煤矿工作面贯通测量方案选取和精度评定

石应飞

（国投新集刘庄煤矿地测科，安徽 颍上 236200）

151101工作面位于刘庄煤矿西一采区11-1煤首个工作面，开采方式采用倾斜长臂采煤法，胶带顺槽由151301胶带顺槽下部车场拨门施工，轨道顺槽由西一轨道与回风二石门联巷拨门施工，工作面平均倾角为15°，胶带顺槽与轨道顺槽均沿煤掘进，施工方位为13°，巷道全长约2528m；根据煤矿测量相关规范与满足矿井生产安装需求，该贯通工程要求水平重要方向上的容许偏差为±0.3m，竖直方向上的容许偏差为±0.2m。

1 测量方案

1.1 水平角观测方法及限差要求

本次贯通工程预计导线全长接近4千米，为了保证贯通精度，水平角的观测严格按照《煤矿测量规程》关于井下7″控制导线的规定，测角时半测回互差不大于20″,两测回间互差不大于12″，当边长小于15m时，三次对中，三个测回；当边长大于15m小于等于30m时，两次对中，两个测回；当边长大于30m时，一次对中，两个测回。全站仪在测点下对中时，要严格整平仪器，并令望远镜水平，由测点上悬挂下垂球，垂球与仪器严格对中，水平气泡严格居中，特别是在风流大的巷道，要十分注意经纬仪及觇标对中，以减小其对测角精度的不良影响。

1.2 导线边长测量及限差要求

在测导线边长时，每条边的测回数不少于两次，并进行往返观测，一测回读数较差不大于10mm，单程测回间较差不大于15mm，往返测互差不大于边长的1/6000，导线边长应加入温度、气压、仪器的加乘常数、投影水准面、高斯投影面等改正数，取两次测量边长的平均值作为最终结果。

1.3 高程测量

采用三角高程测量，竖直角观测采用中丝法单向观测，测回数同水平角同样的测回数，半测回指标差≤15″，测回间竖直角之差≤15″，仪器高和觇标高应在观测开始前和结束后用钢尺各量一次，两次丈量的互差不得大于4mm，取其平均值作为丈量结果。相邻两点往返测高差的互差不应大于10mm+0.3mm×L（L为导线水平边长，以m为单位）；三角高程导线的高程闭合差不应大于（L为导线长度，以km为单位）。

2 贯通测量误差预计

2.1 各种参数的确定

（1）测角中误差：按《煤矿测量规程》规定，取测角中误差Mβ=7″。

（2）测边误差参数：取仪器鉴定常数，A=1.24mm，B=1.49mm/km。

（3）所需数据如下表所示。

点号 与的重夹要角方(α向'） Ry' （Ry'）2 mlcosα' (mlcosα')2 K26 90° 100 10000 0 07 90° 200 40000 0 08 90° 300 90000 0 0 F2 89°38′30″ 356.56 127135.0336 0.00828 0.00006859 F1 18°07′56″ 338.014 114253.4642 1.2628068271.594681081 F 30°52′03″ 347.612 120834.1025 1.0882881271.184371047 T6 87°58′02″ 414.974 172203.4207 0.04754676 0.0026606 XJ 88°00′47″ 492.611 242665.5973 0.04700617 0.0020958 T4 87°58′04″ 592.158 350651.097 0.0492354680.002424131 T2 87°59′40″ 698.422 487793.2901 0.048940075 0.0039513

T1 87°52′27″ 790.61 625064.1721 0.05109566 0.00260766 JK4 88°12′56″ 836.889 700383.1983 0.040761158 0.00166147 F 85°52′09″ 886.89 786573.8721 0.094703016 0.00896866 S5 28°31′39″ 868.834 754872.5196 1.1550754071.334199195 DL2 22°48′46″ 823.044 677401.4259 1.305208616 1.70356953 JS1 21°29′36″ 753.97 568470.7609 1.4132452181.997262046 X5 1°15′25″ 649.162 421411.3022 1.39661152 1.950523739 XL2 20°08′18″ 636.201 404751.7124 1.2168533821.4807321529 0°27′02″ 600 360000 1.2939009731.67417972810 90° 500 250000 0 011 90° 400 160000 0 012 90° 300 90000 0 013 90° 200 40000 0 014 90° 100 10000 0 0 K3 90° 0 0 0 015 90° 100 10000 0 016 90° 200 40000 0 017 90° 300 90000 0 018 90° 400 160000 0 019 90° 500 250000 0 0 K4 90° 600 360000 0 0 K 0° 600 360000 1.489575 2.218833681 K1 0° 600 360000 1.489575 2.2188336811 90° 500 250000 0 02 90° 400 160000 0 03 90° 300 90000 0 04 90° 200 40000 0 05 90° 100 10000 0 0 K2 90° 0 0 ΣR2y'=Σm2 l cos2α'=9784464.96917.38162409

2.2 贯通误差预计

贯通测量误差就是从贯通点开始，沿下山和平巷敷设导线，并测回到贯通点所引起的误差。从形式上看似乎是一条闭合导线，但在贯通之前实际上是一条支导线。所以预计在水平重要方向上的贯通误差，实质上就是预计支导线终点在水平重要方向上的误差。

（1）水平重要方向上的预计误差：

（a）测角误差引起K2在X＇轴上的误差：

K2点在水平重要方向上的预计贯通误差为：

预计误差小于±0.3m的贯通容许偏差。

（2）贯通相遇点在高程方向上的预计误差：

采用三角高程测量，导线全长3.632km，

取 mhL=±50mm/km

所以，贯通点在高程上的预计贯通误差为：

可见，高程预计误差小于±0.2m的贯通精度要求。

3 贯通精度评定

2014年10月10日早班151101工作面在胶带顺槽安全贯通。巷道贯通后施测闭合导线，求算闭合差如下。

方位闭合差：Wβ=+89″

可见：Wβ＜Wβ允

坐标增量闭合差：Wx=－123mm Wy=+68mm

导线全长：ΣL=3894.292m

相对精度：1／T=Ws／Σs=1／27619＜1／8000

高程闭合差：Hs=+0.040mm

可见：Hs＜H 允。

由以上精度评定可知：闭合导线全长3894.292m，方位闭合差为+89″，限差为±99″，方位闭合差小于限差；导线全长闭合差为 141mm，相对闭合差为 1／27619，限差为 1／8000，相对闭合差小于限差；Hs为高差闭合差，高差闭合差小于限差；实际用仪器为2″级全站仪，测角中误差小于限差，通过上述数据可以证明闭合导线精度小于限差要求。

4 综合评述

此次151101工作面贯通顺利完成，有利的保证了工作面的正常接续，避免了因贯通误差大而需要调修带来的巨大损失，为类似贯通测量提供了科学依据。本次贯通也说明了测量方案选取的得当有效，为以后类似贯通测量提供了重要参考。

[1]张国良.矿山测量学[M].中国矿业大学出版社,2000,05.

[2]中华人民共和国能源部.煤矿测量规程[M].煤炭工业出版社,1989,05.