煤礦井下巷道貫通測(cè)量技術(shù)及其精度控制研究

1 巷道貫通簡(jiǎn)介
　　為了保證礦井的正常生產(chǎn)，某礦對(duì)第一水平的膠帶運(yùn)輸大巷進(jìn)行延伸，主要向北部及東部延伸，其中北部主要包括與1#斜井的貫通，貫通距離3216m;東部與2#斜井貫通，距離達(dá)1132m。巷道貫通過(guò)程中采用15個(gè)位置點(diǎn)組成的三角形小網(wǎng)，有效距離可達(dá)到1700m，并布置102個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)組成的10條導(dǎo)線網(wǎng)，有效距離能達(dá)到7100m左右。礦井內(nèi)部有5條螺旋邊，該巷道貫通工程是礦井生產(chǎn)中的一個(gè)較大工程。
　　 2 貫通影響因素
　　 2.11#斜井貫通精度分析
　　在1#斜井貫通方案制定過(guò)程中，對(duì)比不同的方案，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況以及影響因素，使用定點(diǎn)發(fā)送高度信息，并增加測(cè)量螺旋邊;斜井內(nèi)使用多導(dǎo)線控制的方法確保巷道精度;根據(jù)巷道的具體情況，以及導(dǎo)線點(diǎn)的安裝要求設(shè)置導(dǎo)線點(diǎn)，當(dāng)導(dǎo)線點(diǎn)間距為50-80m為近距離，導(dǎo)線點(diǎn)距離超過(guò)300m為遠(yuǎn)距離，螺旋邊設(shè)置在1/3 或其它貫通點(diǎn)附近。通過(guò)對(duì)導(dǎo)線點(diǎn)的確定，計(jì)算1#斜井的貫通誤差橫向控制在300mm以內(nèi)，縱向誤差控制在160mm以內(nèi)。待巷道實(shí)際貫通后測(cè)量發(fā)現(xiàn)橫向貫通誤差106mm，縱向貫通誤差87mm，滿足生產(chǎn)需要。
　　 2.22#斜井貫通精度分析
　　本段工程為兩個(gè)斜井之間的貫通，在兩個(gè)斜井內(nèi)使用全站儀進(jìn)行測(cè)量，標(biāo)高可以根據(jù)三角高程確定，經(jīng)計(jì)算該工程巷道貫通橫向誤差控制在250mm以內(nèi)，縱向巷道貫通誤差控制在170茂名以內(nèi)。待巷道貫通后實(shí)際測(cè)量發(fā)現(xiàn)，橫向貫通誤差為10mm，縱向誤差7mm，可以滿足生產(chǎn)需要。
　　 2.3 誤差產(chǎn)生原因
　　本次巷道貫使用了地面測(cè)量、標(biāo)高確定以及非水平井的測(cè)量，巷道內(nèi)使用的導(dǎo)線包括距離測(cè)量導(dǎo)線和螺旋定向邊導(dǎo)線;當(dāng)巷道貫通后，通過(guò)收集數(shù)據(jù)分析各種誤差參數(shù)，并綜合考慮各參數(shù)在總的誤差中所占比重，以及影響因素，發(fā)現(xiàn)在巷道貫通中距離誤差、定點(diǎn)測(cè)量誤差、井下測(cè)量距離導(dǎo)線誤差比例為1：2：3。
　　在1#斜井貫通中測(cè)量橫向貫通誤差106mm，所以在整體的誤差中地面誤差、定點(diǎn)測(cè)量誤差、井下測(cè)量距離導(dǎo)線誤差樹(shù)脂分別為17.6mm、35.3mm、53mm;其中礦井內(nèi)的誤差受角度和距離測(cè)量影響，此外巷道內(nèi)導(dǎo)線點(diǎn)較多，累計(jì)誤差較大，所以在誤差的影響當(dāng)中角度的測(cè)量對(duì)整體誤差影響較大。
　　通過(guò)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，巷道角度誤差是巷道貫通整體誤差產(chǎn)生的主要因素。而角度測(cè)量過(guò)程使用全站儀測(cè)量，其產(chǎn)生的讀書(shū)誤差在0.75′′。在井下巷道中，由于井下條件較差，以及施工條件的印象會(huì)導(dǎo)致誤差偏大，超過(guò)該范圍，從而使測(cè)得的角度誤差接近2.9′′。而巷道內(nèi)導(dǎo)線點(diǎn)的距離較大，在隊(duì)中過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生誤差，經(jīng)過(guò)貫通后實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)各項(xiàng)誤差基本和計(jì)算值差別不大。
　　 3 貫通精度提高的技術(shù)方法
　　 3.1 專用控制網(wǎng)
　　煤礦上工作的數(shù)據(jù)資料采用的是以前的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，由于煤礦井下不斷開(kāi)采，開(kāi)采區(qū)和三角點(diǎn)的位置發(fā)生了特別大的變化，使得許多地表上布置網(wǎng)位置的測(cè)量值出現(xiàn)了很大的誤差。在礦井巷道貫通以前，為了保障工程的質(zhì)量，于是重新規(guī)劃設(shè)計(jì)了地表布置網(wǎng)系統(tǒng)，在煤礦井田的北部搭建了擁有15個(gè)測(cè)量站點(diǎn)的小型地面三角控制網(wǎng)，使用平差計(jì)算方法得到的三角網(wǎng)單位權(quán)中誤差控制在18′′左右，點(diǎn)位的最弱點(diǎn)誤差控制在19mm。在測(cè)量的中間部分搭建了封閉導(dǎo)線，該導(dǎo)線位置與進(jìn)口處附近點(diǎn)位精度誤差的橫向誤差為12.1，縱向誤差為15.9。全程的礦井地面測(cè)量工作，減少了不必要的誤差，保證了地面上建立的控制網(wǎng)測(cè)量精度。估計(jì)算得的角度誤差、地表面的距離誤差值反映了獲得巷道貫通高精度時(shí)地面控制精度起著非常重要的作用。
　　 3.2 井下導(dǎo)線測(cè)量的精度
　　在整個(gè)開(kāi)采水平大巷貫通過(guò)程中涉及的導(dǎo)線點(diǎn)和步驟較多，共包含110個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)10條導(dǎo)線，在提高巷道貫通準(zhǔn)確率的過(guò)程中需注意已下事項(xiàng)：需根據(jù)目前的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和要求合理布置導(dǎo)線點(diǎn)，確保滿足相關(guān)要求;使用三腳架法，從而降低干擾項(xiàng)，提高測(cè)量的準(zhǔn)確度;在具體巷道測(cè)量過(guò)程中提高測(cè)量準(zhǔn)確度，將測(cè)量的準(zhǔn)確度控制在0.8mm以內(nèi);施工導(dǎo)線距離測(cè)量?jī)x時(shí)，適當(dāng)增加導(dǎo)線間距，提高整體的的精度。
　　 4 導(dǎo)線距離映射改正誤差分析
　　不同巷道間的貫通需考慮其所處的巷道貫通網(wǎng)，導(dǎo)線距離的校正對(duì)巷道貫通有橫向的影響，包含巷道精度的校正值，最終形成整體的校正精度。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，巷道橫向精度的校正對(duì)整體的影響只管重要，在實(shí)際操作中需要反復(fù)測(cè)量，有效提高其測(cè)量精度，準(zhǔn)確貫通的目的。
　　 5 結(jié)論
　　構(gòu)建巷道布置網(wǎng)可以有效降低精度誤差，提高測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量精度。多次測(cè)量螺旋導(dǎo)線點(diǎn)的方向可以進(jìn)一步提高定向精度和導(dǎo)線精度。通過(guò)三腳架法的使用，可以提高對(duì)中、對(duì)準(zhǔn)的精度，從而使角度測(cè)量更加準(zhǔn)確。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析對(duì)比發(fā)現(xiàn)，距離誤差、定點(diǎn)測(cè)量誤差、井下測(cè)量距離導(dǎo)線誤差比例為1：2：3。井下巷道導(dǎo)線映射到映射橫向面及映射到高斯平面的兩項(xiàng)校正對(duì)精度測(cè)量誤差影響很大。