矿井运输大巷贯通测量实践应用研究

芦镇宇

（大同煤矿集团同发东周窑煤业股份有限公司，山西 大同 037000 ）

在煤矿开采过程中，各种测量工作都是直接为采矿工程服务的。因此，测量的精度标准，不仅要满足采矿工程的要求，同时还需考虑矿井现有测量仪器设备和技术水平等条件，并制定相应的测量方案。为保证煤矿井下运输巷道贯通成功，需要采取相应的措施提高贯通测量的精度，从而保障煤矿安全。同发东周窑煤矿二水平运输巷道在开拓时，采用相向掘进加快整个工程进度。本文对同发东周窑煤矿二水平运输巷贯通测量工程进行了方案设计，并进行了误差预估和精度分析，为确保运输巷道顺利贯通提供了技术支撑。

1 同发东周窑煤矿二水平运输大巷贯通测量工程

同发东周窑煤矿已开采多年，一水平的开采工作已接近完成。现主要是对二水平煤炭资源进行开采。当前二水平运输大巷设计长度2033.23m，设计方位270°，坡度+3‰。设计方案是从两条暗斜井掘进到二水平运输大巷，然后相向进行挖掘，保障矿井正常交替。二水平运输大巷主要是用来满足行人和通风及运输，巷道断面设计的净宽高为4500mm× 3500mm，净断面积（S净）13.57m2，直墙半圆拱型巷道，锚网喷、钢筋梯、锚索联合支护。由相关标准可知，在巷道贯通中，若采用横向误差和纵向误差等影响，则横向误差（即两中线间的允许偏差）为基本满足一般巷道贯通工程的要求。

2 二水平运输大巷贯通测量工程测量方案设计

根据同发东周窑煤矿二水平运输巷道的实际情况，对其进行了测量方案的设计，具体内容如下。先对煤矿一水平设置相应三个测点做为起始点，分别为Ll、L2、L3，βLl-L2-L3角作为检查角，对二水平回风带暗斜井、轨道暗斜井依据设计参数，按7″级导线进行联系测量，巷道贯通后导线自成闭合进行联测，具体见图1所示。

图1 二水平运输大巷贯通测量路线图

平面控制采用一级光电测距导线，共计53个站。采用南方测绘ET-02/05电子经纬仪进行测角，两个测回施测，采用YHJ-200J矿用本安型激光测距仪，每边往、返观测各4个测回，一测回读数较差不大于10mm，单程测回间较差不大于15mm；往返观测同一边长时，换算为水平距离后的互差不得大于1/6000。高程控制采用三角高程测量，由于采用全站仪进行观测，只丈量测站、前视规标高，丈量次数2次，结果互差不大于3mm。

对于控制导线的测量与延长，按《煤矿测量规程》规定，选择两级导线的级别。对同发东周窑煤矿的情况来讲，因井下一翼长度±5km，所以其基本控制导线选择±7秒级；因采区一翼长度±1km，其采区控制导线选择±l秒级，据此，结合同发东周窑煤矿测量的特点，以及虑到生产需要和可能性两个方面的因紊，则该贯通测量工程生产限差的合理精度为：（1）基本控制导线点的点位中误差，相对于近井点，不得超过±0.25m，即基本控导线点位允许误差为±0.5m；（2）采区控制导线点的点位中误差，相对于近井点，不得超过±0.25m，即采区制导线点位允许误差为±1m；（3）并下巷道任意点的点位中误差不应超过图上±0.4mm，即任意点的点位许误差为图上0.8mm。

3 贯通工程测量误差预计分析

对贯通工程测量的误差预计分析是为了确定选择的贯通测量方案是否可行，进一步确保相向掘进工作的安全性。

3.1 水平方向上的误差预计分析

由计算公式可得：

式中：

mxβ1-贯通点在x方向上的预计误差；

mβ-导线测角中误差，为±0.7″；

ρ-常数，为206265″。

式中：

mxL1-量边误差引起的贯通点K1在水平方向上的预计误差；

L-导线边长，m；

a-量边偶然误差系数，为0.0006；

α-井下导线各边与假定的x'夹角；

Lcosα用图解法在图上量出，Σ（Lcosα）2=728m2，然后求和。以上两项误差引起的贯通相遇点在水平重要方向上的误差：

导线独立测量两次，则平均值中误差为：

贯通相遇点在水平方向上的误差预计：

3.2 竖直方向上的误差预计分析

式中：

L-导线长度，为3.5km。

求其平均值中误差：

贯通相遇点在竖直方向上的误差预计：

从以上的贯通误差预计来看，贯通相遇点在水平方向上和竖直方向上的贯通误差预计小于允许偏差，说明可以采用此设计方案进行测量工作。

4 提高二水平运输大巷贯通测量精度的对策

对于同发东周窑煤矿二水平运输大巷贯通测量工程，尽管测量方案设计合理，但是具体的测量工作仍然有很多困难。煤矿井下巷道拐弯较多，不利于布设长边导线。巷道内多处受风力大，坡度的大小也不一致。为保障贯通测量工作的精度，减少人为主观误差，在测量施工时采取了以下的防范对策。

（1）做好导线点的选择。选择巷道顶板稳固通视良好的区域，不受矿车影响，方便观测仪器的安装。（2）保障相邻导线点之间通视良好，相邻导线间距尽量大而均匀。巷道分岔、拐弯、变坡点要进行相应的边长调整。（3）在风大的区域加设挡风布保障测量工作的进行。（4）同一导线需要不同人员在不同时段进行独立观察。（5）根据相应的测量数据及时对相向掘进的方向坡度进行调整。

5 贯通实测资料的精度分析及贯通后实际偏差

对于同发东周窑煤矿二水平运输大巷贯通测量工程，因其重要性所以进行了独立的两次测量工作。整个测量工作积累了相当多的原始资料和数据，现对本次的贯通测量成果的精度进行分析研究。导线独立施测了两次，导线全长6650m，共计53个站，平均边长125.5m。导线进行了两次独立的测量，其测量成果如表1所示。

表1 导线两次独立测量成果图

贯通后对贯通相遇位置两侧进行了导线闭合测量，从新副井导线边L1-L3联测至最终边A38-A39和最终点A39，其坐标方位角闭合差为±17.5″，坐标闭合差fx= +540mm，fy=-300mm，f=+310mm，高程方向上偏差为31mm，导线相对闭合差为1/10900。在现场通过将运输巷道两端中线及腰线延长至贯通点，实测贯通偏差为：水平重要方向△x=112mm，高程△h= 112mm。以上实测的贯通偏差，均小于规定的允许偏差。相对于从前面分析中已知，贯通点在水平方向上的理论误差预计分析得mxk顶=±148mm，在竖直方向上的理论误差预计为mhk1顶=±132mm。相比理论预计误差来言，实际测量的误差偏差尽管数值偏高，但是都处于规定的允许偏差范围之内。这说明该设计方案可行，对同发东周窑煤矿二水平运输巷道的测量是成功的。

6 结语

本文以同发东周窑煤矿二水平运输大巷贯通测量工程为研究对象，对其测量方案进行了设计，并对贯通测量进行了误差预计和精度分析；提出了贯通测量施工中应注意的问题。经过对贯通实测资料的精度分析及贯通后实际偏差的分析，本次贯通测量结果是成功的，测量精度能满足工程的要求。此次运输大巷贯通测量工作的成功进行为同类型的运输大巷的贯通测量提供了参考。