山西吕梁煤业副斜井与新建回风立井贯通测量分析

韩志强

（山西省煤炭工业厅煤炭资源地质局，山西 太原 030045）

1 引言

大型巷道贯通测量是矿山测量工作的一项重要工作，贯通工程质量的好坏直接关系到整个矿井的建设、生产和经济效益。为了加快矿井的建设速度、缩短建井周期、保证正常的生产接替和提高矿井产量，经常采用多口或多头掘进，这样就需要两井间或井田的长距离巷道贯通测量，所以两井间贯通测量成为矿井生产中必不可少的一项工作[1]。

山西吕梁煤业有限公司为满足生产建设的需要，合理开发利用矿产资源，规范矿产企业开发建设，需对副斜井与新建回风立井贯通测量。

2 山西吕梁煤业需贯通巷道条件

山西吕梁煤业有限公司位于山西吕梁山中段之西麓，地形地貌属黄土高原低山丘陵区，由黄土脊、峁（东西向、北东～南西向）和大型冲沟相间组成。大型山脊、梁峁延展方向多为北东向和东西向，脊峁部多为黄土和红土覆盖，地势较为平坦，坡麓间有基岩出露，大多地势陡峻，沟谷均为东西向或南东—北西向，谷底多有冲积物堆积。本区为地表水系的分水岭，溯源侵蚀剧烈，大型冲沟两侧发育“丰”状小型冲沟，各大小冲沟均具侵蚀面，呈“U”型或“V”型，沟谷底部多有基岩出露。井田面积6.9764km2，生产规模1000000t/a，设计井田范围内保有储量6978万t，设计可采储量为2938.34万t。需贯通巷道位于副斜井与新建回风立井之间，巷道总长预计1.5km。

3 副斜井与新建回风立井贯通方案

根据《矿山测量规范》规定，以及现阶段矿山测量技术水平，采用钢丝投点、长钢尺投入标高及陀螺定向技术进行联系测量[2]，主要工作内容如下所述。

3.1 地面GPS控制网测量（地面已有近井点检测）

两井间巷道贯通必须在地面建立高可靠性与高精度的GPS控制网，范围为副斜井与新建回风立井间，共布设四个GPS点。

3.2 地面高程控制测量

由于副斜井与新建回风立井相距1.5km，本次高程控制采用GPS高程并用三角高程作为检核。

3.3 井下贯通主导线初测与复测

（1）副斜井与新建回风立井间巷道贯通井下主导线初测与复测：副斜井与新建回风立井间巷道贯通井下主导线单程长1.5km(不含近井点至井口段)，复测长3km。

（2）井下贯通主导线测量等级：井下贯通主导线测量等级为7”，形式为复测支线型光电测距三角高程导线进行测量。

（3）井下日常中腰线及导线点的延伸测量等级为7”。

井下导线路线由副斜井进入，沿贯通线路至新建回风立井，按照矿方的掘进进度，每100～150m，延伸导线点。贯通相遇点位于副斜井进入向北443m处。单程长1.5km（单线、单巷长度，不含近井点至井口段）的小型贯通测量工程。

导线点根据井下环境布设，尽量利用旧点，新设点视情况设置为临时点或永久点。全部点位用清晰标志标示，统一编号。永久点标志见1图。点位标志为铜质圆柱型棒体，直径12mm，穿线孔直径1mm。

图1 导线点标志图

3.4 陀螺定向测量

陀螺定向作业的目的旨在控制井下导线方位误差的累积，确保贯通工程达到合理精度。由于本次测量属小型贯通，但存在一井陀螺定向，故本次在立井井底加测陀螺边一条[3]。

4 测试仪器

（1）全站仪。由瑞士产徕卡TS06（防爆）)煤安/防爆全站仪用于一级光电导线、井下7"级光电导线测量作业。测试精度为测角一测回方向中误差±2"，测距2mm+2×10-6·D。

（2）GPS接收机。由中国南方测绘仪器公司产南方灵锐S86型双频、双系统静态多通道接收机用于地面GPS E级网作业。测试精度：平面3mm+1×10-6·D；高程5mm+1×10-6·D。

（3）全站式陀螺仪。由日本索佳（SOKKIA）公司产全站式陀螺仪（套）用于陀螺定向作业。型号为GP2，陀螺方位角一次测定中误差±15”。

5 测量方法精度指标

贯通误差（through error）是指相向或同向掘进的坑道（或竖井）的施工中线在贯通面上因未准确接通而产生的偏差。针对本文所用仪器产生的误差主要由GPS测试误差、三角高程导线测试误差这两部分组成[4]。

5.1 GPS控制测量

表1 GPS控制测量表

5.2 三角高程导线

按照《煤矿测量规程》规定，单位长度的高差中误差为：M=±50mm，则新建回风井长度为L=1500m，新建回风井测量误差为井下导线精度与导线水平角观测回数的要求如表2、表3和表4所示。井下贯通垂直角误差大小如表5所示。

表2 井下导线测量作业精度要求

表3 贯通导线水平角观测测回数要求

表4 水平角观测误差

表5 贯通井下导线测量垂直角测量误差

5.3 加测坚强陀螺定向边后，在水平重要方向x上的误差预计

陀螺边定向边定误差引起的K点贯通误差MxKO的计算模型为：

式中：

mαi—各分段陀螺定向中的误差；

y—各点在假定坐标系中的横坐标。

K点在X方向的总误差为：

贯通相遇点K在水平方向上的总误差为：

6 结论

本文所描述的贯通测量由于测量线路长、地形复杂，贯通难度较大。通过建立近井点平面控制网确保贯通测量的精度，施测了1条陀螺定向，避免了导线测角误差积累影响，保证了副斜井与新建回风立井的贯通精度。贯通误差表明贯通方案均未超出容许偏差值，完全能满足工程施工要求。