大斷面巷道一次成巷貫通測量研究

邵冬冬

(晉煤集團晉城宏圣建筑工程有限公司， 山西 晉城 048006)

1 工程概述

山西晉城無煙煤礦業(yè)集團寺河礦井位于山西省晉城市西偏北，井田面積約114.49 km2(包括東、西井區(qū))。礦井東井區(qū)核定生產(chǎn)能力為500萬 t/a，保有儲量42 330.5萬 t，服務年限35.8年。礦井東井區(qū)采用斜井開拓，共有13個井筒，采用分區(qū)式通風方式。采用傾斜長壁大采高綜合機械化采煤方法。寺河礦東井區(qū)東翼下組煤軌道巷主要承擔該礦集中輔助運輸任務，因此該巷道的施工將影響到下組煤層的開采。下組煤軌道巷含外設(shè)計全長950 m，其中直線雙向施工貫通段長度為780 m，平均坡度為6°，巷道設(shè)計為直墻半圓拱斷面施工，凈寬4.5 m，凈斷面積為20.25 m2，巷道采用錨網(wǎng)噴支護，錨桿長度1.6 m，間排距0.8 m×0.8 m，抗拔力70 kN，噴射混凝土強度等級C20，厚度100 mm。巷道閉合貫通全長近2 433.7 m。

寺河礦東井區(qū)下組煤軌道巷的兩端分別為主斜井聯(lián)絡巷處和回風聯(lián)絡巷處，從兩端雙向施工進行貫通。在下組煤軌道巷掘進施工過程中，測量施工作業(yè)存在有測量設(shè)備對中難、點高丈量困難等測量問題，這會嚴重影響到巷道貫通測量的精度，因此基于測量環(huán)境的實況，針對性地設(shè)計了大斷面一次成型貫通測量方案，實踐應用結(jié)果表明貫通測量效果理想，有效保障了巷道施工高精度貫通[1-3]。

2 貫通測量方案的設(shè)計及測量精度控制措施

2.1 貫通測量方案的設(shè)計

貫通測量方案：

1) 正向施工測量線路。由上組煤東翼軌道巷SF84～FJ4作為測量起始邊，測量線路為：主斜井→斜井聯(lián)絡巷→軌道巷外段→軌道巷。

2) 反向施工測量線路。由下組煤回風聯(lián)絡巷JD81～JD73作為測量起始邊，測量線路為：主斜井聯(lián)絡斜巷→下組煤回風聯(lián)絡巷→東翼回風巷→回風聯(lián)絡巷→軌道巷反向施工起始點→軌道巷。巷道貫通測量施工作業(yè)前統(tǒng)一測量系統(tǒng)，測量的超始資料全部來自測量系統(tǒng)的測量控制網(wǎng)，基于該軌道巷的輔助運輸功能，因此其必須保持高精度中線，同時基于巷道排水功能要求，對于巷道必須保持高精度腰線，同時巷道貫通位置及坡度準確，不得出現(xiàn)反坡。本次測定選用賓得R-202NES全站儀(測量精度3″)，貫通復測導線采用7″級控制導線。

2.2 測量精度控制措施

軌道巷貫通測量精度控制措施：第一，貫通復測時根據(jù)7″基本孔子導線進行實際測量；第二，對賓得R-202NES全站儀進行全方位檢查，保障設(shè)備正常使用；第三，測點布置應盡量減少短邊，盡量布置長邊，提高測距的相對精度，同時盡可能減少測點，提高水平角測量精度[4-6]。

2.2.1 現(xiàn)場測量施工措施

1) 全站儀光電導線測量精度控制措施。導線點水平角觀測采用測回法觀測2個測回，同一測回中半測回、一次對中兩個測回、兩次對中兩個測回的互差值分別小于20 ″、12 ″、30 ″。

2) 三角高程測量。用單向中絲法觀測垂直角，2個測回，垂直角及指標差互差小于15 ″。儀器高和前視棱鏡高程觀測前后二次測量，取平均值。

3) 嚴把外業(yè)成果質(zhì)量關(guān)，測量結(jié)果必須小于限差值，否則應該重新測量。

2.2.2 測量現(xiàn)場技術(shù)措施

對于本次下組煤軌道巷的貫通測量，基于大斷面巷道的實況，巷道圍巖破碎情況嚴重，導致全站儀進行測量時對中困難，棱鏡高和器高測量困難。針對這一情況，制定了測量現(xiàn)場技術(shù)措施。

1) 適當增加垂球質(zhì)量。測架設(shè)儀器、棱鏡和后視線的垂球質(zhì)量從350 g調(diào)整為500 g。

2) 安裝測量設(shè)備的擋風裝置。使用該礦自制的擋風風簾過行擋風操作，可有效提高測量精度。

3) 儀器高、棱鏡高測量時以測釘穿線繩眼部為統(tǒng)一測量位置，使用該礦自制的可伸縮測桿測量點高，可有效提高儀器高、棱鏡高的測量精度。

3 巷道貫通測量后精度分析

寺河礦東井區(qū)下組煤軌道已于2020年6月5日完成雙向掘進施工貫通，貫通后對施工現(xiàn)場進行了實際測量。測量結(jié)果表明：下組煤軌道巷貫通中線偏差為0.039 m、腰線偏差為0.037 m，兩者偏差均小于規(guī)程規(guī)定的允許偏差。通過對下組煤軌道巷貫通后的測量數(shù)據(jù)計算分析[式(1)～式(3)]，得出貫通導線精度評定結(jié)果。

∑S=2 433.7,n=34

(1)

(2)

(3)

其中：fβ為測量閉合導線角度閉合差；fβ允為測量閉合導線允許角度閉合差；fh為測量閉合差；fh允為運行閉合差；L為閉合路線總長。

從導線精度評定結(jié)果可知，本次對于寺河礦東井區(qū)下組煤軌道巷貫通測量成果及精度均符合要求，大斷面巷道一次成巷貫通測量方案合理可行。

4 影響大斷面巷道貫通測量精度因素分析

針對本次下組煤軌道巷的貫通測量工作，針對大斷面巷道圍巖破碎實況，制定了大斷面巷道一次成巷貫通測量并制定了精度控制措施。在該貫通測量工程施工期間，礦井各崗位工作人員共同完成了測量施工作業(yè)，測量精度高，測量結(jié)果滿足巷道使用。在本次貫通測量施工期間，有效解決了測量設(shè)備對中困難、巷道濕度高、圍巖破碎測點保全難等實際問題，大斷面巷道貫通測量精度較好。本次貫通測量工程高精度成果得益于以下技術(shù)措施。

1) 自制伸縮測桿的應用。自制伸縮測桿可有效地對大斷面巷道進行測量，特別是對于巷高達5m的巷道能實現(xiàn)精準測量。

2) 巷道貫通前，掘進施工測量放線時采用前、后兩次儀器高測量標高，取平均值，杜絕誤差的出現(xiàn)，有效提高測量精度。

3)在巷道貫通前對導線進行二次復測，該次測量數(shù)據(jù)與兩施工迎頭數(shù)據(jù)對比分析，用測量結(jié)果調(diào)整掘進方案，提高貫通測量精度。

4) 巷道中線、腰線測量時，各崗位工作人員應保持聯(lián)絡，針對測量中出現(xiàn)的問題及時提出并進行糾正處理。