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摘要：大型煤矿的产能、设计、工艺决定了其掘进工作面的长度（可长达7—8公里），且其掘进巷道大多为长距离单巷掘进，巷道贯通测量是矿山测量中的一项重要工作，尤其是大型煤矿的贯通测量直接关系到整个矿井的生产接续和经济效益。因此，煤矿长距离巷道高精度控制测量技术方法探讨与误差分析尤为重要。
关键词：长距离巷道；高精度；控制测量；误差预计分析
巷道贯通是指采用两个或多个相向或同向的掘进工作面分段掘进巷道，使其按设计要求在预定地点彼此结合。由于贯通测量工作涉及地面和井下, 把井上、井下坐标系统统一起来所进行的测量工作就称为矿井联系测量，主要包括一井定向,两井定向以及陀螺定向。为保证煤矿井下长距离巷道高精度贯通测量，地面控制测量和井下控制测量是关键。
一、煤矿长距离巷道贯通测量技术方法
煤矿控制测量分为高程控制测量和平面控制测量。它们的误差会对井下巷道的贯通产生竖向误差，横向误差和纵向误差。一般煤矿均为单一煤层开采，巷道基本沿煤层掘进，竖向误差一般并不影响巷道贯通。同时纵向误差为距离上的误差，现行采用的测量仪器明显满足于测量规程量边的要求，所以巷道纵向误差对井下巷道的贯通并不影响。因此，平面控制测量对巷道的贯通起着决定性作用。煤矿平面控制测量可分为地面控制测量和井下控制测量。
1.1地面控制测量
在地面平面控制测量中采用先进的ＧＰＳ定位技术，ＧＰＳ定位测量中Ｅ级控制网的精度高于规程中要求的四等控制网的精度要求，因此也就提高了贯通测量导线的整体精度。在地面高程控制网的测量中，摒弃原来的三角高程测量法，全部采用水准测量，这样就大大提高了地面高程测量的精度。
1.2井下控制测量
井下平面控制测量全部采用全站仪7″导线，在斜巷采用三角高程测量，并且尽量加大导线边长，在风大的区域测量时采取必要的挡风措施，在特殊地段，如边长小于15ｍ时，采用增加对中次数来保证观测成果的质量。严格按规程要求测量两次，并且符合规定。在水平巷道要求必须采用水准测量。测量资料的计算严格执行“对算”、复审签字制度；在内业计算时必须进行边长投影到水准面改正和高斯投影改正。
1.3井下平面测量
按井下导线的精度要求施测，测角采用测回法测量，起始点使用经过导线点辅运大巷、回风大巷以及与辅运顺槽联测闭合过的导线点，闭合差符合规程。控制网精度良好且成果可靠，可作为起算控制点。当水平角观测符合相关规定的值时，方可进行下一个水平角测量，在观测过程中水准气泡偏离不得超过一格，否则需重新对中整平仪器进行测量，直至测量结果符合规定。测距与测角同步进行，每条边的测回数不得小于两个。
1.4井下高程测量
采用三角高程测量方法，与导线测量同时进行。仪器高和觇标高应在观测开始前和结束后用钢尺各量一次(以减少垂球线荷重后的渐变影响)，两次丈量的互差不得大于4mm，取其平均值作为丈量结果。丈量仪器高时，量出测点至镜上中心的距离。三角高程测量要往返进行。相邻两点往返测高差的互差不应大于10mm+0．3mm×τ(τ为导线水平边长，m);三角高程导线的高程闭合差不应大于±100mm (L为导线长度，km)。当高差的互差符合要求后，应取往返测高差的平均值作为一次测量结果。
1.5矿井陀螺定向
由于巷道是形成一个环形，因此在这种时候只能采用支导线来对掘进方向进行控制，支导线的误差累积很快，因此在巷道较长时很难保证精度要求，因此在掘进过程中我们可以采用加测陀螺方位角的方法。加测若干陀螺定向边，从而构成具有陀螺定向边的附和导线，可大大提高支导线精度,一般加测陀螺边有三种方法：（1）在支导线最末边加测一条陀螺边，形成附合导线；（2）每条边上都加测陀螺方位角，这种形式也叫陀螺导线；（3）在支导线上等间隔二条陀螺边，形成两条附合导线。
二、长距离巷道控制测量误差预计分析
2.1水平测量误差分析
设K为原点，以平行于巷道为Y'轴，垂直于巷道为X'轴。测角误差影响为
于是，竖直方向上的误差预计为：
Mv预=±2Mk平=±93．0mm=±0．093m
由计算可知，贯通相遇点K在水平重要方向X'的误差预计为0．177m，小于允许偏差0．4m;贯通相遇点K在高程方向的误差预计0．093m，小于允许偏差0．3m，满足煤矿贯通测量需要。
三、提高贯通测量精度的几点建议
3.1遵循统一的测量规范、按等级标准设计和作业，严格按设计的控制测量等级相关技术要求进行施测，施测中尽量采用三联脚架法，但要注意各基座与棱镜及仪器有无隙动、气泡有无偏离、对中偏离是否较大等等，如有上述情况则要对仪器进行检修校正，找出问题所在。
3.2大中型贯通施测前，应进行贯通测量方案设计和贯通测量误差预计。
3.3要进行经常性的检测其正确性，要及时对导线进行检测、复测及精度估算，对因其它原因而改变设计路线方案时要对精度进行估算，确保巷道开挖的正确。
3.4从贯通测量的外业观测到内业计算，都应坚持用多余的数据进行检校的原则，以提高测量成果的可靠度。
3.5在进行长距离贯通时，必须对边长进行水准面改正和高斯投影改正，把贯通导线的边长统一到同一投影面上，减少边长投影后产生的变形，对于贯通距离长的巷道要严格进行边长的投影计算，正确计算各点平面坐标。
3.6导线要尽可能布设成似等边直伸型导线，在测量环境允许范围内尽可能的选长边。
3.7 三角高程测量时，要严格按操作程序进行，如垂直角的观测要同测距在同一次照准时完成．对于三角高程等级在三等或高于三等时则要采取一些提高精度的措施进行施测，如隔点设站法、提高对中精度等等。
3.8巷道每开挖到一定长度时要及时加测若干陀螺定向边，从而构成具有陀螺定向边的附和导线，可大大提高支导线精度。
四、结束语
综上所述，在煤矿的建设和生产中，巷道贯通工程一直是矿井生产的重要环节，贯通质量的好坏不仅影响到矿井的运输、采掘、安全等方面，还直接影响到巷道施工质量和后续生产的展开。对于煤矿测量人员，在进行贯通作业时，一定要谨小慎微，要合理选择贯通测量方法，重视技术性的选择，在最大程度上提高井下长距离巷道测量的精确度，为煤矿企业实现可持续发展奠定良好的基础。
参考文献：
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[2]刘小君. 矿井巷道高精度贯通测量方法探析[J]. 科技信息,2010(29)
[3]庞国强. 煤矿井下长距离贯通测量实践[J]. 矿山测量,2016(02)
论文作者:马都
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/8
标签：测量论文; 巷道论文; 导线论文; 误差论文; 高程论文; 井下论文; 陀螺论文; 《基层建设》2017年第36期论文;