云岡礦8602工作面進(jìn)回風(fēng)巷貫通測(cè)量的研究

張艷芳

（同煤集團(tuán)云崗礦地質(zhì)科，山西 大同 037017）

1 工程概況

云岡礦隸屬于同煤集團(tuán)，位于山西省大同市西郊17km處，核定生產(chǎn)能力480萬t/a，主井開拓，走向長壁后退式低位放頂煤綜合機(jī)械化采煤方法，全部垮落法管理頂板，分區(qū)式抽出通風(fēng)方式。云岡礦主要開采煤層為3#、5#、8#、15#煤層，當(dāng)前正在對(duì)14-3#層406盤區(qū)8602工作面進(jìn)行回采作業(yè)，要求對(duì)8602工作面進(jìn)回風(fēng)巷進(jìn)行貫通施工。本次貫通施工由云岡礦綜采二隊(duì)和掘進(jìn)四隊(duì)進(jìn)行，從測(cè)量408盤區(qū)9#煤膠帶大巷向北延伸8602進(jìn)風(fēng)巷道，并進(jìn)行貫通。全長貫通導(dǎo)線4235m，施工時(shí)間為2018年5月1日至2019年2月1日。

2 測(cè)量誤差來源和技術(shù)措施

2.1 誤差來源

從云岡礦以往的測(cè)量實(shí)踐分析來看，井下大型工作面貫通測(cè)量的主要測(cè)量誤差有：光電測(cè)量儀器在井下復(fù)雜的工況下，在受到粉塵、噪聲、風(fēng)速風(fēng)向、溫濕度影響下引起的測(cè)量誤差；受到溫度、濕度、粉塵和風(fēng)速等影響導(dǎo)致的測(cè)定誤差；儀器自身的精密度及折舊、破損引起的系統(tǒng)誤差；測(cè)量人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)和專業(yè)操作技能不同所引起的讀數(shù)誤差；在測(cè)量作業(yè)中，儀器測(cè)量標(biāo)石中心位置不能嚴(yán)格處在同一鉛垂線上導(dǎo)致的對(duì)中誤差。

2.2 降低測(cè)量誤差的技術(shù)措施

基于云岡礦井下以往測(cè)量誤差來源分析，針對(duì)本次8602工作面進(jìn)回風(fēng)巷道貫通測(cè)量實(shí)踐，為降低測(cè)量誤差制定了如下的技術(shù)措施方案。

（1）選用全站儀、PGS、陀螺定向儀等高精度的測(cè)量儀器，可以有效提高測(cè)量精度，降低儀器測(cè)量誤差。

（2）貫通測(cè)量作業(yè)前，部門組織對(duì)全站儀、PGS、陀螺定向儀等測(cè)量儀器進(jìn)行統(tǒng)一的校正和檢驗(yàn)工作，對(duì)貫通測(cè)量作業(yè)人員進(jìn)行上崗前的專業(yè)技能操作培訓(xùn)，對(duì)本次貫通測(cè)量的路線進(jìn)行預(yù)先選點(diǎn)和編號(hào)。

（3）確定在本次貫通測(cè)量過程增加對(duì)中次數(shù)的原則；多測(cè)回測(cè)角；調(diào)整導(dǎo)線邊長，縮短前后視長短邊懸殊；架設(shè)儀器過程使用擋風(fēng)布；短整平對(duì)中儀器減小對(duì)中誤差。

（4）連續(xù)測(cè)量時(shí)，讀數(shù)和前后視時(shí)必須進(jìn)行照明，讀數(shù)前水準(zhǔn)管氣泡要嚴(yán)格居中。

（5）測(cè)量過程中嚴(yán)禁自測(cè)自記現(xiàn)象，記錄員必須重復(fù)觀測(cè)員的測(cè)量值并清晰記載。

（6）對(duì)貫通導(dǎo)線的最后5個(gè)點(diǎn)埋設(shè)牢固，等8602工作面進(jìn)回風(fēng)巷貫通施工結(jié)束后進(jìn)行導(dǎo)線聯(lián)測(cè)，并評(píng)定精度。

3 貫通測(cè)量工作方案設(shè)計(jì)

3.1 貫通測(cè)量技術(shù)方案分析

云岡礦綜采二隊(duì)和掘進(jìn)四隊(duì)全部采用全站儀三架法進(jìn)行測(cè)量施工，從8602工作面回風(fēng)巷至巷道掘進(jìn)頭敷設(shè)±7″基本控制導(dǎo)線，同樣從8602工作面進(jìn)風(fēng)巷至巷道掘進(jìn)頭敷設(shè)±7″基本控制導(dǎo)線。導(dǎo)線點(diǎn)的埋設(shè)必須根據(jù)現(xiàn)場施工的情況進(jìn)行，導(dǎo)線的邊長控制在60～250m長度內(nèi)。

3.2 觀測(cè)技術(shù)要求

3.2.1 水平角觀測(cè)方法及限差要求

（1）水平角的觀測(cè)方法。全站儀徠卡TC402型設(shè)備，7”級(jí)基本控制導(dǎo)線，測(cè)回法。7”導(dǎo)線在邊長小于15m時(shí)，3次對(duì)中、3次測(cè)回；7”導(dǎo)線邊長大于15m小于30m時(shí)，2次對(duì)中、2次測(cè)回；7”導(dǎo)線邊長大于30m時(shí)，1次對(duì)中、2次測(cè)回。

（2）限差要求見表1。

表1 水平角的觀測(cè)限差要求表

（3）注意事項(xiàng)。三架法導(dǎo)線測(cè)量水平角，使用木制三角架防止振動(dòng)；同時(shí)三角架應(yīng)該支設(shè)在堅(jiān)硬底板上防止抖動(dòng)；不得調(diào)整照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管，氣泡不能超過1格；觀測(cè)中防止人為觸碰，如發(fā)現(xiàn)氣泡偏離超限必須重新進(jìn)行觀測(cè)。對(duì)中時(shí)借助垂球進(jìn)行對(duì)中，從而可以有效地保證對(duì)中的精準(zhǔn)度。

3.2.2 導(dǎo)線邊長觀測(cè)及限差要求

（1）觀測(cè)方法。導(dǎo)線邊長測(cè)試儀器為全站儀，往返觀測(cè)，取兩次平均值。

（2）限差要求。導(dǎo)線邊長限差要求如表2所示。

3.2.3 井下高程測(cè)量及限差要求

（1）觀測(cè)方法。采用三角高程測(cè)量法，與井下平面控制測(cè)量同步進(jìn)行。觀測(cè)前后將覘標(biāo)高、儀器高進(jìn)行測(cè)量，保證互差小于4mm。

（2）限差要求。三角高程測(cè)量要往返進(jìn)行，相鄰兩點(diǎn)往返測(cè)高差的互差容許偏差值為10 mm+0.3mm×S，高程閉合差容許誤差值為

表2 導(dǎo)線邊長限差要求

3.2.4 中腰線標(biāo)定

使用激光指向儀指示巷道的中腰線，在巷道掘進(jìn)中每掘進(jìn)30～50m采用全站儀對(duì)中腰線進(jìn)行校準(zhǔn)。

3.3 貫通巷道偏差分析

（1）此次8602工作面為井內(nèi)巷道貫通，要求水平方向、豎直方向、中腰線的偏差均小于0.5m；設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)貫通點(diǎn)高程誤差為0.423m，預(yù)計(jì)重要方向誤差為0.447m。

（2）實(shí)際貫通施工中貫通點(diǎn)的誤差為0.321m，從而說明該誤差小于貫通允許誤差和預(yù)計(jì)誤差，巷道貫通設(shè)計(jì)方案合理，巷道貫通質(zhì)量合格。

（3）8602工作面巷道貫通施工完成后，對(duì)其進(jìn)行實(shí)際偏差附合，附合導(dǎo)線精度結(jié)果如下：f= 0.321m，fh=0.043m，L=4235m，K=1/12354，n=58。

3.4 精度分析

數(shù)據(jù)處理得本次貫通閉合實(shí)測(cè)誤差為0.321m，小于貫通預(yù)計(jì)偏差值。分析造成誤差的原因有：（1）測(cè)站數(shù)量較多。本次井下工作面貫通距離為4235m，貫通距離比較長，從而需要布置的測(cè)站數(shù)較多，影響測(cè)距和測(cè)角精度；（2）8602工作面運(yùn)輸巷風(fēng)流較大，受溫度、濕度、粉塵和風(fēng)速等影響，造成全站儀讀數(shù)不穩(wěn)影響測(cè)角誤差。

4 結(jié)語

煤礦井下工程測(cè)量工作是一項(xiàng)重要的技術(shù)工作，測(cè)量結(jié)果及成果是用來指導(dǎo)和檢測(cè)煤礦安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)。測(cè)量結(jié)果的精度影響著煤礦生產(chǎn)的進(jìn)度及生產(chǎn)安全，必須保障測(cè)量的精度。本文以云岡礦8602工作面進(jìn)回風(fēng)巷貫通工程為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)了貫通測(cè)量的方案，基于影響貫通測(cè)量誤差來源的基礎(chǔ)上提出了降低貫通測(cè)量誤差的技術(shù)措施，實(shí)踐結(jié)果表明貫通巷道偏差符合要求，貫通閉合實(shí)測(cè)誤差符合設(shè)計(jì)要求。