煤矿井下巷道贯通精度控制的探讨

王鹏

铁煤公司大兴煤矿 辽宁调兵山 112700

巷道指的是煤矿井下为采矿提升、运输、通风、排水以及动力供应而掘进的通道，按照巷道的长轴线与水平面的关系，可将巷道分为直立巷道、水平巷道及倾斜巷道3种形式[1]。作为矿山测量的重要组成部分，巷道贯通测量能指导煤矿开采，是煤矿开采的基础工作。随着煤矿开采工作难度不断增加，对煤矿井下巷道贯通精度的要求不断提高，精度等级低的巷道贯通极易发生安全事故，造成极大的经济损失。为了提高煤矿井下巷道的安全性，对煤矿井下巷道贯通精度控制进行探讨，这能改善传统精度控制方法预计误差偏差数值过小的问题。在煤矿井下巷道贯穿精度控制方面，国外发达国家研究起步较早，在21世纪初就制定了多项矿山的发展计划，现已形成多项无人化矿山自动化设计。国内针对巷道精度控制的研究起步较晚，但在中国研究人员不断的努力下，现已得到了多个研究成果[2]。为了迎合巷道贯通精度的现代化需求，探讨煤矿井下巷道贯通精度控制是很有必要的。

1 贯通测量方案设计

为了确保巷道贯通测量精度，在测量工作开展前应制订相应的测量技术方案。5202主运巷贯通测量属于井内贯通测量，井下测量导线按照《煤矿测量规程》中有关测量要求开展。在井下布置的导线宜沿着巷道中线布置，导向边长相近、测角采用测回法。测量仪器采用TS02全站仪，该全站仪测角精度在为2″，采用三角高程测量方式测量高度，为提高测量精度均需独立测量两次。根据矿井测量需要，制订下述测量方案：根据已有巷道内测量导线进行贯通测量，且不加测陀螺定向边。采用上述测量技术方案可大幅减少测量工作量，测量效率高，但是测量精度偏低。文中就对测量技术方案的测量精度进行分析，当测量精度满足不了现场施工需要时，通过复测导线点、提高测角精度来提高贯通测量精度，对测量方案进行优化，从而使得测量精度满足5202主运巷贯通测量需要。

2 设定井下导线测量方式

不同的煤矿井下有着不同的施工实际[3]。将巷道测角的精度划分为2个级别：7″及15″。对应2个级别的技术控制指标如表1所示。

表1 技术控制指标

根据表1所示的各项参数，在煤矿井下每隔1.0km设置1个加测陀螺定向边，计算测角产生的误差，计算公式可表示为：

m为测角误差，°；mv为照准误差，°；m0为读数误差，°；n为测回数。针对测角产生的误差，测量人员测量导线长度时应遵守测量规范，计算数值误差较大的，视情况改变测量程序或重新测量。保持井下仪器对中整平，在测量仪器外部设置挡风装置，减小巷道内风力产生的影响。设置导线测量次数为3次，反复核对观测结果的准确率。结合光电测距的方式，采用仪器测定导线测量设备元件老化的程度，改正或缩短元件产生的内部距离。测量人员应时刻关注煤矿井下巷道内的气象参数，根据测量设施的默认参数修改检测到的信息。受到测量设备自身误差与幅相误差的影响，侧相误差与照准误差应采用多次测量取平均值的方式进行改进。控制井下导线测量方式，并减小误差，间接控制巷道贯通精度。

3 完成精度控制

在完成精度控制前，设定1个导线与测量边角精度匹配规则，合理化地匹配煤矿井下测量边角。在设定精度匹配规则时，导线边长设置为测量仪器中误差测角的1/3。当导线的边长数值小于1/3的误差测角数值时，提高测量仪器的测量精度。根据精度参数，得到1个导线最短边控制参数。实际匹配时，以最短边20m为计算标准，相邻2个边的长度相对误差控制在0.05m之内，对应得到不同测量等级巷道贯通测量角的数值。可以采用长边传递角度，增设陀螺定向边控制贯通误差的积累，采用布设支导线的形式，在不同陀螺定向边处形成一个自动控制的形式。对于测角误差、边长误差及导线误差，该部分误差与测量环境、测量仪器有关，数值控制的效果较弱。相邻导线夹角属于人为控制，在设定该部分匹配规则时，首先根据陀螺定向边设定1个方位角，根据方位角，得到1个附和导线作为该导线的延长线，得到最终夹角，完成匹配规则的设定。综合上述处理，最终完成对煤矿井下巷道贯通精度控制的探讨。

（1）在煤矿井下巷道贯通测量中，为了确保巷道贯通测量精度，首先需要针对工程实际制订合理的测量技术方案，并进行测量误差估算。但是，发现制订的测量方案测量精度无法满足巷道掘进施工需要。

（2）提出通过提高测角精度来提高贯通测量精度，对测量方案进行优化，并对优化后的测量误差进行估算，测量精度可满足现场巷道掘进贯通需要。

（3）优化后的测量方案不仅可满足巷道贯通测量精度要求，而且可降低贯通测量劳动强度及测量费用，取得显著的应用效果。

4 结语

在高精仪器的测量下，煤矿井下巷道贯通精度依然受到多项因素影响，探讨煤矿井下巷道贯通精度控制方法，能改善传统精度控制方法对精度指标控制效果不明显、产生的贯通误差数值过大的不足。但所设计的精度控制方法无法明确地指出高精度仪器具体产生误差的位置，还需要不断研究改进。