煤礦井下巷道貫通測量技術(shù)及其精度控制研究

1 巷道貫通簡介
　　為了保證礦井的正常生產(chǎn)，某礦對第一水平的膠帶運輸大巷進行延伸，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1132m。巷道貫通過程中采用15個位置點組成的三角形小網(wǎng)，有效距離可達到1700m，并布置102個導(dǎo)線點組成的10條導(dǎo)線網(wǎng)，有效距離能達到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程中，對比不同的方案，并結(jié)合現(xiàn)場的實際情況以及影響因素，使用定點發(fā)送高度信息，并增加測量螺旋邊;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)線點的安裝要求設(shè)置導(dǎo)線點，當導(dǎo)線點間距為50-80m為近距離，導(dǎo)線點距離超過300m為遠距離，螺旋邊設(shè)置在1/3 或其它貫通點附近。通過對導(dǎo)線點的確定，計算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)。待巷道實際貫通后測量發(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
　　本段工程為兩個斜井之間的貫通，在兩個斜井內(nèi)使用全站儀進行測量，標高可以根據(jù)三角高程確定，經(jīng)計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)。待巷道貫通后實際測量發(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量、標高確定以及非水平井的測量，巷道內(nèi)使用的導(dǎo)線包括距離測量導(dǎo)線和螺旋定向邊導(dǎo)線;當巷道貫通后，通過收集數(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、定點測量誤差、井下測量距離導(dǎo)線誤差比例為1：2：3。
　　在1#斜井貫通中測量橫向貫通誤差106mm，所以在整體的誤差中地面誤差、定點測量誤差、井下測量距離導(dǎo)線誤差樹脂分別為17.6mm、35.3mm、53mm;其中礦井內(nèi)的誤差受角度和距離測量影響，此外巷道內(nèi)導(dǎo)線點較多，累計誤差較大，所以在誤差的影響當中角度的測量對整體誤差影響較大。
　　通過數(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。而角度測量過程使用全站儀測量，其產(chǎn)生的讀書誤差在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導(dǎo)致誤差偏大，超過該范圍，從而使測得的角度誤差接近2.9′′。而巷道內(nèi)導(dǎo)線點的距離較大，在隊中過程中會產(chǎn)生誤差，經(jīng)過貫通后實測發(fā)現(xiàn)各項誤差基本和計算值差別不大。
　　 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準數(shù)據(jù)，由于煤礦井下不斷開采，開采區(qū)和三角點的位置發(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個測量站點的小型地面三角控制網(wǎng)，使用平差計算方法得到的三角網(wǎng)單位權(quán)中誤差控制在18′′左右，點位的最弱點誤差控制在19mm。在測量的中間部分搭建了封閉導(dǎo)線，該導(dǎo)線位置與進口處附近點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)測量精度。估計算得的角度誤差、地表面的距離誤差值反映了獲得巷道貫通高精度時地面控制精度起著非常重要的作用。
　　 3.2 井下導(dǎo)線測量的精度
　　在整個開采水平大巷貫通過程中涉及的導(dǎo)線點和步驟較多，共包含110個導(dǎo)線點10條導(dǎo)線，在提高巷道貫通準確率的過程中需注意已下事項：需根據(jù)目前的行業(yè)標準和要求合理布置導(dǎo)線點，確保滿足相關(guān)要求;使用三腳架法，從而降低干擾項，提高測量的準確度;在具體巷道測量過程中提高測量準確度，將測量的準確度控制在0.8mm以內(nèi);施工導(dǎo)線距離測量儀時，適當增加導(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。通過對數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，巷道橫向精度的校正對整體的影響只管重要，在實際操作中需要反復(fù)測量，有效提高其測量精度，準確貫通的目的。
　　 5 結(jié)論
　　構(gòu)建巷道布置網(wǎng)可以有效降低精度誤差，提高測量點的測量精度。多次測量螺旋導(dǎo)線點的方向可以進一步提高定向精度和導(dǎo)線精度。通過三腳架法的使用，可以提高對中、對準的精度，從而使角度測量更加準確。通過對數(shù)據(jù)的分析對比發(fā)現(xiàn)，距離誤差、定點測量誤差、井下測量距離導(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校正對精度測量誤差影響很大。