一井内巷道相向贯通测量的成功实践

罗刚

摘要：煤矿一井内或两井间贯通，一般是两个或两个以上的工作面相向或同向掘进，有利于加快掘进施工进度，有利于矿井通风系统快速形成，更有利于保证采掘接替。为了使两个相向工作面在预定空间点正确的接通，巷道贯通测量就尤为重要。

关键词：矿山测量;一井内贯通;成功实践

引言

煤矿井巷贯通工程关系到整个矿井的建设和安全生产，影响重大，必须结合巷道对贯通精度具体要求，选择适宜的导线测量方案并严格施测，以确保巷道顺利贯通。

1贯通测量概述

1.1贯通测量基本方法

通过地面控制点延伸至井下，测算出将要进行贯通的巷道两端控制点的平面坐标和高程，计算出待贯通巷道的中线的坐标方位角和腰线的坡度，再计算出待贯通巷道两端点处的指向角，运用以上数据与测量仪器在待贯通巷道两端分别标出中线与腰线，指引巷道两端向着设计的方向和坡度进行掘进，直至工作面在巷道设计贯通相遇点处正确接通巷道。

1.2贯通测量主要环节及任务

（1）根据待贯通巷道的类型，误差要求，确定合理的测量方法与测量方案。

（2）根據确定的测量方法与测量方案，逐步进行各项测量工作的实施，获得井下测量导线控制点的坐标和高程，测量的结果要进行检验校对。

（3）根据井下贯通导线的测量成果与定向的精度，计算分析测量精度，如果精度不满足设计要求，应该重新测量。

（4）根据测量所得数据，求得贯通巷道需要标定的几何要素，并且实地标出待贯通巷道的中线与腰线。

（5）根据实际工作情况，实时标出待贯通巷道的中线及腰线。按期进行测量数据检核，及时根据测量数据检核结果调整中线及腰线。

（6）巷道正式贯通之后，要立刻测量贯通实际的偏差值，连接两侧导线，计算闭合差，对巷道的最后一段中线及要求进行调整。

（7）贯通工程完工后，要求测量工作进行整理，对于测量精度进行分析，对于测量技术做出技术总结。

1工程概述

新疆屯南煤业有限责任公司三分公司一号井，面积5.78km2，是一座年产60万吨的现代化矿井，矿井采用斜井分区开拓的方式，布置有主斜井、副斜井及回风斜井，3条井筒落底标高均为+700m水平。采用综采一次采全高采煤方法。矿井2021年采掘布局为“一采两掘”方式，其中掘进工作面主要布置在12采区。12采区位于矿井南部区域，根据12采区设计方案， 必须首先开掘三条采区上山（12采区轨道上山、12运输上山和12回风上山）准备巷道，以满足采区布置要求，三条上山巷道均有矿综掘队负责掘进施工。考虑到巷道用途和后期设备安装等辅助工程需求，其中12采区运输上山，首次采取两端相向施工方法，同时布置两个掘进工作面，以加快掘进进度，缩短工期，确保通风安全系统的提早形成。

12采区运输上山上端开口位置位于+714m水平煤仓位置，方位角155°，以+5°坡度掘进，预计在约410m位置进入B10煤层之后再沿B10煤层底板负坡度掘进，该段掘进工作面井下标高+700～+760m。12采区运输上山其下端开口位置位于+700m水平12采区上山联络巷61m处，方位角为335°，沿B10煤层底板爬坡掘进。该段掘进工作面井下标高+700～+760m。

12采区运输上山断面为直墙半圆拱型，采用锚杆+锚索+平焊网+喷浆支护。巷道净高3.3m，净宽3.6m，墙高1.5m，净断面10.5㎡。毛断面巷道，高3.5m，宽3.8m，墙高1.6m，拱高1.9m，毛断面11.7㎡，巷道主要用途为皮带运输、通风和行人。

该巷道测量放线工作由地测科负责，本项工程为一井内的重要贯通工程，经初步估计，该条巷道的贯通距离约1.6km。

2贯通误差预计

2.1掌握情况并收集相关资料

接到测量任务后，首先向屯南煤业公司生产技术部了解该巷道的设计意图、主要功能及部署，由于该巷道后期主要作为12采区主要运输巷道使用，必须满足安装智能化运输皮带和安全生产级标准化一级达标验收要求，对贯通测量的要求较高，故根据工程要求确定测量限差为较高级别，胶带输送机巷贯通时，中线间的允许偏差值∆x孔计算公式为：

∆x=a-（b0+b1+b2）

式中 a——贯通巷道的宽度;

b0——胶带输送机的宽度。

b1、b2——胶带输送机至巷道两帮的允许最小距离。

根据测量贯通测量实践经验，胶带输送机平巷或斜巷贯通时，中线间的偏差要求严一些，偏差值可采用0.2m，腰线间的允许偏差值亦可采用0.2m。其次检查核对相关测量图纸和设计图纸的几何关系，为下一步确定测点方案做基本准备。

2.2确定测量方案

根据实际情况，有两种方案可供选择：

方案1，利用714车场口和副井底已布设的7″级导线FJ6-FJ8作为起始导线边，分别向12采区运输上山上下两个端头掘进工作面分别进行施测，然后根据现场采集到的原始测量数据，进行坐标反算和测量点图确认，最后施工巷道根据结果进行贯通方位调整。

方案2，首先在12采区运输上山上端口+714m水平掘进工作面正头标设K点作为被贯通点，再利用其后15″级导线点FY2-FY3准确对其施测，然后以K-FY3作为起始边引导线至12采区运输上山下端口巷道开口位置;最后根据现场采集到的原始测量数据，进行坐标反算和测量点图确认后，现场标设巷道开口方位，后期施工时，不断以此方位为基准，对巷道施工方位进行校正。

方案1的优点是副井布设有7″级导线点大巷基准点精度较高，测设方便。缺点是不符合闭合测量要求，精度存在一定不确定性。

方案2的优点是构成闭合测量，其精度能满足贯通要求，可靠性高。缺点是工作量大。

通过比较，方案2因精度高，可靠性明显优于方案1，所以采取方案2作为此贯通测量方案。见下图。

本次井下导线测量决定采用型号STS-752R三鼎全站仪，仪器测角精度2″/5″，测距精度2mm+2ppm。采用测回法观测水平角。当边长大于30m时，测两个测回，边长小于30m时，每站四次对中，测两个测回。尽可能提高测角精度，在保证通视且十字丝清晰的情况下，尽可能加大导线长度，减少累计误差，仪器尽量采取点上对中，避免点上对中时垂球摆动增加误差。棱镜对中时，必须将圆气泡居中。

观测过程中，应时刻注意照准部水准气泡的变化，气泡偏离不允许超过1格。导线一边水平、一边倾斜时，水准气泡变化不得超过0.5格，否则应重测。因此要求操作时应特别小心。在底板松软的地方，应先设置好前视点再整平仪器进行观测，避免后视早已观测完毕，等待前视点准备时间过长，仪器发生偏斜移动而影响观测精度。

井下导线测量同时通过全站仪进行三角高程测量。垂直角观测应不小于两个测回，仪器高和觇标高用小卷尺在观测前后各量一次，两次丈量的互差不应大于4mm。取值平均值作为最终丈量值。用全站仪测边长时，每次必须读三次数，取平均值作为最终边长。

2.4 误差预计

贯通测量误差预计是对贯通精度的一种估算。它不是预计贯通实际偏差的大小，而是预计贯通偏差最大可能出现的限度，以做到心中有数，避免由于精度不够造成工程上的损失。其预计方法主要环节如下：

（1）根据规定的贯通允许偏差值，结合工程的具体情况，编制測量方案、规定所采用的仪器、作业方法和限差要求。

（2）确定各种测量误差参数，利用有关公式，计算各项测量误差引起贯通相遇点在贯通重要反向上的误差值。

（3）取2倍中误差作为贯通的预计误差，再与贯通允许偏差进行比较。若预计误差小于贯通允许偏差，则所采用的测量方案是可行的，否则应对原拟测量方案进行必要地调整。调整测量方案时，应首先分析各种误差的影响关系，拟定相应措施，以提高测量精度。然后根据调整后的方案，在进行估算，直到符合设计要求为止。最后按选定的方案进行施测和计算。

2.4.1 导线测量误差结果

通过现场施测，由导线测角误差引起K点在水平重要方向（假定x轴方向）的误差

因导线独立施测两次，故：

由导线测边引起K点在x轴方向的误差;

因导线独立施测两次，故：

上述两项误差引起贯通点K在水平重要方向x上的预计误差为：

贯通相遇点K在水平重要反向的预计误差取：

。

井下三角高程测量引起K点高程误差。贯通点在高程预计误差取

。

误差预计结果表明，水平重要方向上和高程上误差均在限差要求内，证明此测量方案能保证巷道在水平和垂直方向上顺利贯通，且巷道沿煤层底板掘进，故高程上误差基本不予考虑。

3 结语

12采区运输上山贯通当班，测量人员蹲守在现场，指导贯通工作。经现场观测，巷道顺利贯通接合，后期测量人员及时在贯通点处进行闭合测量，水平方向实际偏差值0.108m，垂直方向实际偏差为0.195m。该巷道实际精度完全达到设计要求，偏差在容许的偏差之内，满足巷道工程和贯通设计要求，为矿井安全生产和采掘接替提供了保障。

通过本次贯通测量的成功实践，认为井下贯通测量是指导井下生产的重点，贯通测量工作成功与否直接影响了工程质量和施工进度。测量失误会给煤矿生产带来重大损失，因此测量人员要有高度责任心，要有严、细、实的工作作风，时刻注意测量前及测量后的一些细节问题，选择合理的贯通方案及贯通测量方法，严密组织和精准实施。另外现场操作一定要规范，尽量避免或减少工作中的失误，有问题及时改正，这样会使我们的贯通测量工作符合煤矿生产要求。同时建议煤矿测量技术人员要加强学习，不断采用新技术新装备，使煤矿测量更精准、更安全和更高效。

参考文献：

[1]吕代铭 牟金锁 煤矿测量手册 上册（修订本）中国统配煤矿总公司生产局组织修订 煤炭工业出版社1990.7.

[2]郑卫军 矿井巷道贯通测量误差预计及方案调整 能源与节能 煤炭工业出版社2015.9：163-164.