煤矿测量方法的应用研究

煤矿测量方法的应用研究
煤矿测量工作是贯穿于煤矿设计、基本建设和生产全过程的基础性技术工作，它在开发煤炭资源中与地质工作紧密配合起先导作用，在安全生产方面起指导作用，在均衡生产方面起保证作用，在工程质量及合理开采利用资源方面起监督作用。

本文着重介绍了新形势下应用地理信息系统、GPS、陀螺定向等测量新技术、新手段，来提高煤矿测量工作质量，以满足现代生产对测量工作的新要求。

标签：煤矿测量地理信息系统GPS和陀螺定向技术应用研究
0 引言
煤矿测量工作是煤矿生产建设的基础性技术工作，它贯穿于煤矿设计、基本建设和生产的全过程，它不仅要直接服务于煤矿生产建设，还要为安全生产提供信息支持，常常是领导做出安全生产决策的重要依据，因此，煤矿测量在煤矿开采中的责任与作用都是很大的。

徐州矿务集团旗山煤矿位于徐州市东北的贾汪区大吴镇境内，至今已有50多年的开采历史，在长期的生产实践中，我们摸索出了一整套测量工作和管理方法，能很好地满足新形势下的新要求。

1 充分认识做好煤矿测量工作的重要性
1.1 煤矿安全生产工作必须从煤矿测量抓起首先，煤矿生产在地球深处从事作业的特点使煤矿安全始终处于高危状态，水、火、瓦斯、地压等灾害因素时刻威胁着矿井生产安全，准确掌握各施工作业地点所处的空间位置，方可结合相关资料对其作业环境作出安全评价，进而采取有针对性的措施消除各类安全隐患，保障煤矿生产活动的安全开展。

其次，采掘活动中的地质条件复杂多变，因此安全生产离不开地质预报、水害预报的指导，而预测预报的准确性，建立在对采掘活动的准确控制上。

第三，煤矿日常生产离不开测量的支持，采掘活动如果没有可靠的测量工作保障肯定无法保证安全开展。

第四，地下开采会引起地表沉陷和变形，如果井上下对应关系不准确，就无法正确圈定开采影响范围，对地面建构筑物实施有效保护。

1.2 准确规范的测量工作是实现设计目标的有力保证准确无误的测量工作，是保证采掘生产按照设计的目标顺利推进的前提；充分利用测绘的各种矿图，发挥较全面地掌握采掘工程的特点，及时正确地给出方向，使采掘活动远离危险区；对地下开采引起的地表与岩层移动范围进行预计，圈定地面建筑物的受护范围，避免财产损失和人身伤害事故的发生，保证矿山开采与社会发展的和谐。

1.3 解决生产建设过程中出现的新问题煤矿安全生产离不开地质预报的指导，而决定预报准确程度的地质资料，依赖于正确的测量控制资料；对分析预报出的安全隐患采取消除措施，也离不开测量工作的支持，如煤矿常见的打钻探放老塘水就需要测量人员精确控制位置并给准方向；煤矿生产建设过程中常会发生水、火、瓦斯和顶板类安全事故，抢险救灾工作同样依赖于精准的测量工作。

1.4 提高资源的回收率从宏观讲，通过测量开展的岩移观测工作可以获得本矿区的岩移和变形参数，使各类保护煤柱的留设既能保证开采不造成对地面村庄的破坏，又能最大限度地回收资源；无煤柱开采是合理利用资源，提高回收率的有效措施，在设计上均采用留小煤柱沿空掘巷或沿空留巷技术，只有精准的测量放样才能保证安全地实现设计目标；回采过程中，严格执行储量管理制度，加强现场监管，杜绝丢顶煤或底煤，提高回收率。

2 如何高效开展测量工作
2.1 测量工作的基本原则第一，布局上由整体到局部、精度上由高级到低级、次序上先控制后碎部；第二，要求步步有检核。

2.2 明确精度要求，选定适合的测量方案煤矿测量的主要任务是放样，就是把设计的井巷工程的施工方向和大型设备安装基础在现场标定，以保证能对施工进行精确控制。

必须根据不同的精度要求选择与之相适应的测量方案，确定测量工艺和测量器具。

2.3 规范测量工作流程自设计送达起，测量工作就启动了。

首先，要对设计进行审查，审查各类巷道关系是否正确，数据是否齐全无误，对要求的描述是否合理合规；对设计审查无异议后，就该确定测量方案了，选用测量控制的等级、其接测的起始点等级、是否是在同一控制网内，如果非同一网如何联测，还必须提前到现场察看拟用控制点的现状。

其次，要分析井巷工程的作业环境，对存在的或存疑的威胁安全的因素要重视，当施工临近时按规定采取消除措施，或发放安全施工通知单引起关注以确保作业安全。

第三，对全过程的关键点和采取的措施要提前制定，加强过程控制，节点时刻关注工程进度，适时采取措施，保证整体目标的顺利实现。

2.4 抓好關键环节测量工作常常讲要抓“两头”，也就是开、透窝的管理。

其实，关键环节的控制才真正体现测量工作水平，煤矿井下巷道不可能总是笔直地向前延伸，水平方向上的拐弯和垂直方向上的变坡都是常见的形式，而且相向掘进直线贯通已成为常态，因此对此类关键环节把握的好坏直接关系到最终结果，也会带来测量工作量的增加，因为偏差的调整不可能一蹴而就。

2.5 要善于总结每项测量工程完成后，除了对资料进行总结外，还要对测量的全过程进行分析，总结经验和教训，对过程中出现的特殊问题要展开回顾讨论，提出一些改进意见和可多选的处置方案，以利日后工作。

3 测量方法的优化
科学技术日新月异，带动了煤矿开采技术和采掘装备水平的突飞猛进，矿井高产高效得以实现；煤矿企业为了提高资源回采率，对采煤工艺进行了创新，沿空掘巷、沿空留巷等无煤柱开采技术在条件适合的煤层得到普遍应用。

这就要求测量方法必须同步进行创新，针对我矿“三软”煤层的特点，结合测量仪器的改进
和逐步普及，对传统测量工艺和方法进行改进和完善优化，以适应新形势的要求。

3.1 应用GPS技术改造矿区控制网旗山煤矿及周围矿井均有50年以上的开采历史，测量控制系统也经历了数次改造和完善，现代社会经济的高速发展对测量控制网的破坏十分严重，GPS技术的发展和应用，使控制测量工作由繁重变得简捷，使用传统方法需历时数月的工作现在几天就可完成；近几年来，除了集团公司统一实施的徐州矿区测量控制网GPS改造，遇有两井间贯通等大型工程，我矿均进行了GPS作业，来检核原测量控制系统的可靠性。

3.2 应用陀螺定向技术改善井下导线网矿井多水平多井筒的格局，历经几代测量人之手建立起来的测量控制系统，决定了其统一性不良，为此，我们大量应用陀螺定向技术进行加强边方向观测，消除不等值观测对方向值的影响，改善了井下导线网的精度条件。

3.3 应用地理信息系统，提升地测管理水平信息化技术的发展也带来了地测管理水平质的飞跃，“3S”技术中GIS—地理信息系统的发展和在煤矿的应用得到普及。

徐州矿区统一使用北京龙软科技发展有限公司开发的煤矿地测空间管理信息系统（LRGIS），不仅使地质、测量的内业计算、绘图等工作摆脱了手工的繁琐和劳顿，而且精准度得到极大提高，又可以便利地实现与通用软件CAD之间的图形转换和调用，还可通过网络平台实现传输，有力推进了数字矿山建设进程。

3.4 灵活运用基本原理，创新测量方法煤矿企业从计划经济向市场经济转型后，运行成本和综合经济效益关乎企业的生存，像我矿这样系统复杂且布局不合理的老矿，必须充分考虑对浅部水平和残存采区进行收作，以减少运行和维护成本；在这类地区基本不可能有完整的测量控制系统，如果按照标准重新建立，需要投入大量的人力和精力；我们根据控制距离的长短，采用无定向附和导线或独立坐标系统等非常规测量方法，人为增加多余观测和检核条件，使问题得到有效解决。

这些方法，同样可以应用于沿空留巷作业的测量放样工作中。

4 结语
随着科技进步和测量仪器更新升级，煤矿测量工作的方法也应不断地改进和完善，才能更好地服务煤矿安全和生产。

可以设想，不远的将来，随着将卫星信号通过光纤传输到井下这一技术瓶颈的突破，GPS技术的应用，必将由地面延伸道千米井下任何可以到达的地方，那又将给煤矿测量方法带来革命性的改变。

参考文献：
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