云岡礦8623工作面切眼貫通方案及誤差預(yù)計(jì)分析

祖麗榮

（同煤集團(tuán)云岡礦，山西 大同 037017）

1 工程概況

同煤集團(tuán)是一座有近60年開采歷史的現(xiàn)代化大型礦井，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為480萬t/a。云岡礦406盤區(qū)為斜～立井混合開拓方式，開采水平標(biāo)高+455m，共布置有5條開拓大巷。406盤區(qū)8623工作面由4條巷道、2條切眼組成。該工作面井下導(dǎo)線已知數(shù)據(jù)為7?級750強(qiáng)力皮帶大巷導(dǎo)線數(shù)據(jù)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，必須在8623工作面外U回風(fēng)巷與皮帶運(yùn)輸巷之間進(jìn)行貫通作業(yè)，貫通切眼距離為325m。根據(jù)這一設(shè)計(jì)要求，必須進(jìn)行8623工作面切眼貫通方案設(shè)計(jì)及誤差預(yù)計(jì)分析，保障該貫通工程順利進(jìn)行。

2 貫通測量方案設(shè)計(jì)

2.1 現(xiàn)有測量成果及測量儀器選擇

現(xiàn)在的測量成果主要是SP19、SP20兩點(diǎn)的坐標(biāo)系統(tǒng)。SP19、SP20的1954北京坐標(biāo)系統(tǒng)分別為：（4000028.144，38406857.092）、（4000005.724，38406849.810）；SP19、SP20的1956黃海高程系統(tǒng)分別為：476.252、473.811。本次測量選用徠卡TC402全站儀，連續(xù)、編碼讀數(shù)，測角精度2?；標(biāo)準(zhǔn)測量精度：2mm+2ppm；單次測量時(shí)間＜1s；望遠(yuǎn)鏡放大倍數(shù)30×。

2.2 導(dǎo)線測量的方法

基于云岡礦8623工作面切眼貫通的基本特點(diǎn)，在導(dǎo)線測量時(shí)采用的是該礦井下750強(qiáng)力皮帶大巷7?級導(dǎo)線起始數(shù)據(jù)。

2.3 觀測方法

（1）角度觀測方法。準(zhǔn)直線方向標(biāo)定后，激光經(jīng)緯儀在水平方向不能再轉(zhuǎn)動。采用光電接收靶，轉(zhuǎn)動接收靶上的測微鼓，直至檢流表的指針指向零，然后從測微鼓讀取偏離值。對每個(gè)位移標(biāo)點(diǎn)重復(fù)觀測2～4次，讀取2～4個(gè)讀數(shù)，取平均值。為了消除系統(tǒng)誤差，采用正倒鏡方法進(jìn)行觀測，并按精度要求測若干測回取平均值作為最后的觀測結(jié)果。

（2）距離觀測方法。在進(jìn)行距離觀測中，要求達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)：單程各測回間較差≤15mm；一測回讀數(shù)較差≤10mm；往返觀測同一條邊長時(shí)，化算為水平距離（經(jīng)氣和傾斜改正）后互差不得大于等于邊長的1/6000，如果超限必須找出原因并進(jìn)行重新測量。

2.4 導(dǎo)線的布設(shè)

8623工作面井下導(dǎo)線的布置與形式情況見圖1所示。導(dǎo)線隨8623工作面巷道開采掘進(jìn)的前進(jìn)方向進(jìn)行布置，支導(dǎo)線形式。每間隔90m布置一個(gè)導(dǎo)線永久點(diǎn)，在巷道拐角處等特殊工況下可根據(jù)實(shí)情縮短導(dǎo)線點(diǎn)的距離在70～90m之間。永久導(dǎo)線點(diǎn)與巷道頂板的錨固必須牢，導(dǎo)線點(diǎn)之間必須通視良好，方便觀測設(shè)備及儀器的安裝，并且不受人員和運(yùn)行車輛的影響。對各導(dǎo)線點(diǎn)位置采用特別的印記進(jìn)行標(biāo)出并編號，便于工作人員進(jìn)行尋找觀測。在該巷道掘進(jìn)的過程中，還需要下井按原來設(shè)定的導(dǎo)線點(diǎn)繼續(xù)布置。

圖1 8623工作面切眼貫通導(dǎo)線布設(shè)

8623外U回風(fēng)巷：在SP19點(diǎn)架設(shè)觀測設(shè)備，后視SP20點(diǎn)，在該巷道內(nèi)進(jìn)行導(dǎo)線點(diǎn)的布置，依次為（24、23、22、21、20……5、4、3、2、1、K）。8623皮帶運(yùn)輸巷：在SP20點(diǎn)架設(shè)觀測設(shè)備，后視SP19點(diǎn)，在該巷道內(nèi)進(jìn)行導(dǎo)線點(diǎn)的布置，依次為（SP21、SP22、SP23……44、45、46、K）。

3 貫通測量誤差預(yù)計(jì)分析

3.1 參數(shù)的確定

基于8623工作面切眼貫通為一井貫通，因此主要是對井下導(dǎo)線和高程進(jìn)行測量，針對導(dǎo)線和高程測量進(jìn)行誤差預(yù)計(jì)分析。參數(shù)是影響貫通測量誤差預(yù)計(jì)的重要因素，因此要進(jìn)行誤差預(yù)計(jì)前的參數(shù)確定。

根據(jù)測量實(shí)況，對8623工作面切眼貫通測量參數(shù)確定如下：（1）考慮到采用的徠卡TC402全站儀為J2型測量儀器，一次對中兩測回測角中誤差為±7” ；（2）井下光電測距的量邊誤差：ml=±（A+Bl）=2mm+2 ppm×l。

3.2 貫通測量相遇點(diǎn)誤差預(yù)計(jì)原理

從圖1可知8623工作面切眼貫通測量中導(dǎo)線點(diǎn)的布置及線路的分布。

根據(jù)支導(dǎo)線終點(diǎn)的點(diǎn)位誤差預(yù)計(jì)公式可知，由導(dǎo)線測角誤差引起的K點(diǎn)在X’方向上的誤差公式為：

式中：

mβ-井下導(dǎo)線的測角中誤差，取mβ=±7''；

ρ-1弧度對應(yīng)的秒值，取值=206265；

Ry'-K點(diǎn)與各導(dǎo)線連線在Y'軸上的投影長。

由導(dǎo)線量邊誤差引起的K點(diǎn)在X'方向上的誤差公式為：

式中：

ml-光電測距的量邊中誤差，ml=±（A+Bl）=2mm + 2ppm ×l；

l-導(dǎo)線各邊的邊長，km；

a'-導(dǎo)線各邊與X'軸間的夾角。

K點(diǎn)在X'方向上的預(yù)計(jì)中誤差為：

若進(jìn)行兩次獨(dú)立觀測，則平均值中誤差為：

則K點(diǎn)在X'方向上的預(yù)計(jì)誤差為：

3.3 誤差預(yù)計(jì)計(jì)算

從圖1可量取Ry'的相關(guān)取值，并將具體數(shù)據(jù)代入到公式（1）進(jìn)行計(jì)算，得結(jié)果：

測量過程中，導(dǎo)線量邊誤差引起的K點(diǎn)在X'方向上的誤差計(jì)算結(jié)果如表1所示。

K點(diǎn)在X'方向上的預(yù)計(jì)中誤差為：

平均值中誤差：

K點(diǎn)在水平重要方向上的貫通預(yù)計(jì)誤差為：

表1 K點(diǎn)在X'方向上的誤差

通過上述誤差預(yù)計(jì)計(jì)算可知，對于8623工作面切眼一井貫通的貫通相遇點(diǎn)K的相應(yīng)誤差均符合國家測量規(guī)程的要求，該8623工作面切眼一井貫通測量方案的設(shè)計(jì)是合理有效的。從誤差預(yù)計(jì)計(jì)算可得知，影響本次貫通測量誤差主要是測角誤差。

4 貫通測量工程精度分析

根據(jù)8623工作面切眼貫通測量設(shè)計(jì)方案，以SP19、SP20為起算數(shù)據(jù)，從750強(qiáng)力皮帶運(yùn)輸大巷一面到8623工作面皮帶運(yùn)輸巷，一面到8623工作面回風(fēng)巷，進(jìn)而到達(dá)8623工作面切眼貫通點(diǎn)K，整個(gè)導(dǎo)線的設(shè)計(jì)長度為4959.136m。在對8623工作面井下測量時(shí)，皮帶運(yùn)輸巷導(dǎo)線采用光電測距+經(jīng)緯儀導(dǎo)線測量，其他導(dǎo)線采用徠卡TC402全站儀測量。8623工作面，進(jìn)行合理調(diào)整，計(jì)算導(dǎo)線閉合精度?？v、橫坐標(biāo)增量閉合差分別為fx=0.140m、fy=0.116m，符合規(guī)程規(guī)定貫通允許誤差為±0.3m的要求。根據(jù)貫通測量方案，對該工程進(jìn)行了貫通施工作業(yè)，巷道貫通后效果較為理想，可以滿足8623工作面綜合行人、采煤、通風(fēng)和安全設(shè)施的要求，為保障該工作面的正常開采提供了基礎(chǔ)。