一井內巷道相向貫通測量的成功實踐

羅剛

摘要：煤礦一井內或兩井間貫通，一般是兩個或兩個以上的工作面相向或同向掘進，有利于加快掘進施工進度，有利于礦井通風系統(tǒng)快速形成，更有利于保證采掘接替。為了使兩個相向工作面在預定空間點正確的接通，巷道貫通測量就尤為重要。

關鍵詞：礦山測量;一井內貫通;成功實踐

引言

煤礦井巷貫通工程關系到整個礦井的建設和安全生產，影響重大，必須結合巷道對貫通精度具體要求，選擇適宜的導線測量方案并嚴格施測，以確保巷道順利貫通。

1貫通測量概述

1.1貫通測量基本方法

通過地面控制點延伸至井下，測算出將要進行貫通的巷道兩端控制點的平面坐標和高程，計算出待貫通巷道的中線的坐標方位角和腰線的坡度，再計算出待貫通巷道兩端點處的指向角，運用以上數(shù)據與測量儀器在待貫通巷道兩端分別標出中線與腰線，指引巷道兩端向著設計的方向和坡度進行掘進，直至工作面在巷道設計貫通相遇點處正確接通巷道。

1.2貫通測量主要環(huán)節(jié)及任務

（1）根據待貫通巷道的類型，誤差要求，確定合理的測量方法與測量方案。

（2）根據確定的測量方法與測量方案，逐步進行各項測量工作的實施，獲得井下測量導線控制點的坐標和高程，測量的結果要進行檢驗校對。

（3）根據井下貫通導線的測量成果與定向的精度，計算分析測量精度，如果精度不滿足設計要求，應該重新測量。

（4）根據測量所得數(shù)據，求得貫通巷道需要標定的幾何要素，并且實地標出待貫通巷道的中線與腰線。

（5）根據實際工作情況，實時標出待貫通巷道的中線及腰線。按期進行測量數(shù)據檢核，及時根據測量數(shù)據檢核結果調整中線及腰線。

（6）巷道正式貫通之后，要立刻測量貫通實際的偏差值，連接兩側導線，計算閉合差，對巷道的最后一段中線及要求進行調整。

（7）貫通工程完工后，要求測量工作進行整理，對于測量精度進行分析，對于測量技術做出技術總結。

1工程概述

新疆屯南煤業(yè)有限責任公司三分公司一號井，面積5.78km2，是一座年產60萬噸的現(xiàn)代化礦井，礦井采用斜井分區(qū)開拓的方式，布置有主斜井、副斜井及回風斜井，3條井筒落底標高均為+700m水平。采用綜采一次采全高采煤方法。礦井2021年采掘布局為“一采兩掘”方式，其中掘進工作面主要布置在12采區(qū)。12采區(qū)位于礦井南部區(qū)域，根據12采區(qū)設計方案， 必須首先開掘三條采區(qū)上山（12采區(qū)軌道上山、12運輸上山和12回風上山）準備巷道，以滿足采區(qū)布置要求，三條上山巷道均有礦綜掘隊負責掘進施工?？紤]到巷道用途和后期設備安裝等輔助工程需求，其中12采區(qū)運輸上山，首次采取兩端相向施工方法，同時布置兩個掘進工作面，以加快掘進進度，縮短工期，確保通風安全系統(tǒng)的提早形成。

12采區(qū)運輸上山上端開口位置位于+714m水平煤倉位置，方位角155°，以+5°坡度掘進，預計在約410m位置進入B10煤層之后再沿B10煤層底板負坡度掘進，該段掘進工作面井下標高+700～+760m。12采區(qū)運輸上山其下端開口位置位于+700m水平12采區(qū)上山聯(lián)絡巷61m處，方位角為335°，沿B10煤層底板爬坡掘進。該段掘進工作面井下標高+700～+760m。

12采區(qū)運輸上山斷面為直墻半圓拱型，采用錨桿+錨索+平焊網+噴漿支護。巷道凈高3.3m，凈寬3.6m，墻高1.5m，凈斷面10.5㎡。毛斷面巷道，高3.5m，寬3.8m，墻高1.6m，拱高1.9m，毛斷面11.7㎡，巷道主要用途為皮帶運輸、通風和行人。

該巷道測量放線工作由地測科負責，本項工程為一井內的重要貫通工程，經初步估計，該條巷道的貫通距離約1.6km。

2貫通誤差預計

2.1掌握情況并收集相關資料

接到測量任務后，首先向屯南煤業(yè)公司生產技術部了解該巷道的設計意圖、主要功能及部署，由于該巷道后期主要作為12采區(qū)主要運輸巷道使用，必須滿足安裝智能化運輸皮帶和安全生產級標準化一級達標驗收要求，對貫通測量的要求較高，故根據工程要求確定測量限差為較高級別，膠帶輸送機巷貫通時，中線間的允許偏差值?x孔計算公式為：

?x=a-（b0+b1+b2）

式中 a——貫通巷道的寬度;

b0——膠帶輸送機的寬度。

b1、b2——膠帶輸送機至巷道兩幫的允許最小距離。

根據測量貫通測量實踐經驗，膠帶輸送機平巷或斜巷貫通時，中線間的偏差要求嚴一些，偏差值可采用0.2m，腰線間的允許偏差值亦可采用0.2m。其次檢查核對相關測量圖紙和設計圖紙的幾何關系，為下一步確定測點方案做基本準備。

2.2確定測量方案

根據實際情況，有兩種方案可供選擇：

方案1，利用714車場口和副井底已布設的7″級導線FJ6-FJ8作為起始導線邊，分別向12采區(qū)運輸上山上下兩個端頭掘進工作面分別進行施測，然后根據現(xiàn)場采集到的原始測量數(shù)據，進行坐標反算和測量點圖確認，最后施工巷道根據結果進行貫通方位調整。

方案2，首先在12采區(qū)運輸上山上端口+714m水平掘進工作面正頭標設K點作為被貫通點，再利用其后15″級導線點FY2-FY3準確對其施測，然后以K-FY3作為起始邊引導線至12采區(qū)運輸上山下端口巷道開口位置;最后根據現(xiàn)場采集到的原始測量數(shù)據，進行坐標反算和測量點圖確認后，現(xiàn)場標設巷道開口方位，后期施工時，不斷以此方位為基準，對巷道施工方位進行校正。

方案1的優(yōu)點是副井布設有7″級導線點大巷基準點精度較高，測設方便。缺點是不符合閉合測量要求，精度存在一定不確定性。

方案2的優(yōu)點是構成閉合測量，其精度能滿足貫通要求，可靠性高。缺點是工作量大。

通過比較，方案2因精度高，可靠性明顯優(yōu)于方案1，所以采取方案2作為此貫通測量方案。見下圖。

本次井下導線測量決定采用型號STS-752R三鼎全站儀，儀器測角精度2″/5″，測距精度2mm+2ppm。采用測回法觀測水平角。當邊長大于30m時，測兩個測回，邊長小于30m時，每站四次對中，測兩個測回。盡可能提高測角精度，在保證通視且十字絲清晰的情況下，盡可能加大導線長度，減少累計誤差，儀器盡量采取點上對中，避免點上對中時垂球擺動增加誤差。棱鏡對中時，必須將圓氣泡居中。

觀測過程中，應時刻注意照準部水準氣泡的變化，氣泡偏離不允許超過1格。導線一邊水平、一邊傾斜時，水準氣泡變化不得超過0.5格，否則應重測。因此要求操作時應特別小心。在底板松軟的地方，應先設置好前視點再整平儀器進行觀測，避免后視早已觀測完畢，等待前視點準備時間過長，儀器發(fā)生偏斜移動而影響觀測精度。

井下導線測量同時通過全站儀進行三角高程測量。垂直角觀測應不小于兩個測回，儀器高和覘標高用小卷尺在觀測前后各量一次，兩次丈量的互差不應大于4mm。取值平均值作為最終丈量值。用全站儀測邊長時，每次必須讀三次數(shù)，取平均值作為最終邊長。

2.4 誤差預計

貫通測量誤差預計是對貫通精度的一種估算。它不是預計貫通實際偏差的大小，而是預計貫通偏差最大可能出現(xiàn)的限度，以做到心中有數(shù)，避免由于精度不夠造成工程上的損失。其預計方法主要環(huán)節(jié)如下：

（1）根據規(guī)定的貫通允許偏差值，結合工程的具體情況，編制測量方案、規(guī)定所采用的儀器、作業(yè)方法和限差要求。

（2）確定各種測量誤差參數(shù)，利用有關公式，計算各項測量誤差引起貫通相遇點在貫通重要反向上的誤差值。

（3）取2倍中誤差作為貫通的預計誤差，再與貫通允許偏差進行比較。若預計誤差小于貫通允許偏差，則所采用的測量方案是可行的，否則應對原擬測量方案進行必要地調整。調整測量方案時，應首先分析各種誤差的影響關系，擬定相應措施，以提高測量精度。然后根據調整后的方案，在進行估算，直到符合設計要求為止。最后按選定的方案進行施測和計算。

2.4.1 導線測量誤差結果

通過現(xiàn)場施測，由導線測角誤差引起K點在水平重要方向（假定x軸方向）的誤差

因導線獨立施測兩次，故：

由導線測邊引起K點在x軸方向的誤差;

因導線獨立施測兩次，故：

上述兩項誤差引起貫通點K在水平重要方向x上的預計誤差為：

貫通相遇點K在水平重要反向的預計誤差?。?/p>

。

井下三角高程測量引起K點高程誤差。貫通點在高程預計誤差取

。

誤差預計結果表明，水平重要方向上和高程上誤差均在限差要求內，證明此測量方案能保證巷道在水平和垂直方向上順利貫通，且巷道沿煤層底板掘進，故高程上誤差基本不予考慮。

3 結語

12采區(qū)運輸上山貫通當班，測量人員蹲守在現(xiàn)場，指導貫通工作。經現(xiàn)場觀測，巷道順利貫通接合，后期測量人員及時在貫通點處進行閉合測量，水平方向實際偏差值0.108m，垂直方向實際偏差為0.195m。該巷道實際精度完全達到設計要求，偏差在容許的偏差之內，滿足巷道工程和貫通設計要求，為礦井安全生產和采掘接替提供了保障。

通過本次貫通測量的成功實踐，認為井下貫通測量是指導井下生產的重點，貫通測量工作成功與否直接影響了工程質量和施工進度。測量失誤會給煤礦生產帶來重大損失，因此測量人員要有高度責任心，要有嚴、細、實的工作作風，時刻注意測量前及測量后的一些細節(jié)問題，選擇合理的貫通方案及貫通測量方法，嚴密組織和精準實施。另外現(xiàn)場操作一定要規(guī)范，盡量避免或減少工作中的失誤，有問題及時改正，這樣會使我們的貫通測量工作符合煤礦生產要求。同時建議煤礦測量技術人員要加強學習，不斷采用新技術新裝備，使煤礦測量更精準、更安全和更高效。

參考文獻：

[1]呂代銘 牟金鎖 煤礦測量手冊 上冊（修訂本）中國統(tǒng)配煤礦總公司生產局組織修訂 煤炭工業(yè)出版社1990.7.

[2]鄭衛(wèi)軍 礦井巷道貫通測量誤差預計及方案調整 能源與節(jié)能 煤炭工業(yè)出版社2015.9：163-164.