掘進巷道測量誤差分析及處理措施

閆志強

（西山煤電集團西曲礦，山西太原 030200）

1 概述

西曲礦28302回風(fēng)順槽位于井田三盤區(qū)，巷道北部為28302工作面，西部為983運輸大巷，南部為28406工作面，東部為實煤區(qū)，巷道東西走向且以方位角160°布置。

28302回風(fēng)順槽設(shè)計掘進長度為1420m，巷道為矩形斷面，設(shè)計巷道寬度為4.4m，高度為3.7m，巷道掘進煤層為山西組8#煤層，煤層平均厚度為4.20m，平均傾角為2°，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，煤層內(nèi)含3～5層夾矸，夾矸總厚度為0.8m，夾矸主要以砂質(zhì)泥巖為主。28302回風(fēng)順槽沿8#煤層底板采用綜合機械化掘進，截止2020年9月12日巷道已掘進420m，巷道掘進前期由地測科采用全站儀現(xiàn)場給線，28302回風(fēng)順槽掘進期間無坡度，巷道每掘進50m現(xiàn)場給定中線即可。

由于28302回風(fēng)順槽掘進期間巷道內(nèi)粉塵濃度大、風(fēng)速快以及設(shè)備布置數(shù)量多，空間有限，巷道在前期導(dǎo)線測量時誤差率高，通過現(xiàn)場分析發(fā)現(xiàn)，巷道在310～420m段巷道導(dǎo)線延伸過程中出現(xiàn)誤差，導(dǎo)致巷道掘進至410～420m段范圍內(nèi)，巷道進向左幫偏離中線實際控制位置，巷道超寬達1.5m,嚴(yán)重威脅著巷道安全掘進以及順利貫通；通過技術(shù)研究分析了巷道掘進期間誤差源，并采取了相應(yīng)的預(yù)防措施。

2 巷道導(dǎo)線測量誤差分析

2.1 外業(yè)測量誤差

（1）儀器誤差：由于測量人員責(zé)任心不強，在進行測量工作前未對測量儀器如全站儀、三腳架、棱鏡等進行檢查，導(dǎo)致測量過程中經(jīng)常出現(xiàn)儀器誤差影響測量結(jié)果，最常見的儀器誤差主要包括視準(zhǔn)軸誤差等，儀器誤差在測量工作中很難被發(fā)現(xiàn)，對測量結(jié)果影響最大。

（2）測點布設(shè)誤差：由于28302回風(fēng)順槽沿煤層底板進行掘進，預(yù)留頂煤，且巷道周邊存在采空區(qū)，受采空區(qū)殘余應(yīng)力以及巷道開挖應(yīng)力影響，巷道頂板出現(xiàn)破碎現(xiàn)象，而測點布置在不穩(wěn)定頂板中出現(xiàn)位移現(xiàn)象，導(dǎo)致測量時起始導(dǎo)線點測量數(shù)據(jù)存在誤差，影響著整個測量結(jié)果。

（3）環(huán)境誤差：28302回風(fēng)順槽在掘進過程中巷道內(nèi)風(fēng)速達2.6m/s，巷道粉塵濃度達87mg/m3，能見度不足15m，且巷道布置的機電設(shè)備、風(fēng)水管路數(shù)量較多，造成在進行導(dǎo)線測量時儀器架設(shè)、對中整平等影響較大，從而導(dǎo)致測量結(jié)果出現(xiàn)誤差。

（4）人為誤差：在進行導(dǎo)線測量前測量人員未深入現(xiàn)場對已知導(dǎo)線點進行確認，出現(xiàn)導(dǎo)線點誤用現(xiàn)象；測量人員在進行測量數(shù)據(jù)計算時，未對上一次測量數(shù)據(jù)進行核算，特別是對起始點數(shù)據(jù)進行復(fù)算，導(dǎo)致測量時誤用導(dǎo)線點、導(dǎo)線點測量數(shù)據(jù)錯誤等現(xiàn)象嚴(yán)重，造成測量誤差。

2.2 內(nèi)頁測量誤差

（1）測量系統(tǒng)誤差：測量系統(tǒng)誤差對測量結(jié)果具有累計作用，系統(tǒng)誤差主要存在于測量內(nèi)業(yè)中，測量人員在對外業(yè)測量數(shù)據(jù)進行整理時，測量人員未嚴(yán)格按照規(guī)范要求進行計算或計算后未進行復(fù)算，導(dǎo)致單次測量出現(xiàn)誤差，影響著整個測量結(jié)果精度。

（2）人員計算誤差：在進行測量結(jié)果計算時，由于測量人員專業(yè)技術(shù)水平不足或責(zé)任心不強，在進行數(shù)據(jù)計算時計算方法錯誤，導(dǎo)致測量結(jié)果出現(xiàn)誤差。

2.3 測量繪圖誤差

（1）礦圖繪制不完整：測量人員在繪制礦圖時，由于未深入現(xiàn)場，對巷道周邊采掘巷道布置、通風(fēng)設(shè)施以及硐室布置位置、數(shù)量等掌握不到位，造成在進行繪圖時采掘工程缺失現(xiàn)象嚴(yán)重。

（2）礦圖繪制精度低：測量人員在進行繪制井下巷道空間位置時，隨意性大，未對井下巷道布置坐標(biāo)與地面建筑坐標(biāo)進行對比，導(dǎo)致巷道繪制后與井上下對照誤差大，不具有參考價值。

（3）礦圖繪制時效性差：根據(jù)測量規(guī)范要求井下測量后應(yīng)及時對礦圖進行繪制，及時繪制巷道掘進位置、周邊采掘工作面施工進度等，而實際在進行礦山測量工作后，測量人員未及時對礦圖進行繪制，礦圖繪制時效性差，無法及時反映井下采掘工作面的進度情況。

3 測量誤差預(yù)防措施

為了保證28302回風(fēng)順槽后期安全掘進，降低測量事故率，決定從儀器管理維護、測量方法優(yōu)化、測點布設(shè)等幾方面著手采取合理有效的預(yù)防措施。

（1）加強測量儀器檢修維護力度：測量儀器入井前測量人員必須仔細檢查儀器完好情況，對于精密測量儀器必須對其精密度進行校準(zhǔn)；在井下測量過程中測量人員應(yīng)對儀器采取特殊保護措施，防止巷道內(nèi)煤矸跌落或鐵器碰撞損壞儀器，發(fā)現(xiàn)儀器損壞時必須及時更換，降低因測量儀器故障導(dǎo)致測量誤差；煤礦井下應(yīng)建立測量儀器臨時維修站，若在測量過程中儀器出現(xiàn)故障后可及時進行維修，從而提高測量效率。

（2）新型測量儀器投入使用：為了解決傳統(tǒng)測量儀器在井下導(dǎo)線測量時，受施工環(huán)境以及施工工藝等影響，導(dǎo)致測量效率低、誤差大等技術(shù)難題，在井下導(dǎo)線測量時可采用GPS代替?zhèn)鹘y(tǒng)的全站儀、經(jīng)緯儀，從而降低導(dǎo)線測量工作勞動作業(yè)強度，提高工作效率；同時為了減少測量內(nèi)業(yè)工作量，可采用計算機技術(shù)在內(nèi)業(yè)整理以及礦圖繪制中應(yīng)用。

（3）優(yōu)化測量方法：由于井下光線差、能見度低、通視性差，井下測點數(shù)量多，采用傳統(tǒng)方法進行導(dǎo)線測量時不僅測量儀器對中整平次數(shù)多、工序繁瑣、勞動作業(yè)量大，而且一旦出現(xiàn)一個站點出現(xiàn)誤差，會導(dǎo)致整個測量結(jié)果出現(xiàn)誤差，不利于井下測量工作高效快速開展；所以可對傳統(tǒng)井下導(dǎo)線測量方法進行優(yōu)化，可采用三角架法進行導(dǎo)線測量，減少整平對中次數(shù)，避免儀器對中誤差；同時當(dāng)巷道與切巷貫通時采用定向放樣與貫通測量以及高程測量與控制測量相結(jié)合的方法，提高貫通測量精度。

（4）加強導(dǎo)線測量精度：在進行井下導(dǎo)線測量前，應(yīng)先深入現(xiàn)場對起始導(dǎo)線點進行標(biāo)定，并其位置坐標(biāo)進行復(fù)算，若導(dǎo)線點出現(xiàn)位移，必須重新測得導(dǎo)線點坐標(biāo)；導(dǎo)線點測量過程中應(yīng)采用雙測回法，每個測點數(shù)據(jù)必須記錄準(zhǔn)確，導(dǎo)線測量工作完成后，測量人員必須進行一次數(shù)據(jù)核算。

（5）提高內(nèi)業(yè)作業(yè)效率：為了提高測量內(nèi)業(yè)精度、降低內(nèi)業(yè)整理作業(yè)強度，在進行內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)整理時由2人負責(zé)，并將整理結(jié)果進行對比分析，確保測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤，若出現(xiàn)誤差時必須對測點進行補測；在進行礦圖繪制時測量人員必須深入現(xiàn)場準(zhǔn)確掌握巷道四鄰關(guān)系，收集井下實時動態(tài)信息，從而提高繪圖效率及準(zhǔn)確度。

4 結(jié)束語

通過對28302回風(fēng)順槽前期掘進過程中井下導(dǎo)線測量誤差井下合理分析，并根據(jù)實際生產(chǎn)情況采取了預(yù)防措施，截止2021年1月28302回風(fēng)順槽已掘進到位且與28302切巷貫通，采取預(yù)防措施后巷道在后期掘進時巷道中線最大偏差為0.4m，巷道與切巷貫通位置與設(shè)計位置偏差不足0.2m，取得了顯著應(yīng)用成效。