡高的測(cè)量精度，從而保證了高程測(cè)量的精度。（2）貫通前日常放線時(shí)采用兩次儀器高測(cè)量標(biāo)高，雙保險(xiǎn)，杜絕了高差方面粗差的出現(xiàn)，保證了高程控制的正確無(wú)誤。（3）巷道貫通前對(duì)貫通導(dǎo)線進(jìn)行了第二次復(fù)測(cè)，兩施工迎頭三組數(shù)據(jù)對(duì)比，確保了測(cè)量成果的準(zhǔn)確可靠，并提高了測(cè)量精度。（4）每次放線對(duì)中腰線進(jìn)行測(cè)量、控制，及時(shí)與現(xiàn)場(chǎng)管理人員溝通，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。在整個(gè)貫通測(cè)量實(shí)施過(guò)程中測(cè)量人員嚴(yán)格按規(guī)程施測(cè)，及時(shí)對(duì)測(cè)量成果進(jìn)行對(duì)比分析，所有這些都是搞好本次貫通工程測(cè)量的重要基礎(chǔ)。