貫通測量技術(shù)在煤礦測繪中的應(yīng)用

劉興偉

摘 要：針對傳統(tǒng)貫通測量精度低、效率低的問題，以某礦一礦副井和三礦主井的貫通任務(wù)為例在分析該任務(wù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合貫通距離以及操作難易程度確定最佳貫通路線，并完成貫通操作中必需的關(guān)鍵貫通設(shè)備，最終對貫通測量中的高程和平面控制測量的精度保證提出要求。

關(guān)鍵詞：貫通測量;GPS;全站儀;貫通距離;測量精度

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，貫通測量技術(shù)也在不斷地豐富，如早期多數(shù)煤礦使用的光學(xué)儀器和鋼尺量距受礦山地理環(huán)境的影響極大，而且測量精度低、耗時多、人力成本高，而近年來出現(xiàn)的全站儀、GPS等設(shè)備使得測量精度有了大幅度提高，不僅為測量工作者提高了極大的便利，還有效保障了煤礦的安全生產(chǎn)。本文以某礦山為例，提出了新型的貫通測量方案， 采用了防爆全站儀、GPS和激光指向儀，實驗確定了最佳貫通點，計算了最佳貫通點在水平重要方向上的預(yù)計誤差，并對該方案是否滿足礦井貫通和隧道貫通最長距離要求進(jìn)行了探討，闡明了新方案的合理性和可靠性。

1 貫通測量的概述及原則

首先就井巷貫通而言，主要是指在煤礦井巷掘進(jìn)工作中，采取同向或者對頭掘進(jìn)的方式，并且能夠在預(yù)先設(shè)定的地點完成有效貫通，其關(guān)鍵在于貫通測量的精度。井巷貫通工作的開展，其優(yōu)勢在于能夠提高礦井建設(shè)速度，也是提高煤礦效益的重要手段。面對復(fù)雜的井下采掘條件，較易在掘進(jìn)過程中出現(xiàn)巷道破壞、形變等問題，而且潮濕、粉塵等問題增大了巷道測量的難度，所以要合理利用貫通測量的方法，為井巷貫通工作提供有效保障。同時，貫通測量需注意如下幾方面：一是要結(jié)合貫通巷道工程的類型及特點，合理制定測量方案，并對誤差范圍作出明確的規(guī)定;二是要保證所用貫通測量儀器的精度;三是要尤為重視巷道中、腰線的標(biāo)定及測量精度，還要結(jié)合掘進(jìn)過程遇到的問題，按要求開展中腰線的檢查及填圖工作，通過適時調(diào)整來降低貫通測量誤差;四是貫通后的偏差測量工作也是重要內(nèi)容，還應(yīng)對測量過程予以分析總結(jié)，找出貫通測量中存在不足[1]。

2 煤礦巷道貫測量的重要性

2.1 保證煤礦巷道安全作業(yè)開展

首先，提高煤礦巷道貫通測量的準(zhǔn)確性，能保證煤礦巷道安全作業(yè)順利開展。煤礦巷道貫通是煤礦巷道作業(yè)中的一種常見的施工情況，其主要指在施工的過程中進(jìn)行兩個或多個相向或者相同方向的掘進(jìn)工作面設(shè)置分段掘進(jìn)，在這個過程中需要嚴(yán)格要求在預(yù)定的地點進(jìn)行相互結(jié)合。在開展工作的過程中，只有保證煤礦巷道貫通測量的準(zhǔn)確性才能保證貫通作業(yè)順利推進(jìn)。尤其是在煤礦巷道貫通的過程中，如果貫通作業(yè)的位置地質(zhì)情況復(fù)雜，那么在貫通測量的過程中對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行反復(fù)的核查，來保證測量的精確性。

2.2 提高煤礦巷道貫通測量的效率保證

煤礦巷道貫通測量的準(zhǔn)確性能有效提高煤礦巷道貫通測量的效率。在煤礦巷道貫通測量的過程中，如果不能保證測量的精度，需要進(jìn)行返工， 從而影響了煤礦巷道掘進(jìn)工程順利推進(jìn)，因此需要通過保證煤礦巷道貫通測量的準(zhǔn)確性來提高測量的效率，同時能有效避免因巷道掘進(jìn)而導(dǎo)致施工被延誤問題的發(fā)生[2]。

3 貫通測量技術(shù)在煤礦測繪中的應(yīng)用

3.1 井下導(dǎo)線測量

井下導(dǎo)線測量按照《煤礦測量規(guī)程》中7″級控制導(dǎo)線的規(guī)定設(shè)置貫通測量控制導(dǎo)線，基于SET22D本安型防爆全站儀采用測回法測試角度，以懸掛棱鏡作為參照物，測量水平角時需瞄準(zhǔn)懸掛棱鏡的線繩，而測量豎直角時需瞄準(zhǔn)懸掛棱鏡的中心，測角時水準(zhǔn)氣泡偏差控制在一格以內(nèi)，以兩次獨立測量值的平均值為最終結(jié)果，測量時應(yīng)嚴(yán)格遵守《煤礦安全規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定。井下1635大巷按照《煤礦測量規(guī)程》中高程控制測量準(zhǔn)則測試，每組水準(zhǔn)點間往返各測一次，取往返測的平均值作為結(jié)果;井筒和井下斜巷按全站儀三角高程法的規(guī)定測試，以對向觀測的方式。所有測量需在實驗前對儀器進(jìn)行校正，測試結(jié)果由兩人分別計算，保證測量的準(zhǔn)確性。

3.2 貫通偏差數(shù)值的測定

在煤礦井下巷道貫通測量技術(shù)項目中，貫通的允許偏差值要結(jié)合工程項目實際情況進(jìn)行確定，并且要想達(dá)到相應(yīng)的精度，就要結(jié)合具體問題進(jìn)行具體分析，避免其產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)問題。因此，要在煤礦井下巷道貫通測量技術(shù)應(yīng)用過程中，有效開展復(fù)測和復(fù)算。在不影響整體工程項目運行的情況下，只有偏差值控制在一定范圍內(nèi)，就能從根本上提高煤礦井下巷道貫通測量的穩(wěn)定性和安全性。礦井內(nèi)沿著導(dǎo)向開鑿的水平巷道，其結(jié)構(gòu)的腰線誤差允許偏差值為0.2m;沿著導(dǎo)向開鑿的傾斜巷道，其結(jié)構(gòu)的中心線誤差允許偏差值不得大于0.2m。同一個煤礦結(jié)構(gòu)中開鑿的水平巷道以及傾斜巷道中心線誤差允許偏差值為0.3m，腰線誤差允許偏差值不得大于0.2m[3]。

3.3 陀旋定向技術(shù)

在實際技術(shù)建立和運行過程中，要提高測定效果和測定實效性，水準(zhǔn)支線施行雙向測量的測量方法，取得的測量數(shù)值更為精準(zhǔn)，雙向測量法也能最大程度上減少誤差，高程是測量工作的重中之重。在高程測量工作中一定要保證數(shù)值的準(zhǔn)確性。陀旋定向技術(shù)在應(yīng)用時，主要使用的是陀螺儀，不僅能有效對數(shù)據(jù)進(jìn)行測定，也能將礦井下平面結(jié)構(gòu)參數(shù)作為測評對象。（1）深井定向測量，利用陀螺儀還能輔助立井井筒的安裝，測量的操作人員可運用陀螺儀測量礦井下的環(huán)境，測量人員可根據(jù)測量結(jié)果對礦井下的具體情況進(jìn)行合理設(shè)計，設(shè)計好井筒的放置位置與鋼梁的埋藏位置，能最大程度地提升工作效率。（2）控制井下平面，在巷道建成后可以運用陀螺儀對工程進(jìn)行驗收，在工程驗收時可將陀螺儀對巷道的方位角進(jìn)行測量。也就是說，整合定期檢查測量機(jī)制的同時，要完善基本的填圖工作，確保處理機(jī)制和運行參數(shù)分析的準(zhǔn)確性。

3.4 中腰線一體測量

中腰線一體測量技術(shù)往往被運用于坡度較陡的巷道中，而且使用這種技術(shù)對巷道的長短有具體的要求，需要巷道短一些。中腰線一體測量技術(shù)的優(yōu)勢在于操作便利而且能夠保證測量的準(zhǔn)確度，在使用中腰線一體測量技術(shù)之前首先要找好備用井筒倉的上下中心位置，之后再確定中腰線的位置，確定中腰線位置的過程中需要運用到全站儀。此外，在施工的過程中還需要充分考慮實際環(huán)境的影響，例如天氣、工作區(qū)域條件會影響到中腰線位置的測量，為了保證測量的準(zhǔn)確性，需要事先完成周邊環(huán)境的觀測工作[4]。

3.5 利用全球定位系統(tǒng)

進(jìn)行煤礦巷道貫通測量工作開展煤礦巷道貫通測量工作時還會運用到全球定位系統(tǒng)。全球定位系統(tǒng)的優(yōu)勢在于自動化，且具有較高的準(zhǔn)確性， 因此被廣泛運用于煤礦巷道貫通測量過程中，這種技術(shù)能有效提高測量精度，操作較為便利，因此在測量的過程中能大大降低員工的工作強(qiáng)度，提高工作的安全性和效率。

4 結(jié)束語

綜上所述，在煤礦井下開采中，井巷貫通工程的實施，有助于開采進(jìn)度及效益的提升，同時，也對貫通測量的精度提出較高要求。對測量人員來說，應(yīng)當(dāng)結(jié)合貫通工程特點及精度要求，合理選擇貫通測量及誤差估計的方法，還要高度注意巷道貫通后的誤差分析工作，并進(jìn)行技術(shù)總結(jié)，進(jìn)而對后續(xù)貫通測量提供有效參考。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李忠海.煤礦井下巷道貫通測量誤差預(yù)計與分析——以某礦4101大巷為例[J].中國化工易，2019，（2）：11.

[2] 呂文廣，張琳.煤礦井下巷道貫通測量精度分析及技術(shù)方法研究[J].工業(yè)設(shè)計，2019，（3）：149-150.

[3] 孫金禮，陳杰.煤礦井下巷道貫通測量精度分析及技術(shù)方法[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2019，（6）：72，118-120.

[4] 袁會，連會青，韓永.煤礦兩立井多巷道貫通測量方案及精度保證技術(shù)[J].煤礦開采，2019，（4）：20-22，38.