吉林省辽源矿业（集团）有限责任公司规划设计院 吉林辽源 136201
摘要：西安煤业公司六区新开拓-200m水平机轨运输大巷，设计将该运输大巷与北柳新区主井进行贯通，贯通距离为5878m。矿井贯通测量中在地面设置三角控制网，4等水准为2400m地面控制点个数为11个；井下5"导线距离6876m，控制点个数为67个，陀螺边4条。矿井设计贯通巷道水平与高程误差不超过388mm和160mm，而实际贯通误差分别为197mm和112mm，贯通巷道达到了高质量与高精度的要求。以本矿井巷道贯通测量施工为例，对井下巷道贯通测量施工过程进行简要分析，提出了提高巷道测量精度的方法与改善措施。
关键词：井下巷道；贯通测量；精度
1井下巷道贯通方法
1.1井下平面导线测量
井下平面导线测量是所有巷道贯通测量方法应用最为普遍的方式，其具体运用过程中亦包含三种方式，按主要辅助测量布测连接形状的不同分为菱形、四边形与环形，其实施方式见图1。三种测量方式在实施中需要增加一辅助性的导线点PF，PF点布设位置通常靠近主控制导线点PZ附近，主辅导线点距离运用全站仪精准测量。菱形与四边形导线法将4个导线点连接成不同的形状，其各自测量精度亦存在差异。环形导线法中所有的导线点均需要利用强制归心的装置，保证轴线数据的准确性，归心装置通常安设在巷道两帮之上，安设角度与距离均需采用专用设备进行测量。
1.2矿井联系测量
矿井联系测量方式主要采用定向法的原理，选取一井或者两井作为测量的定向基准，确定起始基点坐标、高程、方位角等参数。将地面参数与井下参数实现关联，并以地面测试参数为参考，计算得出井下基准点的平面坐标、高程等起始数据。
1.3地表平面导线测量
对巷道进行贯通测量时，将观测位置选取在巷道上方对应的靠近井点的地表某一位置。位置选取应以便于数据观测分析为主要原则，观测点位置一般要求观测视野好、地势平坦。各测点之间的高程、位置误差应符合设计要求，可提前根据精度要求计算允许的误差范围。观测点位置确定后，在各个测点之间布置导线，并与测点周围的三角点相连接，运用三角网法对各个测点参数进行连测。
2巷道贯通测量工艺及误差分析
2.1贯通测量工艺流程
作为矿井测量的重要内容，井下巷道贯通测量涉及面较广，并且需要有较高的专业技术要求。因此，矿山测量施工中需要明确施工工艺，并对各项工艺内容进行规范，以有效避免误差在工艺流程中的累加。井下巷道贯通测量施工工艺流程主要包括以下几个部分：
（1）准备工作。首先，精确地展绘已知的井下巷道导线点，确定设计贯通巷道的中心线；其次，综合考虑各方面因素，选择合理的巷道贯通测量方案；再者，计算或分析巷道贯通测量精度要求，尤其对长距离巷道贯通情况，估算测量精度是必不可少的。（2）计算几何要素。巷道贯通测量所需的几何要素主要包括倾角、方位角、坡度、中心线指向角等，计算过程中应选择合理的计算方法，确保计算结果的精确度。矿山测量中几何要素的计算方法有解析法与图解法，解析法应用较为普遍，图解法计算结果精度相对偏低，计算方法选择可根据工程测量实际需求进行选择。（3）确定贯通位置与时间。巷道贯通测量工作高效进行的前提条件为确定贯通位置与贯通时间，其参数确定需要考虑巷道贯通长度、矿井施工掘进速度、施工日期等情况。同时，根据计算得出巷道几何要素，标定出巷道中线与腰线，便于巷道贯通测量与施工。（4）延长与核实巷道腰线、中线。巷道掘进施工过程中，应根据其实际进度情况延长与核实巷道腰线、中线，避免施工误差导致的贯通错误。延长与核实巷道腰线、中线一般按照巷道每掘进100m一测，运用导线法检查施工巷道参数，并根据巷道施工情况及时调整腰线与中线。为确保最终贯通位置的准确性，距离贯通位置点50m以内时，应再次对巷道贯通方向进行标定，并以书面形式向相关负责人递交相应的数据报告。贯通施工结束后，及时测量计算巷道实际偏差与两边闭合差，填绘平面图与断面图，分析测量精度，并根据分析结果调整最后一段巷道施工参数。
2.2测量数据误差分析
误差的存在影响了巷道测量与后期施工的精度，提高巷道贯通测量精度是保证矿井安全生产的必要条件。矿井副立井与南三巷贯通测量中运用了地面连接测量、定向立井、井下导线测距、陀螺定向边等措施，分析得出巷道贯通测量数据误差主要有三个方面：其一，测量与预期数据之间有偏差，这主要是受地表变化因素影响，测量施工人员在工作时参照原来数据进行计算分析，必将引起数据不同程度的误差；其二，导线长度设定不合理，测量人员在运用导线测量法或陀螺仪时，导线长度设定过长，造成误差的累加，使得最终测量数据与设计数值偏离较大；其三，定向测量时所选择的定向与投点方向亦是误差出现的主要来源，选择合理有效的定向与投点方向是避免误差存在的重要前提。
3提高巷道贯通测量精度措施
3.1明确测量误差，井下巷道测量需要较高的测量精度，矿井测量设计与施工人员应高度重视，在测量实施前分析误差出现可能位置，并通过有效的理论计算得出测量误差标准。巷道测量中应结合矿井实际情况，以技术有效与经济可行为主要原则，制定合理的测量方案。与此同时，在技术方面应注重对测量误差的分析，不断优化测量工艺环节，保证井下巷道测量精度。
3.2构建专用地面控制网，巷道贯通测量前应构筑其专用的地面控制网。随着矿井煤炭开采范围与深度的不断扩大，原有地面控制点会在外界条件下发生变化，其基准数据的参考价值会随之降低。为确保井下巷道测量精度，测量过程中应对地面控制点精度进行检查，亦可通过在地面构建专用的导线或三角控制网，确保地面基准控制点数据的稳定性与准确性。
3.3确保斜井定向质量，选择合理贯通测量方法是测量精度保证的重要前提，采用矿井联系测量时，其作为基准定向会对井下巷道测量点的方位角、高程与坐标产生影响。角度小，转角多，可利用多余观测提高测绘精度和质量。
3.4提升井下导线测量精度，井下巷道施工测量条件较为恶劣，测量中易遭受外界条件的影响，进而导致测量误差的出现。测量中应选择合理的测量仪器与测量方法，重视对巷道测量精度的控制。如巷道测量精度要求高且测量任务较大时，可选用先进的全站仪，采用三架法对5ｓ级导线进行测量。
3.5提高测量定向质量，矿井巷道测量中往往只注重支导线的布设，而对各支导线点的精度进行检测，如其中某一导线点参数存在误差，则极易造成后方导线点精确度的下降，并产生测线长度与测角的累加。为避免此类情况的出现，测量过程中应注重导线精度，可通过陀螺仪、全站仪对定向边长、测角进行有效控制。根据巷道掘进施工情况，阶段性地对巷道实际情况调整施工参数，保证最终成巷的准确性。
4结语
本工程贯通测量误差主要为地面连接、斜井定向与井下导线测量误差，其各自占到总预计误差的比例为1：3：4，测量施工可通过多种综合精度保障措施，进一步提升巷道贯通测量精度。巷道测量涉及面较广，需要较高的专业技能要求。为确保巷道贯通测量精度，矿山测量中应选择合理的测量方案，规范测量施工工艺，从基础上降低误差存在可能性。同时，测量过程中应实时对巷道测量误差进行总结、分析，通过明确测量误差、构建地面专用控制网、确保立井定向质量等方法，提升巷道贯通测量精度。
参考文献：
[1]刘登超，孙斌.井下巷道贯通测量的实践分析〔Ｊ〕.化工管理，2013（24）：130.
论文作者:赵宏
论文发表刊物:《北方建筑》2016年11月第33期
论文发表时间:2017/1/12
标签：巷道论文; 测量论文; 导线论文; 误差论文; 精度论文; 井下论文; 矿井论文; 《北方建筑》2016年11月第33期论文;