赵家寨煤矿超长工作面贯通误差预计

张燎原 于 楷

（河南省新郑煤电有限责任公司，河南 新郑 451184）

1 工程概况及贯通允许偏差

11204工作面位于11采区西翼中部，东邻11206工作面采空区，南到11 采区上山和工业广场保护煤柱，西邻待掘的11202 工作面，北邻14 采区回风上山保护煤柱。开采二1煤层，煤层厚度0.7～9.2m，倾角3.0°～9.0°。该工作面设计总工程量为4 623m。上付巷设计工程量2 119m，下付巷设计工程量1 829m，切巷长269m。上、下付巷采用16m2断面36U 型钢+塑料网+椽子联合支护，切巷为梯形断面，采用12#矿用工字钢对棚支护，巷道掘进方式为综掘［1］。

预计下付巷与上付巷在上切眼附近贯通。贯通类型为沿导向层相向贯通，上、下付巷贯通导线总长5 920m，属大型相向贯通，要求贯通在水平方向最大偏差±0.4m，竖直方向最大偏差±0.3m［2］。

2 贯通测量方案的选择

2.1 测量方案

平面控制以-325 大巷的“W1”和“W2”两个7″ 级导线点开始，分别从西翼轨道大巷和11 轨道上山经11204工作面下车场及11206工作面下车场敷设7″ 级导线延测至11204 工作面上、下付巷，并随着掘进工作面向前每500m 延长一次。按照《煤矿测量规程》规定，巷道每隔1.5km～2.0km左右，应加测陀螺定向边（拟在上25～上26、中18～中19 及下20～下21 处设置陀螺定向边）。高程控制随着导线采用三角高程测量（由于沿二1 煤层底板贯通，高程精度可适当放宽），控制测量独立进行两次，两次资料要平差计算；施工测量以控制测量布设的导线点为基础，采用15″ 级导线施测，每100m至少延长一次，每次放设不少于6个中线点，中线点间距不小于3m［3］。控制测量和施工测量交叉进行，直至巷道贯通，具体见贯通测量设计平面图。

图1 贯通测量设计平面图

2.2 起始边测量资料及拟设导线统计

本次贯通测量的起始边为“W1”-“W2”，此两点为-325 大巷布设永久性控制点，测点保存完好，埋设稳固，导线边长统计见表1。

表1 导线长度统计表

2.3 测量方法及限差要求

控制测量使用宾得R-422NM防爆全站仪，测距标称精度mD=±（2+2ppm×D）mm，施工测量使用蔡司020B光学经纬仪，控制测量及施工测量均采用测回法施测。

控制测量和施工测量在延长导线前，必须对上次所测量的最后一个水平角进行检查，控制测量两次观测水平角差值不得大于20″ ，施工测量两次观测水平角差值不得大于40″。控制测量独立进行两次，两次方位闭合差不得大于分别为两次观测的总站数），然后平差处理，平差结果作为施工测量和下次控制测量延伸的起始资料。

陀螺定向的误差：拟采用索佳陀螺全站仪进行定向，其定向精度为±15″ ，分别独立进行两次定向，定向精度为±10″ 。

2.4 贯通测量的保障措施

为了保证测量的成果达到预计要求，在测量时应采用一定的措施保障测量精度。

①为了保证测角和测距的精度，测量使用的仪器设备必须经过检校。

②为了提高7″级控制测量导线的精度和减小对中误差，必须采用全站仪四架法进行测量。

③为了防止巷道风大段对测角的影响，在测角时，应采取有效的挡风措施或采用点下对中器进行对中。

④为了避免人为误差的影响，控制测量两次测量要更换观测人员。在布设导线时，应尽量减少使用短边。

⑤煤巷点位易移动,测量前应注意检查点位是否发生变化，选点位时,应把点选在无空帮空顶、卡揽紧固的U型钢上。

⑥在倾角大于15°或视线一边水平而另一边倾角大于15°的巷道中，控制测量所观测的方向加竖轴倾斜改正。

3 测量方案误差预计

3.1 误差预计所需基本参数的确定

井下导线测角误差：根据《煤矿测量规程》规定，井下导线采用7″ 级导线进行测量，取mβ=±7″ ；井下导线量边误差：根据宾得全站仪的测距标称精度mD=±（2+2×10-6D），求得平均边长D≈0.08km 的mD=±0.002m；井下三角高程测量误差：根据《煤矿测量规程》规定，每千米三角高程的高差中误差容许限差为±100mm，所以每千米三角高程的高差中误差

3.2 未加设陀螺定向边时误差预计

贯通相遇点K在水平重要方向x′上的误差预计a测角误差引起的（角度独立测量两次）误差计算见表2

表2 ∑R2y,值计算表

表3 ∑cos2a,值计算表

cK点在x′方向上的预计中误差

d贯通在水平方向上的预计误差

贯通相遇点K在高程上的误差预计

a三角高程测量引起的K点高程误差（高程测量独立施测两次）

b贯通在高程上的预计误差

预计结果分析：从以上误差预计结果可知，按该方案进行本次贯通测量在水平重要方向的预计误差为0.572m，超出了贯通水平方向的要求0.4m，说明所设计的测量方案不能够满足贯通精度要求。

3.3 加设陀螺定向边时误差预计

贯通相遇点K在水平重要方向x′上的误差预计a定向误差引起（定向分别独立进行两次）的误差:

b测角误差引起的（角度独立测量两次）误差

c量边误差引起的（边长独立测量两次）误差

dK点在x′ 方向上的预计中误差

e贯通在水平方向上的预计误差

贯通相遇点K在高程上的误差预计

a三角高程测量引起的K点高程误差（高程测量独立施测两次）

b贯通在高程上的预计误差

预计结果分析：从以上误差预计结果可知，按该方案进行本次贯通测量在水平重要方向和高程上均未超过允许的贯通偏差值，说明所设计的测量方案不能够满足贯通精度要求。

4 总结

从以上论述可知：按加设陀螺定向边的方案进行本次贯通测量在水平重要方向和高程上均未超过允许的贯通偏差值，说明所设计的测量方案和测量方法能够满足贯通精度要求。另外因地质条件变化，可能导致掘进计划的调整，继而改变贯通巷道及贯通位置，故应依据实际情况及时调整测量方案，合理布设陀螺定向边，保证本次贯通达到要求。

［1］张国良.矿山测量学［M］.徐州：中国矿业大学出版社，2001.

［2］沈季良，催云龙.建井工程手册［Z］.北京：煤炭工业出版社，1986.

［3］郑文华.地下工程测量［M］.北京：煤炭工业出版社，2007.

［4］张立志.贯通测量方案的选择与误差预计［J］.煤炭技术，2008（07）：140-141.