井巷貫通工程測量技術(shù)研究

楊 松

（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局一總隊(duì)，貴州清鎮(zhèn)551400）

井巷貫通工程測量中，要考慮到井巷貫通工程的類型不同，把握實(shí)際的生產(chǎn)需求、作業(yè)需要，熟練地運(yùn)用井巷貫通工程的測量技術(shù)，提高貫通測量技術(shù)的水平。把握實(shí)際的操作程序，規(guī)范、合理地控制其中存在的偏差問題，完成測量任務(wù)。

1 井巷貫通工程的測量程序

1.1 擬定和申報(bào)程序文書

井巷貫通工程的測量要在進(jìn)行文書擬定，明確測定程序，在實(shí)施的過程中，根據(jù)井巷貫通工程技術(shù)測定的標(biāo)準(zhǔn)許可的偏差，以此作為依據(jù)，保證測定程序的恰當(dāng)、合理，擬定貫通技術(shù)測定程序文書、劃分等級。包括大型礦山井巷貫通工程、特大型礦山井巷貫通工程等，對照不同的等級和類型的井巷貫通工程，擬定貫通技術(shù)的測定文書，以此將貫通測定技術(shù)指標(biāo)的偏差問題提前預(yù)設(shè)，針對其中可能存在的偏差范圍、偏差程度進(jìn)行規(guī)劃[1]。預(yù)測設(shè)定中，對于在井巷貫通工程測量中采取的測定手段要進(jìn)行詳細(xì)的闡述，其中選取的工程測定器具，同樣要明確地體現(xiàn)在貫通技術(shù)測定程序的文書當(dāng)中。目前最常用的井巷貫通工程測量器具是兩秒型全站測定儀，完成了前期的礦山井巷貫通現(xiàn)場勘查、測定技術(shù)程序文書的擬定工作之后，要將相關(guān)的程序文書內(nèi)容提交給上一級業(yè)務(wù)主管機(jī)構(gòu)，進(jìn)行申報(bào)。由業(yè)務(wù)主管機(jī)構(gòu)進(jìn)行對程序文書的審定，并在后續(xù)的注冊、備案、審核工作中，認(rèn)可礦山井巷貫通現(xiàn)場勘查測量工作程序，才能展開具體的施工任務(wù)，實(shí)施施工作業(yè)[2]。

1.2 測定和衡算

獲取上級業(yè)務(wù)主管機(jī)構(gòu)認(rèn)可，井巷貫通工程技術(shù)測定程序方案文書擬定的下一個環(huán)節(jié)，要根據(jù)該方案文書的具體內(nèi)容，實(shí)施測定工作和工程數(shù)據(jù)的衡算作業(yè)，根據(jù)文書方案的計(jì)劃，保證采取恰當(dāng)、穩(wěn)妥的技術(shù)、數(shù)據(jù)檢核方式，進(jìn)行測定和衡算，保證技術(shù)應(yīng)用的可行性和最終測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在測定環(huán)節(jié)，要在系統(tǒng)角度對現(xiàn)場技術(shù)測定的精準(zhǔn)程度進(jìn)行評估、分析，對比測定設(shè)計(jì)方案中的要求，及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場技術(shù)測定中存在的不足之處，找到不精準(zhǔn)的問題，對比測定設(shè)計(jì)方案的要求進(jìn)行改進(jìn)，結(jié)合實(shí)際的現(xiàn)場情況，采取必要的手段進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證根據(jù)井巷貫通工程技術(shù)測定程序的具體方案文書內(nèi)容，進(jìn)行測定和數(shù)據(jù)的衡算[3]。

1.3 總結(jié)和歸納

在擬定申報(bào)礦山井巷貫通現(xiàn)場勘查測定技術(shù)的程序文書后，根據(jù)該方案的內(nèi)容實(shí)施測定和工程數(shù)據(jù)的衡算，應(yīng)在開挖井巷貫通之前，確定巷道空間的結(jié)構(gòu)尺寸，通過具體的衡算，迅速地對貫通施工中存在的偏差數(shù)據(jù)進(jìn)行測定、分析。在井巷開挖貫通后，明確誤差數(shù)據(jù)，應(yīng)串聯(lián)兩根導(dǎo)線，對不同類型的閉合型偏差問題進(jìn)行具體的衡算，完成最終的匯總歸納任務(wù)。結(jié)束了井巷貫通的測定任務(wù)之后，要將實(shí)施的過程整理下來，進(jìn)行匯總、歸納、分析、辨別，完成最終的整理任務(wù)，明確井巷貫通技術(shù)測定的整個過程，合理的制定井巷貫通工程測量技術(shù)的應(yīng)用方案，防范偏差問題，準(zhǔn)確的預(yù)測偏差，最大限度的控制偏差[4]。

2 井巷貫通工程的測量技術(shù)

2.1 預(yù)測偏差

根據(jù)我國煤炭礦山測定技術(shù)規(guī)程中的要求，井巷貫通施工測定要保證獨(dú)立的觀察和衡算，超過2次或以上，準(zhǔn)確地進(jìn)行偏差預(yù)估工作，在井巷貫通技術(shù)的測定中，預(yù)估偏差數(shù)據(jù)，需要以中級偏差的二倍為選取對象，明確礦山井下測量使用方式和常規(guī)手段，保證測定恰當(dāng)性、準(zhǔn)確性。選擇礦山井下測量使用的測定裝備和儀器是重點(diǎn)，要對比儀器和裝備與礦山井下測量實(shí)地要求與情況，提高井巷工程貫通的精準(zhǔn)性效果，確保能夠完成井巷工程的精準(zhǔn)型貫通作業(yè)任務(wù)[5]。在評估偏差時(shí)，應(yīng)明確目標(biāo)，偏差評估最終的目的是要保證井巷貫通工程技術(shù)測試方案的準(zhǔn)確性，這是擬定井巷貫通工程技術(shù)測試方案的前提條件，因此在偏差評估時(shí)，工作人員需要了解具體的工程建設(shè)過程，精準(zhǔn)地把握施工建設(shè)的具體程序規(guī)范和要求，加強(qiáng)對精準(zhǔn)度的把握，防止出現(xiàn)工程建設(shè)的偏差問題，在評估偏差中防范偏差，降低工程建設(shè)經(jīng)濟(jì)損失的風(fēng)險(xiǎn)。值得注意的是，在保證評估偏差準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)之上，應(yīng)避免盲目地追求過高度的精準(zhǔn)性，因?yàn)檫^度精確度，會導(dǎo)致測定業(yè)務(wù)大幅度的增長，形成不必要的業(yè)務(wù)量增加情況，這對井下的測量工作人員來說是十分復(fù)雜和困難的，工程測量極度的繁瑣、復(fù)雜，形成了不必要的資源浪費(fèi)、人力浪費(fèi)[6]。

例如，在清鎮(zhèn)市中鋁的麥壩鋁礦，其1300平巷東西兩翼總長度約3km左右，為了精確地布置采場，需要在1300平巷布置控制點(diǎn)，為此我們在1300平巷做閉合導(dǎo)線測量，經(jīng)過三次閉合導(dǎo)線測量發(fā)現(xiàn)其平面閉合差都在1m左右。分析導(dǎo)致誤差較大的主要原因如下：

①由于井下短邊較多導(dǎo)致精度無法控制。②由于采用1980 西安坐標(biāo)系3°投影帶，中央子午線為105°，而麥壩礦山地理位置在106°22′～106°25′之間，這就導(dǎo)致了投影變形較大。要提高精度就要建立獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)，這樣要花費(fèi)大量的人力財(cái)力，鑒于礦山生產(chǎn)的實(shí)際需求不必過分追求精度，所以不需要過度地測量一樣可以正常指導(dǎo)生產(chǎn)作業(yè)。對礦山的地質(zhì)情況進(jìn)行分析，估算礦山地質(zhì)狀況，保證工程偏差評估能夠和實(shí)際的情況相互貼近、符合，消除誤差風(fēng)險(xiǎn)，提前估算大體偏差系數(shù)，包括測量邊緣、測量水平、基準(zhǔn)度等，求取最終的偏差數(shù)據(jù)，結(jié)合歷史實(shí)測工程的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行整合、分析，預(yù)設(shè)貫通偏差。按照礦山測量規(guī)程中的要求，估計(jì)偏差，預(yù)設(shè)偏差，對偏差預(yù)估的過程加強(qiáng)掌握，采取恰當(dāng)?shù)氖侄危瑢y試程序環(huán)節(jié)中精度指標(biāo)不足的情況進(jìn)行調(diào)整，選擇偏差基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，貼近礦山情況。工作人員對測試材料嚴(yán)密分析，必要的情況下，重復(fù)展開偏差評估工作，最終恰當(dāng)選取測定程序，改進(jìn)測試手段，對比最終預(yù)估的偏差，貫通測定規(guī)范中給出的偏差范圍、數(shù)值，應(yīng)保證估測的偏差較低，選擇恰當(dāng)?shù)臏y試手段，直至保證測試手段有效、準(zhǔn)確為止，取得理想的檢查評估結(jié)果。

2.2 選定測試程序

在測試程序的選定中，要保證可行性、有效性，具體的測量技術(shù)人員需要與其他部門的人員進(jìn)行技術(shù)的溝通、技術(shù)的交底工作，包括項(xiàng)目修建工程中的設(shè)計(jì)部門主體、施工主體，掌握實(shí)際的工程指標(biāo)允許偏差，對技術(shù)設(shè)計(jì)的安排規(guī)劃進(jìn)行分析，了解貫通施工中實(shí)際概況，包括交合地域的情況、現(xiàn)場的情況等，掌握結(jié)構(gòu)圖紙和檢查技術(shù)設(shè)計(jì)之間的關(guān)系，分辨是否具有幾何匹配項(xiàng)。在選定測試程序的過程中，技術(shù)人員需要以多種材料數(shù)據(jù)為依據(jù)，保證測定程序選取的可行性，對井巷貫通技術(shù)測量相關(guān)的歷史數(shù)據(jù)材料，進(jìn)行全方位的收集、分析，將其中測定原始參數(shù)的相關(guān)資料摘錄下來，對測定手段進(jìn)行分析，加強(qiáng)掌握，了解要求，測定精準(zhǔn)度，將引線點(diǎn)、管控點(diǎn)、基準(zhǔn)點(diǎn)，描繪在工程圖紙上，對照與工程測定相關(guān)的井中高低位置和巷道的具體情況，保證最終所選取的測定程序有效性、可行性。

在工程建筑領(lǐng)域內(nèi)，全站測試儀被大量的運(yùn)用，GPS 定位網(wǎng)的使用也取得了顯著的成績，在井巷貫通工程的測量中，技術(shù)人員需要利用先進(jìn)的儀器設(shè)備和測量技術(shù)手段，對地面實(shí)施連續(xù)測量，通過導(dǎo)線測試技術(shù)的應(yīng)用，得到最后合理的測定結(jié)果。井下的測試環(huán)節(jié)中，選取測定線路是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，通常情況下，要由專業(yè)的技術(shù)人員選擇一條測試線路，以最靠近及短邊偏少的線路為主，展開測試，若是出現(xiàn)了風(fēng)量大、坡形較為陡峭等情況，整體的測量線路狀況不佳，無法進(jìn)行有效、準(zhǔn)確的施測作業(yè)，則需要另外選擇一條測試線路。以距離較長的線路為宜，保證測量結(jié)果的精準(zhǔn)度，最終選定測試線路時(shí)，要提前將若干項(xiàng)的實(shí)施方案準(zhǔn)備好，經(jīng)過完善的對比、分析，選取的測試線路應(yīng)具有恰當(dāng)、合理的特點(diǎn)[7]。

2.3 保證測試手段的科學(xué)性

利用有效的測試手段進(jìn)行井巷貫通工程的測量工作，要求專業(yè)的技術(shù)人員合理地選定測量方案，詳細(xì)地?cái)M定具體的測試手段，保證使用的儀器、手段，符合測量需要，確定測量的變次和偏差程度，對于檢驗(yàn)審核的手段，也要進(jìn)行逐一的擬定。設(shè)置偏差和選取測試手段這兩者之間是有著密切關(guān)系的，應(yīng)緊密的配合，必要的情況下進(jìn)行重復(fù)的作業(yè)，選擇高效、科學(xué)的測試手段，完成井巷貫通工程的測量任務(wù)，能夠應(yīng)用到礦山井下測試中的手段有限，使用的測試器具較為復(fù)雜，沒有很多種器具類型可選，需要根據(jù)常規(guī)的集程測試手段和已有的測定器具，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，合理地選擇一種測試方法，在預(yù)設(shè)偏差基礎(chǔ)之上，完整地?cái)M定測定計(jì)劃、施工計(jì)劃。近些年來，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，越來越多的高精尖設(shè)備被廣泛的運(yùn)用到了井巷貫通工程的測量中，取代了傳統(tǒng)的器具，例如電子型經(jīng)緯測試儀、光譜經(jīng)緯測定儀，目前在礦山井下工程測定中，全站型測試儀最為常見，該儀器設(shè)備應(yīng)用的功能創(chuàng)建了良好的條件，為工程測量技術(shù)的一線人員，帶來了儀器設(shè)備上的支持，提高了測量準(zhǔn)確性和測量效率[8]。

3 井巷貫通工程測量關(guān)鍵要點(diǎn)

在井巷貫通工程的測量技術(shù)應(yīng)用中，保證原始資料準(zhǔn)確，分析原始資料全面性需由井巷貫通工程的測量技術(shù)人員進(jìn)行全面的審核、認(rèn)真的檢查，若是出現(xiàn)了設(shè)計(jì)錯誤問題，應(yīng)及時(shí)修改，由設(shè)計(jì)部門對問題測量資料復(fù)查。通過可靠的檢核工作，做好測量前的準(zhǔn)備，檢驗(yàn)井巷貫通工程測量中使用到的儀器設(shè)備，在復(fù)測環(huán)節(jié)，應(yīng)使用不同型號、高精度的全站儀，由不同的工作人員進(jìn)行第二次的復(fù)測或多次的檢測工作。在必要的情況下，應(yīng)堅(jiān)持進(jìn)行重新測量，例如出現(xiàn)了測量質(zhì)量問題，測站有問題的情況下，展開重測作業(yè)，若是出現(xiàn)了超限測量的情況，同樣需要進(jìn)行重測作業(yè)，應(yīng)采取恰當(dāng)?shù)拇胧?，提高測量的準(zhǔn)確性，對于施測過程中存在的問題要進(jìn)行及時(shí)改進(jìn)。對三角網(wǎng)進(jìn)行測量或是在地面測量導(dǎo)線時(shí)，要注意全站儀的精度，提高使用效果，對于全站儀的大氣壓、溫度要進(jìn)行科學(xué)設(shè)置，必要的情況下，可以將花桿對中取代，保證最終的測量精確度，在測距環(huán)節(jié)，可使用半導(dǎo)體溫度計(jì)，對溫度的準(zhǔn)確性進(jìn)行測定，加強(qiáng)對精度的把握。

對于定向測量的精度，應(yīng)采取有效的方式，提高精度水平，若是在一井定向和兩井定向方式中，布置兩垂球線時(shí)，可以選擇沿著風(fēng)流方向的方式，利用陀螺經(jīng)緯儀和全站儀使用的方法，進(jìn)行定向和測距，測量導(dǎo)線中，強(qiáng)調(diào)高精度測量效果，應(yīng)對棱鏡對中和儀器對中精確程度加強(qiáng)把握，提高精度水平。在風(fēng)流較大的線道，做好防風(fēng)，可以通過對測點(diǎn)位置的改進(jìn)，控制風(fēng)流可能帶來的影響，設(shè)置在巷道底板位置作為測試點(diǎn)，利用光學(xué)對中方式，將風(fēng)流可能帶來的干擾降到最低。斜巷中側(cè)角作業(yè)環(huán)節(jié)，尤其要注意儀器整平的精度效果，在對中精度的基礎(chǔ)之上，利用擋風(fēng)板對風(fēng)流影響進(jìn)行抵御，消除側(cè)角誤差，將錘球浸入機(jī)油桶的中部位置，或是使用擋風(fēng)板進(jìn)行擋風(fēng)對側(cè)角誤差進(jìn)行檢查。完成了測定之后，需要進(jìn)行重新的整平作業(yè)，出現(xiàn)了誤差時(shí)，要使用全站儀數(shù)軸傾斜改正的方式，可以對全站儀的對中次數(shù)進(jìn)行調(diào)整，適當(dāng)增加對中次數(shù)[9]。

4 結(jié)論

綜上所述，在井巷貫通工程的測量中，應(yīng)用到的技術(shù)復(fù)雜，要求嚴(yán)格，在實(shí)施井巷貫通工程的測量技術(shù)過程中，應(yīng)保證分工的合理性，由專業(yè)的技術(shù)人員展開測量活動，秉持著科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、一絲不茍的態(tài)度，好防范偏差問題，保證井巷貫通工程測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，防范誤差風(fēng)險(xiǎn)，提高井巷貫通工程的施工水平、施工效率。