井巷贯通测量技术研究与应用

井巷贯通测量技术研究与应用2011年7月井巷贯通测量技术研究与应用山西中煤杨涧煤业有限公司生产技术部王正山西中煤杨涧煤业有限公司原为地方国营煤矿，企业改制后产能得到极大提升，每年矿井巷道贯通大小工程几十次，井巷贯通精度质量关系到矿井生产、运输、安全等一系列问题。

如果贯通顺利，后续工程即可顺利开展，但如果贯通中发生差错，则严重影响成巷质量及矿井的正常安全生产，并在人力、物力、财力及时间上给企业造成不可弥补的损失。

所以围绕井巷贯通这一主题，结合大量工作实践，将井巷贯通积累的经验归纳如下，希望在以后的实践中积极推广应用。

一、井巷贯通测量工作原则进行井巷贯通时，测量人员的基本任务是保证掘进工作面沿着设计的方向掘进，使贯通巷道结合处的偏差不超过给定的允许误差。

因此，在进行贯通测量工作时，为了保证井巷贯通成功，应遵循“步步有检核”的原则，具体要求如下：1、在确定测量方案和方法时，应根据贯通距离及巷道的类别来选取贯通所必需的精度，过高或过低的精度要求都是不可取的。

同时要根据贯通所需精度，通过优化总体测量方案和各环节的测量方法，尽量选用不同的仪器和不同的测量方法，来互相校核验证，确保测量精度满足工程要求。

2、对已完成的测量和计算工作，必须有严谨的检查。

如：进行不少于两次独立测量，内业计算由两人分别进行或采取不同的方法、不同的计算工具等。

根据实践，做好这一步工作，关键在外业控制测量，在所有贯通测量偏差中，前者所造成的偏差在90%以上（计算仅占10%），而测点移动又占80%以上，用错测点占10%。

所以，避免以上问题的关键是对上次导线的最后一个水平角及边长一定要进行检查测量，这是消除测量偏差唯一且最有效的方法。

二、贯通测量的步骤和要求1、根据贯通测量的允许偏差，选择合理、可行的测量方案和方法。

对重要的贯通工程要编制贯通测量设计书，同时进行贯通误差预计，明确采用的仪器、测量方法和作业时的各种测量限差等。

精度的选取要合理，既不因精度不够造成工程的巨大损失，又不盲目追求过高的精度而增加测量人员的工作量。

所以，做好误差预计尤为重要（一般取中误差的两倍）。

当误差预计结果超过允许偏差时，应尽量采用提高测量精度的方法，如仍不能满足要求，应研究采用其它保障措施。

贯通结合面允许偏差值贯通种类贯通巷道名程在贯通面上的允许偏差/m两中线之间两腰线之间第一种沿导向层贯通的水平巷道--- 0.2第二种沿导向层贯通的倾斜巷道0.3 ---第三种在同一矿井中贯通的倾斜巷道或水平巷道0.3 0.2第四种在两矿井中贯通的倾斜巷道或水平巷道0.5 0.2第五种用小断面开凿的立井井筒0.5 ---2、依据选定的测量方案和测量方法进行施测和几何要素计算。

每一施测和计算工作环节，均须有可靠的检核，并将施测的实际测量精度与设计书中所要求的精度进行比对。

若发现实际施测精度低于设计中所要求的精度，应找出其原因，采取提高实测精度的相应措施，进行重测。

3、根据有关数据计算贯通巷道的标定几何要素，并实地标定贯通巷道的中线和腰线。

4、随着巷道掘进，及时延设巷道的中腰线，定期进行检查测量和填图，及时按实测点的平面坐标和高程调整中腰线。

在贯通前必须按《煤矿测量规程》的规定，及时以书面（业务保安通知单）形式，报告矿井技术负责人、技术设计部门和施工队组。

5、巷道贯通后，应立即测量实际偏差，并将两侧导线连接起来，计算各项闭合差，同时对最后一段的中腰线进行调整。

6、贯通测量结束后必须对测量工作进行精度分析，提交测量总结。

巷道贯通后，人们总是关注井巷贯通处方向与高程的吻合情况，而对贯通后的总体成巷质量并不是太关心。

严格来讲，一项成功的贯通要求在两个方面都得到体现，一是要求在贯通处方向和高程满足精度要求且偏差尽可能小；二是要求巷道的总体成巷质量要尽可能高。

从这两方面考虑，巷道贯通后，仅考虑二者之一是不合理的。

贯通精确度和成巷质量的评价可以按下述方法来进行：巷道贯通后在整个巷道内每隔一定距离施测一个导线点，这些点要求位于成巷的正中间，这样我们便得到一系列点位数据（Xi，Yi)，(SHi，Hi)，其中(Xi，Yi)表示第i个点的平面坐标，SHi表示第i个点距离起始点的水平距离，Hi表示第i 个点的实际高程。

根据这些数据我们通过曲线拟合的方法即可求取Y=a′X+b′与H=SHtana′+ho′这样两条直线，通过拟合模型与初始模型的比较就可以对最终贯通结果作出客观全面的评价。

三、提高井巷贯通精度的体会1、做好基础工作首先要把好图纸资料审核关。

井巷设计图纸中，有成百上千的数字成果，设计部门往往以规范进行设计，测量人员必须根据实测参数和标定要素在现场标定贯通巷道中腰线前提前进行复核。

其次，要严格坚持“步步有检核”的原则。

测量是一个系统工程，任何时候不允许有半点差错，目前我矿井下一般只布置支导线，其消除偏差的方法只有复测一途，如果转点不及时进行复测，很难避免“一条道走到黑”；如果中间点不及时进行复测，很难避免“一步走错，满盘皆输”。

2、充分利用导向层指导施工测量过程必定存在误差，这一点毋庸置疑，通常我们以中腰线来指导井巷施工，对中、腰线把握水平的高低也是制约井巷工程施工的一个方面，即便是水平再高的施工队伍，对中、腰线的把握也不可能达到理想化，总要使井巷的方向或高程与实际设计产生大小各异的误差。

就一项贯通工程而言，如果贯通发生偏差，则造成偏差的原因一定是测量误差及施工中对中、腰线把握上所产生误差综合影响在全程累积的结果。

而贯通巷道结合处的偏差，可能发生在三个方向上，即：在平面上沿巷道中线的长度偏差；垂直于中线的左右偏差；在竖直面山（高程）的偏差。

后两种偏差对巷道工程质量有影响，称为贯通在重要方向的偏差。

对我矿而言，由于目前井下布置导线全部为支导线，三角高程对贯通测量影响最大，出现的偏差也最大。

因此，充分利用导向层（煤层顶、底及标志层等）来指导井巷贯通成为一条行之有效的方法。

但必须明确的是该方法使用的可靠条件是无地质构造或岩（煤）层赋存稳定，当贯通巷道出现地质构造或岩(煤)层出现较大起伏时，必须根据地质预报及时进行综合分析。

3、利用钻探手段当贯通巷道两侧层位出现异常，利用掘进巷道必须进行探水这一工序，在剩余贯通距离60—70米时，及时安排探水队根据贯通实测参数及层位来布置探水眼，达到探水与控制标高的双重目的，通过钻探手段既可排除水患又可消除沿层位掘进出现巷道起伏的弊端，从而将测量误差降底到最低限度。

4、成立贯通领导组，明确各部门职责测量贯通是一项重大而艰巨的任务，是对一阶段测量工作质量的检验，必须引起各部门高度重视，重要贯通必须成立由主要技术负责人为组长的贯通领导组，具体实施巷道贯通中的保障措施。

地测部负责贯通测量的实施及复测工作，并负责对前方的地质情况及时进行预测预报；技术部根据测量成果、地质条件变化和探眼钻探情况进行综合分析，及时优化设计，做好现场监管工作；探水队负责打钻及资料的整理上报工作。

安监部负责实施过程中的安全管理和现场监督工作。

四、贯通测量施测中应注意的问题贯通质量的好坏，固然决定于我们所选择的贯通方案和测量方法是否正确，然而更重要的还是取决于实际施测工作的质量。

实际施测过程中，根据实测成果衡量所达到的精度，进行可靠的检核、及时填图、并经常检查和调整贯通巷道的方向和坡度，必要时可以采取某些施工上的措施，以尽量减少测量误差对工程的影响，保证井巷工程能按设计要求准确贯通。

贯通测量施测中应注意如下几类问题：（1）要确保原始资料的可靠性。

对工程设计的资料，包括方位、坐标、距离、高程、坡度等要进行认真的检核。

对测量起算数据要反复查对，确保准确无误。

使用地面控制网时，必须对原控制网的精度、控制点是否受了采动影响等了解清楚，必要时应实地进行检查测量。

对于地面控制点和井下测量起始点，务必查明确无破坏和位移后方能使用。

（2）各项测量工作都要有可靠的检核，要进行复测复算，防止产生粗差。

重要工程的贯通测量，在进行复测时，应尽可能换人观测和计算，条件允许时，最好换用仪器复测后方可施工。

（3）对施测成果要及时进行精度分析，并与原误差预计的精度要求进行比对，各个环节不能低于原精度要求，做到及时发现问题、及时解决问题，超出限差时必须进行重测。

（4）利用测量成果计算标定要素时，注意不能抄错或用错已知数据资料。

实地标定时，注意不能用错测点，要求井下测点标志编号要醒目、清晰。

（5）贯通巷道掘进过程中，要及时进行测量和填图，并根据测量成果，及时调整巷道掘进的方向和坡度。

（6）精度要求很高的重要贯通，要采取提高精度的相应措施，并注意解决施测中发现的问题。

措施是多方面的，例如：①提高定向测量的精度，有条件时，可加测陀螺定向边，并进行平差；②在施测导线时，要尽可能采用长边导线，并使用光电测距仪量边；③对井下边长较短的测站，要设法提高仪器和觇标的对中精度，如采取防风措施、采用光学对中、加大垂球重量、增加重新对中测回数、或者采用三架法测量；④斜巷中测角要注意仪器整平的精度，并考虑经纬仪坚轴的倾斜改正问题；⑤钢尺量边时要采用精确比长过的钢尺，制定量边细则，规定各项限差要求等；⑥测距仪测距时要选用经检测合格性稳定的防爆测距仪，专用的反射镜并注意进行温度气压改正。

五、贯通测量目前存在的主要问题及改进方向1、测量是一个系统工程，讲求团队协作，而我矿目前从事测量专业人员良莠不齐，部分人员专业知识欠缺，亟待培训提高并出台测量人员岗位操作规范。

2、矿井原为地方小煤矿，过去对贯通测量精度要求不高，导致部分人员贯通精度意识淡薄，但求贯通不出现差错，不求贯通精度提高，确切说是不善于测量精度提高的分析、总结和应用，应出台奖惩制度予以规范。

3、矿井地面原为3°带控制系统，我矿洗煤厂建设后，地面控制点全部破坏。

目前井下实测为3°带坐标，上图为6°带，坐标换算使用一近似公式，点位有误差。

若生产中出现突发事件，井上下联系困难，急需进行坐标带的统一。