淺談-1090回風(fēng)大巷貫通誤差預(yù)計(jì)

李傳寶

Discussion on the Breakthrough Error Prediction of - 1090 Main Air-Return Roadway

LI Chuan-bao

（Liaoning Industry and Trade School， Shenyang 110122， China）

【摘? 要】貫通誤差預(yù)計(jì)是礦山測(cè)量工作中非常重要的測(cè)量工作，在礦井井巷貫通時(shí)，礦山測(cè)量人員的任務(wù)就是保證各掘進(jìn)工作面均沿著設(shè)計(jì)位置與方向掘進(jìn)，使貫通后結(jié)合處的偏差不超過規(guī)定限度。結(jié)合礦井生產(chǎn)實(shí)際要求，如果礦山測(cè)量人員在貫通測(cè)量工作中發(fā)生測(cè)量、計(jì)算、施工錯(cuò)誤而未能貫通，或貫通后結(jié)合處的偏差值超限，都將影響井巷質(zhì)量，甚至造成井巷報(bào)廢，問題嚴(yán)重的會(huì)造成人員傷亡等后果，在經(jīng)濟(jì)和時(shí)間方面為國家和煤礦造成巨大損失。

【Abstract】The breakthrough error prediction is a very important measurement work in mine measurement work. In the breakthrough of the roadway in the mine， the task of the mine measurement personnel is to ensure that each heading face is heading along the design position and direction， so that the deviation of the junction after the breakthrough does not exceed the specified limit. Combined with the actual requirements of mine production， if the mine measurement personnel fail to breakthrough due to measurement， calculation and construction errors in the breakthrough measurement work， or the deviation value at the junction after the breakthrough exceeds the limit， the quality of the roadway will be affected， and even the roadway will be scrapped. If the problem is serious， it will cause casualties and other consequences， causing huge losses for the country and the coal mine in terms of economy and time.

【關(guān)鍵詞】-1090;回風(fēng)大巷;貫通誤差預(yù)計(jì)

【Keywords】-1090; main air-return roadway ; breakthrough error prediction

【中圖分類號(hào)】TD175? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2021）05-0182-02

1 引言

貫通測(cè)量的基本方法是測(cè)出待貫通巷道兩端導(dǎo)線點(diǎn)的平面坐標(biāo)（X，Y）和高程（H），通過計(jì)算求得巷道中線的坐標(biāo)方位角和巷道腰線的坡度，坐標(biāo)方位角和坡度應(yīng)與原設(shè)計(jì)相符，差值在容許范圍之內(nèi)，同時(shí)，計(jì)算出巷道兩端點(diǎn)處的指向角，利用上述數(shù)據(jù)在巷道兩端分別標(biāo)定出巷道中線和腰線，指示巷道按設(shè)計(jì)要求的同一坡度分頭掘進(jìn)，直到貫通相遇點(diǎn)處相互正確接通。

2 選擇貫通測(cè)量方案及誤差預(yù)計(jì)

貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)，就是按照所選擇的測(cè)量方案與測(cè)量方法，應(yīng)用最小二乘法準(zhǔn)則及誤差傳播規(guī)律，對(duì)貫通精度的一種估算。它是預(yù)計(jì)貫通實(shí)際偏差最大可能出現(xiàn)的限度，其目的是優(yōu)化測(cè)量方案與選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量方法，做到貫通心中有數(shù)，滿足采礦生產(chǎn)要求及避免由于精度太低對(duì)工程造成損失，影響礦井正常安全生產(chǎn)。

2.1 了解情況，收集資料，初步確定貫通測(cè)量方案

工程概述：沈陽焦煤有限責(zé)任公司紅陽三礦是一座大型現(xiàn)代化礦井，煤礦坐落在燈塔市柳條鎮(zhèn)。煤田地質(zhì)儲(chǔ)量1.58億噸，井田賦存的煤種有焦煤、瘦煤、貧煤、無煙煤。礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為300萬噸。目前，紅陽三礦基本達(dá)到了采掘機(jī)械化、運(yùn)輸皮帶化、調(diào)度網(wǎng)絡(luò)化、通信智能化、管理微機(jī)化、生產(chǎn)指揮科學(xué)化、一線工人年輕化、學(xué)歷專業(yè)本科化。在煤礦作業(yè)工作中，紅陽三礦測(cè)量科如同三礦生產(chǎn)工作的一雙“眼睛”，起著尖兵的作用，科內(nèi)25人為黨員，認(rèn)真學(xué)習(xí)了習(xí)近平總書記“不忘初心、牢記使命”的講話精神，充分發(fā)揚(yáng)了煤礦工人不怕臟、不怕累、能吃苦、能啃硬骨頭的精神，為煤礦開采工作發(fā)揮了“領(lǐng)軍先鋒”的作用。紅陽三礦測(cè)量科在參加沈煤集團(tuán)公司技能大比武的比賽中連續(xù)3年獲得“最佳技能標(biāo)兵集體”稱號(hào)，并且連續(xù)多年被礦里評(píng)為先進(jìn)集體、無傷亡集體、無重大安全事故集體。-1090回風(fēng)大巷貫通工程，是沈陽焦煤集團(tuán)紅陽三礦重點(diǎn)工程之一。工程目的是：解決紅陽三礦井下西三采區(qū)的回風(fēng)問題。該工程設(shè)計(jì)貫通距離周長(zhǎng)9016m，實(shí)掘距離1560m。

2.2 工作面的位置、范圍以及與四鄰、地面的關(guān)系

①地點(diǎn)：-1090回風(fēng)大巷位于七煤采區(qū)界線以東，南翼1#回風(fēng)斜巷以北，西三采區(qū)2#回風(fēng)聯(lián)絡(luò)道以南，上部為西一區(qū)702～716綜采工作面各采空區(qū)，下部為未動(dòng)區(qū)。-1090回風(fēng)大巷A號(hào)測(cè)點(diǎn)～B號(hào)設(shè)計(jì)點(diǎn)長(zhǎng)1348.7m，B號(hào)設(shè)計(jì)點(diǎn)～C號(hào)設(shè)計(jì)點(diǎn)長(zhǎng)218.5m。②地表：相應(yīng)地表為旱田、稻田、魚塘、河流、堤壩、高壓線、柳條寨鄉(xiāng)。地表標(biāo)高：+20.9～+22.4m。

2.3 區(qū)內(nèi)地層產(chǎn)狀和地質(zhì)構(gòu)造特征及其對(duì)本工作面的影響

①-1090回風(fēng)大巷煤巖層整體構(gòu)造形態(tài)為背斜構(gòu)造，煤巖層產(chǎn)狀為260°～305°∠3°～9°，煤巖層層理發(fā)育。②預(yù)計(jì)該掘進(jìn)巷道在前掘過程中將遇落差大于1m的斷層2條，分別為：Ft1正斷層，產(chǎn)狀：230°∠50°，落差2.8m;Ft2正斷層，產(chǎn)狀：235°∠48°，落差2.0m。過斷層時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)圍巖的管理。

2.4 煤層頂?shù)装鍘r性、厚度、物理力學(xué)性質(zhì)

①8煤層：頂板為泥巖，平均厚為15.94m，底板細(xì)砂巖，平均厚為1.5m;9煤層：頂板為泥巖，平均厚為5.1m，底板細(xì)砂巖，平均厚為8.9m;11煤層：頂板為粉砂巖，平均厚為7.6m，底板中砂巖，平均厚為3.0m。②堅(jiān)固性系數(shù)：煤，f=0.3;泥巖，f=1.8～2.9;粉砂巖，f=2.7～4.5;細(xì)砂巖，f=4～6;中砂巖，f=6.2。

2.5 工作面瓦斯地質(zhì)特征

根據(jù)精查地質(zhì)報(bào)告及通風(fēng)有關(guān)部門提供的實(shí)測(cè)瓦斯資料，該范圍7煤瓦斯含量為5～12m3/t，該范圍12煤瓦斯含量為5～14m3/t。有關(guān)部門在前掘過程中應(yīng)加強(qiáng)瓦斯管理。

3 貫通測(cè)量方案的確定

預(yù)計(jì)貫通相遇點(diǎn)為K。由于沿巖石層施工掘進(jìn)，需要同時(shí)進(jìn)行水平、豎直方向的誤差預(yù)計(jì)。根據(jù)《煤礦測(cè)量試行規(guī)程》要求，確定在水平重要方向的允許偏差±0.5m，豎直方向的允許偏差±0.3m。

3.1 井下測(cè)量方法

采用DTM-352C全站儀電子測(cè)距，水平角采用測(cè)回法，采取一次對(duì)中觀測(cè)兩測(cè)回。高程控制在巖巷用水準(zhǔn)測(cè)量，煤巷受煤層控制起伏較大用三角高程測(cè)量，豎直角觀測(cè)為兩個(gè)測(cè)回。儀器高及覘標(biāo)高，在測(cè)量開始和結(jié)束時(shí)各測(cè)一次，互差不超過4mm并取其平均值。由井下7"基本控制導(dǎo)線點(diǎn)向施工巷道鋪設(shè)15"導(dǎo)線。需要注意的是，用單面水準(zhǔn)標(biāo)尺進(jìn)行等外水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)，應(yīng)變動(dòng)儀器高觀測(cè)，所觀測(cè)高差之差與黑紅面所測(cè)高差之差的限值相同。

3.2 量邊方法的各項(xiàng)限差

井下作業(yè)前，對(duì)全站儀進(jìn)行檢驗(yàn)和校正。測(cè)量工作開始前測(cè)定氣壓和溫度并輸入全站儀。每條邊測(cè)回?cái)?shù)為3個(gè)。用單向觀測(cè)往返（或不同時(shí)間），在觀測(cè)時(shí)，限差為：一測(cè)回讀數(shù)較差不大于3mm，往返（或不同時(shí)間）觀測(cè)同一邊長(zhǎng)時(shí)，化算水平距離后的互差，不大于1/8000。

4 貫通誤差預(yù)計(jì)

4.1 誤差參數(shù)確定

①井下導(dǎo)線測(cè)角誤差：根據(jù)《煤礦測(cè)量規(guī)程》規(guī)定，7"或15"級(jí)導(dǎo)線的測(cè)角中誤差為：m？茁=7"或15"

②量邊誤差：根據(jù)DTM-352C的標(biāo)稱精度為：

ml=±（2+2ppmD）

井下導(dǎo)線的平均邊長(zhǎng)為100.179m，求得量邊中誤差為：

ml=±（2+2×0.100179）=±2.2mm

4.2 貫通相遇點(diǎn)K在水平重要方向X上的誤差預(yù)計(jì)

=±0.01981m

②井下導(dǎo)線量邊誤差引起K點(diǎn)在X軸方向上的誤差，由數(shù)據(jù)計(jì)算得：

測(cè)角、量邊誤差引起K點(diǎn)在水平重要方向X軸方向上的預(yù)計(jì)誤差為：

4.3 貫通相遇點(diǎn)K在豎直重要方向上的預(yù)計(jì)誤差

1路線長(zhǎng)度為1560m;L2路線長(zhǎng)度為7456m。

三角高程測(cè)量獨(dú)立進(jìn)行2次測(cè)量，2次測(cè)量平均值的中誤差為：Mh經(jīng)平=±96.54mm

高程誤差引起K點(diǎn)在豎直重要方向上的預(yù)計(jì)誤差為：

由于豎直方向上±0.198m<±0.3m，水平方向上±0.464m

<±0.5m，經(jīng)過測(cè)量技術(shù)人員初步計(jì)算并檢核說明所選定的測(cè)量方案能滿足貫通測(cè)量精度要求，該方案可行，可用于指導(dǎo)施工。由計(jì)算過程可知，導(dǎo)線終點(diǎn)的橫向誤差與測(cè)角誤差和測(cè)站數(shù)有關(guān)，而縱向誤差與量邊誤差有關(guān)。因此，要減小橫向誤差則應(yīng)提高測(cè)角精度和減少測(cè)站，加大邊長(zhǎng)。減小導(dǎo)線終點(diǎn)的縱向誤差則應(yīng)提高量邊精度。

5 測(cè)量工作中應(yīng)注意的事項(xiàng)

①根據(jù)沈陽焦煤集團(tuán)紅陽三礦井下實(shí)際狀況確定礦井內(nèi)巷道均布置在煤層或巖層中，技術(shù)人員選點(diǎn)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮頂板壓力情況，應(yīng)在周圍穩(wěn)定的巷道頂板上或在錨索、錨桿附近設(shè)導(dǎo)線點(diǎn)。②根據(jù)礦井的不同和特殊情況，工作人員在測(cè)量對(duì)中時(shí)應(yīng)注意風(fēng)流影響，必要時(shí)采取擋風(fēng)措施。必須提高觀測(cè)者的測(cè)角精度和加大邊長(zhǎng)以減少測(cè)站數(shù)。實(shí)測(cè)中嚴(yán)格按照貫通預(yù)計(jì)方案施工，確保本工程準(zhǔn)確無誤貫通。③貫通測(cè)量是礦井工作當(dāng)中一項(xiàng)十分重要的測(cè)量工作，測(cè)量人員所肩負(fù)的責(zé)任重大，為了避免造成煤礦安全事故，要求礦山測(cè)量技術(shù)人員必須一絲不茍，嚴(yán)肅認(rèn)真對(duì)待貫通測(cè)量工作，保證貫通工程順利完成。

【參考文獻(xiàn)】

【1】李戰(zhàn)紅.礦山測(cè)量[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2011.

【2】何沛鋒.礦山測(cè)量[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2012.