浅析贯通测量技术在矿山中的应用

摘要：采用两个或多个相向或同向掘进的工作面掘进同一井巷时，为了使其按照设计要求在预定地点正确接通而进行的测量工作，称为贯通测量。采用贯通方式多头掘进同一井巷，可以加快施工进度，改善通风状况与劳动条件，有利于矿井开采与掘进的平衡接续。它是加快矿井建设的重要措施，所以在矿井建设与采矿生产过程中得到普遍应用。

关键词：贯通测量；矿山；预计；

1.引言

2.贯通测量的容许偏差

（1）水平面内沿巷道中线方向上的长度偏差，这种偏差只对贯通在距离上有影响，而对巷道质量没有影响；

（2）水平面内垂直于巷道中线的左、右偏差△X，；

（3）竖直面内垂直于巷道腰线的上、下偏差△h。

后两种偏差△X，和△h对于巷道质量有直接影响，所以又称为贯通重要方向的偏差；井巷贯通的容许偏差值，由矿（井）技术负责人和测量负责人根据井巷的用途、类型及运输方式等不同条件研究决定。

3.贯通测量的原则和基本方法

井巷贯通时，矿山测量人员的任务就是要保证各掘进工作面均沿着设计的位置与方向掘进，使贯通后接合处的偏差不超过规定限度，对采矿生产不造成严重影响，以避免井巷报废、人员伤亡或误透采空区、水域等重大责任事故。

3.1贯通测量原则

要在确定测量方案和测量方法时，保证贯通所必须的精度，既不因精度过低而使井巷不能正确贯通，也不盲目追求过高精度而增加测量工作量和成本。对所完成的每一步每一项测量工作都应当有客观独立的检查校核，尤其要杜绝粗差（错误）。

3.2贯通测量的基本方法

首先要利用各种测量手段，测出待贯通巷道两端导线点的平面坐标和高程，通过计算求得巷道中线的坐标方位角和巷道腰线的坡度，此坐标方位角和坡度应与原设计相符，差值在容许范围之内，同时计算出巷道两端点处的指向角。利用上述数据在巷道两端分别标定出巷道中线和腰线（可以采用激光指向），指示巷道按照设计的同一方向和同一坡度分头掘进，直到贯通相遇处相互正确接通。

4.选择贯通测量方案及误差预计的一般方法

4.1了解情况，收集资料，初步确定贯通测量方案

在接受贯通测量任务之后，首先应向贯通工程的设计和施工部门了解有关贯通工程的设计、部署、工程限差要求和贯通相遇点的位置情况，并检查设计部门提供的图纸资料。还要收集与贯通测量有关的测量资料，抄录必要的测量数据、并确认其可靠性和精度。绘制巷道贯通测量设计平面图，并在图上给出与工程有关的巷道和井上下测量控制点、导线点、水准点等，为测量设计做好准备工作。然后就可以根据实际情况拟定出可供选择的测量精度方案。在开始时可能有几个方案，如地面采用GPS、测角网，还是导线？平面联系测量采用几何定向（两井定向还是一井定向），还是采用陀螺定向？如果采用陀螺定向，则在井下导线中加NJL条陀螺定向边，加测在什么位置等。经过对几种方案的对比，根据误差大小，技术条件、工作量和成本大小、作业环境好坏等进行综合考虑，结合以往的实际经验，初步确定一个较优的贯通测量方案。

4.2选择合适的测量方法

测量方案初步确定后，选用什么仪器和哪种测量方法，规定多大的限差，采取哪些检核措施，都要一一确定下来。这个选择是和误差预计相配合进行的，常常是有反复的过程。通常是根据矿上现有的仪器和常用的测量方法，凭以往的测量经验先确定一种，经过误差预计，最后才能确定下来。对于大型重要贯通，有必要时也可以考虑向上级兄弟单位求援，借用和租用先进的仪器，或由矿务局出面组织几个矿的测量人员进行测量，并把最终成果互相对比检核，以期更有把握。

4.3进行贯通误差预计

贯通测量误差预计：就是按照所选定的测量方案与测量方法，应用最dxz-乘原理准则及误差传播定律，对贯通精度的一种估算。它是预计贯通实际偏差最大可能出现的限度，而不是预计贯通实际偏差的大小，因此，误差预计只有概率上的意义。其目的是选择适当的测量方法，做到贯通心中有数。在满足采矿生产的前提下，既不由于精度太低而造成工程损失，影响正常安全生产，也不盲目追求高精度而增加测量工作量。根据所选择的仪器和方法，确定各种误差参数。这些参数原则上应尽量采用本矿积累和分析得到的实际数据。如果新矿山缺乏足够的实测资料时，可采用有关规程中提供的数据或比照同类条件的其它测量单位的资料。当然，也可采用理论公式来估算误差参数。以上三种方法可以结合使用，互相比对，从而确定出最理想的误差参数。

依据初步选定的贯通测量方案和各项参数，就可估算出各项测量误差引起的贯通相遇点在贯通重要方向上的误差。通过误差预计，不但能求出贯通的总预计误差大小，而且还可以知道哪些测量环节是主要的误差来源，以便在修改测量方案与测量方法时有所侧重，并在将来实测过程中给予充分注意。

4.4贯通测量方案和测量方法的最终确定

将估算所得的贯通预计誤差与设计要求的容许偏差值进行比较，若前者小于后者，则初步确定的测量方案与测量方法是可行的。当然前者过小也是不行的。若预计误差超过了容许值偏差，则应调整测量方案或修改测量方法，增加观测次数，再进行估算。通过逐渐趋近的方法，直到符合要求为止。最后，根据测量方案最优、测量方法合理、预计误差小于容许偏差的原则，把测量方案与方法最终定下来，编写出完整详细的贯通测量设计书，作为施测的依据。

5.贯通测量工作的步骤

（1）调查了解待贯通井巷的实际情况，根据贯通的容许偏差，选择合理的测量方案与测量方法，对重要的贯通工程，要编制贯通测量设计书，进行贯通测量误差预计，以验证所选择的测量方案、测量仪器和方法的合理性。

（2）依据选定的测量方案和方法，进行施测和计算，每一施测和计算环节，均须有独立可靠的检核，并要将施测的实际测量精度与原设计书中要求的精度进行比较。若发现实测精度低于设计中所要求的精度时，应当分析其原因，采取提高实测精度的相应措施，返工重测。

（3）根据有关数据计算贯通巷道的标定几何要素，并实地标定巷道的中线和腰线。

（4）根据掘进巷道的需要，及时延长巷道的中腰线，定期进行检查测量和填图，并按照测量结果及时调整中线和腰线，贯通测量导线的最后几个（不少于3个）测站点必须牢固埋设。最后一次标定贯通方向时，两个相向工作面之间的距离不得小于50m.当两个掘进工作面之间的距离在岩巷中剩下15～20m，煤巷中剩下20～30m时（快速掘进时应于贯通前两天），测量负责人应以书面形式报告矿（井）技术负责人以及安全检查和施工区、队等有关部门。

（5）巷道贯通之后，应立即测量出实际的贯通偏差值，并将两端的导线连接起来，计算各项闭合差。此外，还应对最后一段巷道的中腰线进行调整。

（6）重大贯通工程完成后，应对测量工作进行精度分析与评定，写出总结。

小结

巷道贯通误差有横向、纵向、高程的误差，横向、高程的误差在巷道施工中必须加以控制，并对巷道横向贯通误差进行事先估算，确定相应的测量手段和技术要求，从而确保巷道在规范误差范围内贯通。

作者简介：孙圣仁 男，1972年9月出生，1994年毕业于辽宁省阜新煤炭工业学校矿业测量专业， 现工作于新疆龙煤集团有限公司地质测量部，主要从事矿山测量技术及管理工作。