煤矿井下巷道贯通测量技术及其精度控制

陶良山　吴晗

摘 要：煤矿井下巷道贯通测量质量直接关系着煤矿工程建设的成败，对煤矿企业将来的正常开发生产造成很大影响。因此文章结合实例就煤矿井下巷道贯通测量技术及其精度控制展开分析。

关键词：煤矿井下巷道;贯通测量;精度控制

1煤矿井下巷道贯通测量技术的重要性

在煤矿井下巷道贯通测量过程中，通常是开设多个位点进行贯通工作。这样一来，倘若多个位点之间的测量工作不够精准可靠，再加上位点之间不能充分的交流沟通，极容易导致最后各个位点之间的隧道挖掘，不能够对接成功。换句话说，不到最后的关头，整个煤矿井下巷道贯通工程便不能被断定是否为一项成功而又准确的工程。因此在煤矿井下巷道贯通工程中，对于贯通测量技术方法的改进则成了一项十分重要的任务，它关系着整个煤矿井下巷道贯通工程最终能否成功，影响着整个矿井的建设，一旦在测量上出現了较大的误差便会导致无可挽回的损失。因此煤矿井下巷道贯通测量在整个矿井的建设过程中，占据着十分重要的地位，测量精度越高则意味着贯通工程质量相对就越高。相反，倘若不能够对于煤矿井下巷道的贯通有精准的测量，那么在最后的各个位点对接过程中便会出现不可逆转的问题。

2巷道贯通测量方法选择

2.1采用全站仪测量

（1）地面控制测量。通过收集大比例尺地形图、煤矿井下施工设计图及地面控制点的交通、水文、地质资料，了解相应情况，现场勘测煤矿井下中线方向和地面两侧的建筑类型、地形等信息，确认地面控制网选点和方案。地面控制测量是根据贯通的类型及要求，通过多个控制点形成一个控制网络，可为地下控制测量精确传递地面坐标，它是整个贯通测量的基础，可减少系统误差的累积，保证测量结果的精度。在此，选择测距导线网，使用全站仪进行相关参数测量。

（2）地下控制测量。受煤矿井下环境条件的限制，在井下主要采用导线测量。

（3）井下高程测量。使用全站仪、棱镜、经纬仪等，根据两个观测点距离及连线与水平面夹角计算高度，该方法受地形影响小，但精度相对较低。所以在测量时操作人员应注意细节操作（保证读数是水准管气泡在中位等），减少人为误差影响。

（4）井下导线高程测量方案。斜巷采用三角高程测量，平巷采用传统水准测量。

2.2在煤矿测量贯通过程中广泛应用陀螺定向技术

在井下巷道测量中使用陀螺定向技术能够从以下几个方面增加测量的精确度：（1）对较深的矿井进行定向的测量。在深度较大的煤矿矿井中，井下的温度以及深度会严重影响以往贯通测量技术的精确度，但是，陀螺定向技术却可以有效的突破这一限制，特别是在定向测量深度较大矿井的工作中，能够显著减小测量的误差。在这种环境下，正如上文所说，使用陀螺定向技术测量获得的结果不会随着深度的变化而出现误差，这样不但可以提高巷道贯通测量的可靠性，而且可以确保矿井维护工作的安全性。（2）能够对井下平面进行有效的控制。在对煤矿矿井巷道进行挖掘的时候，一定要确保井下平面的稳定性以及牢固性。一般来说，都是通过陀螺仪控制井下平面，之后通过导线对为巷道挖掘的长度以及方向指明道路。过去在这个过程中，常常使用单支导线测量的方式，测量的精确度十分差。所以，必须使用陀螺定向技术测量相关的方位角，这样可以有效的降低测量的误差，为井下巷道的挖掘工作奠定两个的基础。（3）完善巷道验收的工作。除此之外，在监测以及验收巷道等方面，也可以使用陀螺定向技术。若井下巷道设计条件存在缺陷，就会导致巷道导线方面存在一定的缺陷，从而影响最终的测量结果。因此，必须在这个过程中使用陀螺定向技术，使用陀螺仪就能够精确的定位巷道方位角，以此为根据适当的调整巷道的方位，这样可以确保井下贯通工程测量的精确度。

2.3控制外界客观环境对测量的影响

外界客观条件包括测量时的湿度、温度以及其他环境情况，在地面进行长距离测量时要注意选择合适的空气湿度环境。专业人员还需要根据自身情况对环境的可视性情况进行测评，若天气情况并不允许人员进行测量，则需要等到测量处的天气条件转好时再进行外部地面作业测量。以此减小由于导线过分靠近高压线或者水体所产生的误差。

在矿井下进行长距离测量时，要着重选择对供电线路、架空线相距较远的地方进行导线线路的布置，以此在最大程度上减小外界客观环境对测量结果的影响。

2.4中腰线一体测量

在实际的巷道施工过程当中，往往会有很多安全问题，而在倾斜的巷道当中，又常常出现一些干扰问题。因为倾斜巷道的特殊坡度与普通的巷道并不一样，这就需要采用中腰线一体的测量方法，这种方法能够辅助巷道贯通测量出井筒的基本文职。在测量过程当中，需要加强安全控制，在护顶质量合格后，安排中腰线的测量，这能够提高测量的科学性。

2.5全球定位系统

在巷道贯通过程当中，全球定位系统能够有效的构建控制网，并对贯通过程进行实时检测，一旦出现风险，全球定位系统能够最检测到风险情况。利用电磁波一起，简化全球定位系统的应用难度，能够有效的维护贯通测量的安全性。

2.6计算机的广泛应用

通过计算机对所有的贯通测量数据进行处理，不但可以避免人为因素的干扰导致的计量误差，而且能够快速完成处理工作。

3 贯通精度提高的技术方法

3.1 专用控制网

在矿井巷道贯通以前，为了保障工程的质量，于是重新规划设计了地表布置网系统，在煤矿井田的北部搭建了拥有15个测量站点的小型地面三角控制网，使用平差计算方法得到的三角网单位权中误差控制在18′′左右，点位的最弱点误差控制在19mm。在测量的中间部分搭建了封闭导线，该导线位置与进口处附近点位精度误差的横向误差为12.1，纵向误差为15.9。全程的矿井地面测量工作，减少了不必要的误差，保证了地面上建立的控制网测量精度。估计算得的角度误差、地表面的距离误差值反映了获得巷道贯通高精度时地面控制精度起着非常重要的作用。

3.2 井下导线测量的精度

在整个开采水平大巷贯通过程中涉及的导线点和步骤较多，共包含110个导线点10条导线，在提高巷道贯通准确率的过程中需注意已下事项：需根据目前的行业标准和要求合理布置导线点，确保满足相关要求;使用三脚架法，从而降低干扰项，提高测量的准确度;在具体巷道测量过程中提高测量准确度，将测量的准确度控制在0.8mm以内;施工导线距离测量仪时，适当增加导线间距，提高整体的的精度。

4 导线距离映射改正误差分析

不同巷道间的贯通需考虑其所处的巷道贯通网，导线距离的校正对巷道贯通有横向的影响，包含巷道精度的校正值，最终形成整体的校正精度。通过对数据分析发现，巷道横向精度的校正对整体的影响只管重要，在实际操作中需要反复测量，有效提高其测量精度，准确贯通的目的。

总之，在煤矿井下巷道贯通测量的过程中，测量的技术保证了测量的精度以及准确性。该煤矿井下巷道工程的成功贯通，解决了860m水平供风达不到要求的问题，保证了8采区28804首采面按计划工期实现回采衔接。

参考文献：

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[3]张帅超.浅析煤矿井下巷道贯通测量技术[J].能源与节能，2016（11）

[4]熊和平，赵峰.探析煤矿井下巷道贯通测量在实践中的问题研究[J].科技风，2015（15）