矿井巷道贯通测量及其精度控制技术研究

郭俊才

（汾西矿业宜兴煤业， 山西 孝义 032300）

巷道贯通测量工作是煤矿测量工作重点，特别是随着矿井生产规模增加，巷道掘进长度更长，高质量、高精度完成长距离大型巷道贯通测量对提高生产接替、巷道掘进效率等均有一定促进作用[1-2]。现阶段矿井一般采用多头掘进或者多井口方式进行掘进贯通，两井间或者长距离掘进巷道贯通成为矿井测量工作的重点内容之一[3-5]。随着测量技术以及测量设备发展，采用先进测量设备有助于提升矿井测量效率[6-7]。山西某矿北翼进风斜井距离贯通测量中，测量采用TC402 莱卡全站仪，并结合现场实际情况制定贯通测量方案以及精度控制措施，高效完成了长距离巷道贯通测量工作。

1 工程概况

山西某矿北翼进风斜井贯通测量长度可达到5 000 m 以上，属于特大型贯通测量工程。其中北翼进风斜巷于2019 年8 月开始掘进，至2020 年6 月掘进至贯通点；+860 m 运输石门以及北翼轨道巷于2020年9 月15 日在贯通点与北翼进风斜井贯通，具体巷道位置关系见图1 所示。+860 m 运输石门、北翼轨道巷、北翼进风斜井掘进总长度达到6 980 m。

图1 巷道位置关系

在井下巷道贯通测量中，对近井位精度有较高要求，一般情况下水平重要方向误差应控制在0.5 m 以内。针对本次北翼进风斜巷贯通测量而言，为确保近井点不对贯通测量造成显著影响，应确保水平方向上贯通测量误差在0.8 m 以内，后视边方位角误差在10″以内；井口测量基准点精度应满足四等水平测量要求。

2 巷道贯通测量

2.1 贯通测量等级

依据井下巷道贯通测量实际需求，将贯通测量任务按照7″控制导线测量。依据有关测量技术标准以及限差要求，制定相应测量技术要求，其中测角中误差控制在±7″内、一般边长控制在60～200 m。

井下导向测量时每组安排5 人，测量设备选择用TC402 莱卡全站仪，其他设备包括有基座、棱镜、盒尺、三角架等。根据北翼进风斜井实际情况，测量导线首先为复测支导线，并随着巷道掘进长度增加，当满足符合条件时将导线布置为符合导线。贯通巷道导线测量时，需按照下述要求开展：

1）在贯通测量开始前，必须对全站仪进行校对。

2）对测量点温度、气压等进行测定，确保现场环境不会给测量带来较大影响。

3）每个测边测回数均应超过2 个，单程测回间较差不应超过15 mm，在互测同一变长时互差应不超过1/6 000。

4）严禁测量设备被雨淋或者在井下拆卸，同时定期对测量设备充电。

5）采用全站仪测量时应按照有关规定进行。

6）通过全站仪测定导线边长时，垂直角测量精度应能满足相关测量规范以及技术标准等要求。

2.2 测量安全保障措施

在对北翼轨道巷掘进施工时，根据井下实际情况对轨道巷、+860 m 水平石门加测陀螺定向测量边，确保导线测量精准度。对于贯通测量选用的7″导线，应进行多次独立测量。巷道掘进距离达到500～800 m时，应适当延长测量导线，在测量导线延长之前，均应全面掌握测量得到的水平角数据，两次测量得到的水平角差值应在15′以内。

2.3 高程测量

高程测量方法与巷道倾角有密切关联，倾角超过8°时宜选用三角高程测量；倾角在8°以内时宜采用水准测量。水准测量时每组安排4 人，测量选用双仪高法，测量设备为DS3 水准仪，在高程测量时应遵循下述测量要求：

1）高程测量点与7″导线测点应依据井下情况以及相关测量规范科学布置。

3 贯通测量精度控制及测量精度分析

3.1 贯通测量精度控制技术

选用先进的测量仪器以及测量技术，从而达到提高测量精度目的。在地面联测期间，综合采用GPS 技术，使得地面两井口最弱变中误差控制在1/46 000 以内、近井点点位中误差分别控制在±3.56 mm 以内，显著提高了地面两井间联测精度；在井下测量时选用TC402 莱卡全站仪，确保了导线测量质量以及精度；在北翼轨道大巷以及+860 m 水平石门加测陀螺定向边，可显著提升测角精准度。

在进行巷道贯通测量前进行必要的复测，确保测量起点测量精度满足要求。在测量数据计算时，数据核算需2 人同时进行并对数据核算结果进行比对，确保计算结果精准度。

3.2 测量精度分析

选用高精度测量设备以及适应井下实际情况的贯通测量方案，通过施工测量有效确保了巷道贯通。在贯通测量中腰线、中心线偏差分别为0.049 m、0.106 m。在贯通巷道实现导线连测后，对测量引起角度闭合差fβ进行计算，得到fβ=-16″，而角度闭合允许误差fβ容=±85″，fβ容＞fβ。

4 结语

巷道贯通测量是井下测量重要组成部分，特别是随着巷道掘进长度不断增加，大型巷道贯通测量较为常见。为确保矿井北翼进风斜井距离贯通测量精度，根据相关测量规程以及现场实际情况，针对性提出测量方案以及测量精度保障措施。现场应用后，巷道贯通测量精度较高，测量误差在允许范围内，为长距离巷道高效掘进奠定了良好基础。