提高煤矿井下巷道贯通测量精度技术研究

提高煤矿井下巷道贯通测量精度技术研究

胡毕亮

贵州松河煤业发展有限责任公司 贵州省六盘水市 553526

摘要：当前煤矿进入到深部开采已经成为了必然，在煤矿深部开采中，随着产能的不断扩大，需要开掘的巷道持续增加，需要的巷道贯通数量也在持续提升，全面提升贯通测量的精度是当前很多煤矿面临的实际问题。煤矿井下贯通测量方案直接关系到井下巷道掘进效率和精度，随着煤矿井下机械化掘进水平的不断发展，井下巷道掘进距离不断加大，对巷道贯通测量的精度要求也在不断地提升，针对现有的贯通测量方案测量效率低、精度不足的情况。对于倾斜巷道的贯通测量，提出了前后视三角高程测量的方式，分析了该测量方式的原理及应用，并通过测量数据表明，采用全站仪进行前后视三角高程测量，可以提高巷道贯通测量的精度。基于此，本文详细分析了煤矿井下巷道贯通测量精度技术。

关键词：煤矿井下；巷道贯通；测量精度技术

引言

贯通测量是坑道施工中和贯通后的测量，包括平面贯通测量和高程贯通测量。是为获取实际的贯通误差值，作为下一步调整施工中线的依据。对确保巷道贯通的精度和掘进作业安全、效率等均具有十分重要的意义，传统依靠经纬仪进行贯通测量的方案在应用中虽然精度不足，操作步骤也相对繁琐，但由于贯通测量的距离短，因此能够基本满足测量需求。但是从当前煤矿井下贯通测量来看，不可避免的出现各种类型的误差，在贯通测量时，技术人员需要提前做出贯通误差预计，制定出科学合理测量方案，确保贯通效果。在这个过程中，需要对井下贯通测量方案进行持续优化。因此，对煤矿井下贯通测量方案优化进行分析有着较为重要的意义。

1概述

巷道贯通是进行煤矿开采掘进工作的组成部分，贯通测量是煤矿测量工作的重要组成部分。巷道贯通工作的难度及工程的精度与贯通测量的精度具有直接的关系。贯通测量是在同一巷道内为保证两个或多个工作面依据设计的位置进行的连接测量，在进行巷道的掘进时，要保证工作面依据设计的方向进行作业，保证连接处的精度不能超出规定的范围，避免造成工程质量的偏差。提高巷道贯通测量的精度，要求测量技术人员具有较高的专业素养的同时，还要采用先进的测量设备及因地制宜的测量方案。提高煤矿巷道贯通测量的精度对于煤矿的安全、高效生产具有重要的意义，可以提高后续煤矿开采的效率^[1]。

2巷道贯通平面测量方案优化

2.1地面控制测量方案优化

某次地面控制测量，选择使用卫星定位技术在地面控制测量中设置四等GPS控制网，通过某次实际测量可以得到，在某次测量过程中，平差后最弱边中误差7.5万分之一，在规定的范围内，地面风井在X轴和Y轴方向上的误差分别为±50.1mm、±70.2mm，规定的数值为在±80mm的范围内，这表明两者均在规定的范围内，满足了某次贯通测量精度的要求。

2.2井下导线测量方案优化

大量井下贯通测量表明，某次的陀螺附和导线测量能够达到井下7″精度的要求。因此，在进行某次计算时，井下陀螺边可作为某次导线方位的起算边。相对于传统的采用两次独立观测支导线的方式来看，选择使用陀螺边的方式进行观测，测量的精度更高，同时，需要花费的工程量也相对较小，节省的工程量超过了一半。陀螺定向与井下导线的预计误差为：导线测角某次的中误差为±7″。通过使用导线误差理论，选择使用电子表格功能对计算程序进行编制，将相关的数据输入到其中，可以得到导线测量、井下方位附和在贯通点的误差分别为：X轴方向的误差为140mm，Y轴方向的误差为170mm，均相对于规程较小，表明均在合理的范围内^[2]。

2.3贯通相遇点平面位置误差

通过对竖井投点、井下导线测量误差、地面测量误差等方面进行研究，按照误差传播定律，在X轴、Y轴方向的平面误差分别为：151mm、186mm。在某次测量时，选择使用两倍预计误差作为某次贯通测量极限误差^[3]。

3井下贯通测量误差分析

通过对煤矿所用全站仪在实际使用过程中产生误差的原因分析，可知要提升实际测量精度需要降低在测量过程中的对中偏心差，同时需要规范测量人员的测量方法，优化测量工艺，因此针对性的提出了对应的优化方案，并在井下巷道贯通测量过程中进行了实际验证和总结，主要包括以下几个方面[3]。辅助偏心测量仪，为了降低全站仪在使用过程中的对中偏心差，采用在全站仪上增加偏心仪辅助测量的方案，将偏心仪设置到全站仪的测量手柄上。偏心仪上设置有刻度盘，刻度盘上均匀分布着120个刻度，在测量过程中当全站仪出现对中误差时，偏心仪能够显示并记录测量过程中的偏心角度，然后通过计算修正误差即可计算出修正值，从而消除在测量过程中的对中偏心差，提升测量精度。在测量过程中为了提升测量一致性，进一步降低对中偏心差对测量结果的影响，在进行修正的基础上，测量组又提出了利用全站仪三脚架法进行测量施工的方案，在测量起始的位置首先对前视点、后视点和观测点进行测量，当对第一个测量点测定完成后，直接将后视点的棱镜转移到下一个前视点位置，利用前一个测点作为后一个测点的测量后视点，进而逐次完成对整个掘进过程中的测量控制，在测量过程中该方案只需对测量设备进行一次对中调整即可，能够显著提升在测量过程中的测量精度，降低测量时间，通过实际测量，采用新的一次定位测量方案能够将测量效率提升14%以上

^[4]。

4贯通测量高程测量方案及误差

在进行某次高程测量时，选择使用GPS拟合法，并采取上下联系测量的方式，采用三角高程测量的方式，提升高程测量的精度。第一，近井点高程测量方案及误差。在进行某次贯通测量时，对地面近井点的高程进行测量，选择使用GPS高程拟合法的方式进行测量，对于传统的四等水准测量这次并没有采用，并配合使用全站仪三角高程测量的方式，得到误差为51mm，在规定的范围内。第二，井下导线三角高程测量。在进行井下导线测量时，选择使用三角高程测量的方式，设计往返测量的方式，对边长、立角等进行测量，对仪器的高度、后视镜的高度进行两次丈量，并从三角高程测量的角度出发，得到在每百米的范围内误差在±6mm的范围内，在某次高程测量误差的范围内。第三，井上下高程传递方案及误差预计。南风井井上下高程传递采用全站仪直接测量井深的方法传递高程，即全站仪置于地面立井井口位置，在井底放置棱镜，采取必要的安全措施，用全站仪直接测量至棱镜的倾斜距离，即为立井深度，通过某次计算，得到误差为±19mm，在规程规定的范围内。在某次巷道贯通之后，通过现场测量的方式，巷道在平面方向和轴向均在误差估计的范围内，取得了较好的贯通测量效果^[5]。

总结

综上所述，巷道的贯通测量对于巷道的贯通及矿井的开采具有重要的作用，采用现代化的测量方法对于提高贯通测量的精度具有极大的促进作用。在煤矿井下巷道的贯通测量过程中，由于煤矿井下巷道的倾斜设置，采用全站仪进行前后视三角高程测量，可以避免降低全站仪进行高程测量时的误差，提高巷道贯通测量的垂直精度，从而可以为后续煤矿的施工提供便利，为矿区的安全开采提供保障。

参考文献

[1]陈洋洋.提升煤矿井下巷道贯通测量精度的实践分析[J].河南建材,2020(01):34-35.

[2]李强.煤矿井下巷道贯通测量技术及其精度控制[J].内蒙古煤炭经济,2019(22):195.

[3]贾小玲.煤矿井下巷道贯通测量技术及其精度控制[J].煤炭科技,2019,40(04):75-77.

[4]刘玮.煤矿井下巷道贯通测量精度分析及技术方法[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(13):219-220.

[5]张新星.煤矿井下巷道贯通测量精度分析及技术方法研究[J].能源技术与管理,2019,44(02):129-130.