淺談巷道貫通測量技術(shù)

王洪敏

摘 要：礦井貫通測量是礦山測量的重要內(nèi)容，測量人員必須具備高度責(zé)任心以及較強測繪專業(yè)技能。本文以西安礦巷道的貫通測量為例，設(shè)計了貫通測量的方案，并對方案進行了比選，確定了最優(yōu)方案。本文的探討對于礦井貫通測量實踐具有一定的參考意義！

關(guān)鍵詞：礦山測量;貫通測量;礦井貫通

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.078

1 貫通測量概述

所謂的巷道貫通就是指在井巷掘進中，按照設(shè)計要求由井巷掘進的一個方向與指定地點的另一個井巷相遇連通，簡稱貫通。為各條巷道貫通工程所進行的參數(shù)測量稱為貫通測量。生產(chǎn)礦井發(fā)展過程中，巷道延伸、巷道貫通是不可缺少的一部分，同時貫通測量也成為礦井建設(shè)的一個重要環(huán)節(jié)。巷道貫通質(zhì)量的好壞取決于測量技術(shù)參數(shù)的偏差。

貫通測量分為井下和地表兩個環(huán)節(jié)。貫通測量是為本礦的安全提供相對應(yīng)的數(shù)據(jù)，供地面管理人員進行安全生產(chǎn)決策，如果因為測量數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差或不準(zhǔn)，將導(dǎo)致井下巷道不能正常貫通，給礦井帶來巨大損失，本礦設(shè)計巷道長度為986米，根據(jù)本礦的生產(chǎn)實際需要，西安煤業(yè)公司決定采取對頭掘送，以減少巷道的掘送時間，實現(xiàn)采區(qū)正常接續(xù)。本條巷道按實際設(shè)計要求，本條巷道中線允許偏差為±0.2m，腰線允許偏差±0.1米，平面導(dǎo)線長度為4公里。

為了巷道的精確貫通，實現(xiàn)零誤差，經(jīng)過多方位論證將采用以下巷道貫通測量方法。

2 巷道貫通測量

2.1 平面控制測量

巷道貫通測量有很多測量方法，經(jīng)過過方位的論證及技術(shù)參數(shù)的要求，結(jié)合本礦現(xiàn)場實際，本條巷道將采用GPS測量方法。GPS測量方法分地面和井下兩部分，地面GPS測量時，應(yīng)滿足一定的精度要求，要遵循國家相關(guān)的法律法規(guī)相應(yīng)的規(guī)范制度， GPS進行作業(yè)的時候，必須滿足同一時刻的GPS各個網(wǎng)點成環(huán)形閉合圈，同時與GPS的已知點進行同時測量，滿足后續(xù)數(shù)據(jù)處理時的外部審核。

采用GPS近井網(wǎng)點的布設(shè)及解算

2.1.1 GPS應(yīng)用原理

GPS衛(wèi)星發(fā)射測距信號和導(dǎo)航電文，導(dǎo)航電文中含有衛(wèi)星的位置信息。用戶用GPS接收機在某一時刻同時接收三個以上的GPS衛(wèi)星信號，測量出測站點（接收機天線中心）P至三顆以上GPS衛(wèi)星的距離并解算出該時刻GPS衛(wèi)星的空間位置坐標(biāo)，據(jù)此利用距離交會法解算出測站P的位置坐標(biāo)，如下圖所示，設(shè)在時刻t測站點P用接收機同時測得P點到3顆衛(wèi)星S1，S2，S3的距離分別為ρ1，ρ2，ρ3，通過導(dǎo)航電文解譯出該時刻3顆衛(wèi)星的3維坐標(biāo)為 （ Xi，Yi，Zi），i=1，2，3，即可分別求出P點3維坐標(biāo)（X， Y， Z），即：

2.1.2 近井網(wǎng)的布設(shè)

由于本礦是新改擴建礦井，地面礦區(qū)控制網(wǎng)未形成，為了確保主副斜井的精確貫通，需要在該礦區(qū)地面設(shè)立地面近井控制網(wǎng).且所建地面近井網(wǎng)必須滿足井下巷道貫通技術(shù)的需要，由于井筒是礦山的主要運輸路線，要求參數(shù)精度必須高于其它巷道貫通參數(shù)。一般來說，大多數(shù)巷道貫通并不在井筒位置貫通，而是在到位點貫通，根據(jù)具體情況，為了縮短工期，提高工作效率，西安煤業(yè)公司決定采用對頭相向掘送，在井筒中形成井筒貫通。為了將誤差降到最低值，否定了地表常規(guī)測量方案，選定了GPS建網(wǎng)方案。

2.1.3 GPS解算

即GPS相對靜態(tài)定位是用2臺以上的接收機分別安設(shè)在2條以上基線的端點，同步觀測出相同GPS衛(wèi)星，以便確定出基線向量數(shù)值。在一個端點向量已知的情況下，可用基線向量推算出其它待定點的坐標(biāo)向量。

2.2 礦井聯(lián)系測量

礦井高程聯(lián)系測量又稱導(dǎo)入標(biāo)高，其目的是建立井上，井下統(tǒng)一高程系統(tǒng)。采用長鋼絲法導(dǎo)入高程，在定向投點工作結(jié)束后，鋼絲上、下作好標(biāo)識，提升至地面，用光電測距儀、鋼尺丈量出兩標(biāo)識點之間的距離。導(dǎo)入高程要獨立進行兩次，互差不得超過井深的。（見圖1）

井下高程測量，井下平巷中用北京水準(zhǔn)儀進行往返觀測，往返觀測高程差較差，按《煤炭測量規(guī)程》不得超過高程閉合差±50mm（R為水準(zhǔn)點間的路線長度，以km為單位）。

斜巷中采用經(jīng)緯儀三角高程測量施測，每條導(dǎo)線兩端高差的互差不大于10mm+0.3mm×L（L為導(dǎo)線的水平邊長，以km為單位），每段三角高程導(dǎo)線的高差互差不應(yīng)大于±100mm（L為導(dǎo)線長度，以km為單位）。

3 結(jié)論和建議

巷道貫通質(zhì)量的好壞，取決于方案的選擇，實際施測工作更重要。一是在貫通工程開始施測前，首先要有足夠的測量技術(shù)人員，二是抓好體系建設(shè)的具體貫徹落實情況。此外，還應(yīng)采取以下措施：

（1）盡量減少測量過程中出現(xiàn)的誤差，提高精確度;

（2）選擇精確儀器，提高精確度;

（3）斜巷測角時，提高儀器的精確度，每次測量時都要重新整平;

（4）井下巷道測量時，經(jīng)常出現(xiàn)淋水，從而導(dǎo)致標(biāo)識不清晰，建議選擇合理位置和防治水的管理。

言而總之，巷道貫通的測量要嚴(yán)抓每個工作步驟，真正實現(xiàn)零誤差，給礦井帶來巨大的經(jīng)濟效益。endprint