马脊梁煤矿井下巷道贯通测量方法分析.pdf

江西煤炭科技江西煤炭科技2020年第2期 随着马脊梁煤矿生产能力的不断提升，开采范围 在不断扩大，矿井生产已经开始逐步朝南部-560m水 平方向转移。 为了确保矿井的运输、通风及生产顺 利进行，在原主井、副井的南侧新建了王村回风立 井与副立井。 根据井下生产实际，首先需要将两个 新开掘的立井贯通。 本次设计从王村回风立井与副 立井分别开掘回风巷道进行对向贯通。 王村回风立井与副立井之间的贯通工程是马 脊梁煤矿关键开拓延伸工程， 整体路线相对较长， 且线路较为复杂，在具体贯通时难度相对较大。 为 了保证本次贯通能够顺利，在原主井、副井与副立 井的工业场地内构建了测量控制网，在王村回风立 井与副立井中设置了定向基点网。 使用近井控制网 与立井定向基点的方式向王村回风立井与副立井 中进行定向、投点，将高程导入。 本次贯通开掘的回 风巷道，整个导线的全部长度为4.9km，导线点布 置36个，导线的边长在25～360m之间，平均长度为 136m。 在进行测量时，巷道按照7″的精度进行控 制，井下高程测量与地面测量均按照四等水准测量 的精度要求，按照煤矿测量规程中的相关规定， 贯通相遇点在水平重要方向允许出现的偏差控制在 0.5m，在高程方向允许出现的偏差控制在0.2m。 贯 通方案设计见图1。 图1贯通方案设计 马脊梁煤矿井下巷道贯通测量方法分析 温 阳 （煤炭工业大同矿区建设工程质量监督站，山西大同037003） 摘要在煤矿测量工作中，贯通测量是其中重要工作之一，确保贯通点的误差在设定的范围内，决定了贯通测量的成败。 本文将马脊梁煤矿副立井与王村回风立井的贯通作为研究对象， 选择使用井下控制测量、 竖井联系测量及陀螺定向技术 等，设定了贯通测量的方案，开展了误差预计，通过对比预计结果和要求，保证了贯通测量设计的可行性。 关键词井下巷道；贯通测量；方法 中图分类号TD715.5文献标识码B文章编号1006-2572（2020）02-0162-03 Analysis of Holing-through Survey in Underground Roadway of Majiliang Colliery Wen Yang Construction Quality Supervision Bureau, Datong Mining Area of Coal Industry,Datong, Shanxi, 037003 Abstract The paper probes into the holing through survey between auxiliary shaft of Majiliang Colliery and air-return shaft of Wangcun Colliery, including technologies of underground control survey, shaft connection survey and gyro -positioning, and determines the holing-through survey scheme by comparison with the error prediction results and demand to guarantee the feasibility of holing-through survey design. Key words underground roadway; holing through survey; 162 江西煤炭科技江西煤炭科技2020年第2期 3.1地面控制网 以矿井范围内两个GPS E级点作为起算点，将 这两个起算点为基准构建平面控制网，将矿井范围 内的10个GPS E级点作为所有网格点。 地面高程在 控制时，选择采用四等水准网控制的方式，在水准 线路中一共设置2个闭合环，长度为10km，水准点 设置6个，在这6个水准点中包含立井定向基点3个、 GPS E级点3个。 3.2矿井联系测量 选择使用长钢丝法将坐标投到井下，具体测量 时进行两次独立投点。 在王村回风立井的井底车场 与副立井位置进行陀螺定向，选择使用全站仪开展 两次独立观测，取两次测量的平均数值作为开始测 量边的方位角值。 为了提升导线测量的观测精度， 降低导向测角存在的误差累积问题， 在运输巷、回 风巷贯通相遇点的周边，开展陀螺边定向测量4次， 所有的边均进行两次独立观测，具体结果取这两次 观测的平均数值，定向边方位角值可选择两次测量 的平均数值。 选择使用钢尺方法将高程导入到井下，在王村 回风立井与副立井分别进行观测，这两次测量的结 果之间的差值应当控制在井筒深度的1/8000，同 时，将这两次测量结果的平均数值作为高程的导入 点。 3.3井下导线测量 在进行井下导线测量时， 按照7″控制导线进 行测量，选择使用全站仪进行边与角度的测量。 在 进行井下导线的观测时，应当有两名以上的观察者 独立开展测量，并取测量的平均值，对于得到的边 长、角度的平均值，除取平均值之外，还需进行近似 平差。 如果边长长度不超过30m，可选择使用三次 对中观测方法，最终结果取测量的平均值。 本次测 量规定测回差应当低于12″， 边长一个测回内，读 数之间的差值应当在10mm以内， 单次测回间的差 值应当在15mm之内，在测量导线之间的距离时，对 中误差应当在1/10000之内， 导线全部长度的相对 闭合差应当控制在1/8000。 3.4井下高程测量 在开展导线测量的过程中，还需选择使用三角 高程的方式开展高程测量，选择使用垂直角中丝法 的方式开展2个回数的观测， 垂直角的互差应当控 制在15″， 指标差之间的差距应当在15″之内，对 向观测时， 需将高度差控制在10mm0.3S的范围 内，其中，S是导线的水平边长，单位选择为km。 往返 观测高度差之间的差值应当控制在， 其中R是两个 水准点之间的路线长度，单位选择为km。 4.1贯通相遇点k横向偏差 首先是GPS E级网测量误差在k点横向方向出 现的偏差为 MG（ Md2 2姨 Mα2 ρ2 ）（ R2副R2王村 2 ） 姨 （ 0.3 2姨 ）20.6 2 ρ2 （3287.3 295.33 2 ）106 姨 7（mm） 式中Md为近井点在水平方向的相对误差。 以GPS接 收机标称的精度为准，大小等于0.3mm；Mα为近 井点方位角相对中误差。 以GPS接收机标称的精度 为准，大小等于0.6″。 其次， 陀螺定向导致k点在水平方面出现的偏 差为 MTx′k mα2 ρ2 （R2y′副R2y′王村） 姨 8.22 ρ2 （3288253.22） 姨 130（mm） 式中mα为一次定向中存在的误差，根据测量可知， 其大小为8.2″。 第三， 立井投点误差所导致的k点在水平方向 出现的偏差。 本次王村回风立井与副立井均选择使 用经验值，具体为 M投副M投王35mm 则可以得到 M投M2投副M2投王姨2352姨50（mm） 第四，k点由于井下导线测量在水平方向所引 起的误差。 从实际测量得到的资料来看，井下导线 选择使用的是J2级经纬仪， 选择使用的是一次对中 两个测回法进行的观测，在进行角度测量时，得到 的测角误差为 mβ6″ 那么，在开展井下导线角度测量时，所导致的K 点在水平方向上的误差是 Mβ（ mβ ρ ）2∑R2y′ 姨 （ 6 ρ ）290272032.2106 姨 276（mm） 在进行井下导线的边长测量时，误差参数选择 距离测量仪器上的精度， 大小为2mm210-6D， 163 江西煤炭科技江西煤炭科技2020年第2期 进行距离测量而导致K点在水平方向的误差是 ML∑（mli2cos2αi）姨47.76姨7mm 在进行井下导线测量时， 进行两次独立观测， 这两次独立观测结果的平均数值， 在贯通点k水平 方向的误差是 MD Mβ2ML2 2姨 195（mm） 第五，在水平方向上贯通的中误差为 Mx′kMG2MT2M投2MD2姨240（mm） 第六，在水平方向上贯通后的预计误差为 Mx′k预2Mx′k20.240m0.480（mm） 4.2贯通点k在高程方向的误差 首先是贯通点k受到地面水准测量所带来的高 程误差。 本次测量地面四等水准测量路线的单程长 度为10km，按照规程限差的方式进行推算，得到高 程中误差为 MDMMWL姨32（mm） 其次是k点高程误差受到导入高程所带来的误 差。 从本次测量资料来看，在导入高程后，其中误差 是m18mm，立井进行的两次尺位导入到整个高 程中，最终给k点带来的误差为 M导高 2姨 2 MH13（mm） 第三，k点高程误差受到三角高程所带来的误 差。 根据本次三角高程测量中单程长度为4.898m， 根据相关的规定进行限差推算， 经过2个测回的观 测，所带来的误差为 Mh mh0 2姨 L姨 50 2姨 4.898姨78（mm） 第四，k点高程误差受到腰线标定所带来的误 差。 根据本次贯通需要，最后一段的长度在100m左 右，腰线标定的精度对高程方向的影响，按照经验 数值，选择为0.02m，则k点的高程误差为 MY2姨2028（mm） 第五，k点贯通后，总中误差为 MH′M2DMM2导高M2hM2Y姨90（mm） 最后为k点高程上的误差的估计为 MH预计值2MH′290180（mm） 本次贯通测量的难度相对较大，观测的条件也 较为复杂，测量的路线也非常长。 构建了平面控制 网，开展了两次立井投点，较好的保证了贯通测量 的精度需要，同时通过施测陀螺定向的方式，有效 减少了导线在进行角度测量时，带来的误差累积小 于贯通设计要求，确保了本次贯通的精度。 参考文献 ［1］ 张兴府.浅谈西井田煤矿架空乘人斜井三向贯通测量 与测量管理［J］.能源与环境,2019（2）31-32. ［2］ 时丕旭.高精度陀螺仪在超长铁路隧道贯通误差预计 中的应用研究［J］.铁道勘察,2019,45（3）25-29. ［3］ 闫小军.山西铺龙湾煤业51022巷贯通测量精度分析及 改进研究［J］.能源与节能,2019（6）30-31. ［4］ 白利军.矿山井下巷道贯通测量精度分析及技术方法 的探讨［J］.中国金属通报,2019（6）46-48. ［5］ 王为申,宗琳,齐长春.落陵煤矿M701中运贯通测量 方 案 的 设 计 和 精 度 评 定 ［J］.矿 山 测 量,2011（1） 53-54. ［6］ 阎卫玺,董志胜.浅谈贯通测量工程提高测量成果可靠 性的几种方法［J］.矿山测量,2006（1）68-70. 作者简介温阳（1987-），男，山西大同人，毕业于太原理 工大学采矿工程专业，硕士研究生，助理工程师，研究方向 矿井建设。 收稿日期2019-12-31编 辑郑在邦 164