井下巷道贯通测量精度分析及技术方法

井下巷道贯通测量精度分析及技术方法

发表时间：2019-11-07T14:23:23.807Z 来源：《基层建设》2019年第23期作者：耿梓健

[导读] 摘要：结合实际矿井运输大巷贯通工程，对贯通后的测量数据误差进行预计分析，找出影响贯通精度的主要因素，提出建立地面专用控制网和提高井下导线测量精度的方法。

冀中股份公司邢台矿地测科河北省邢台市 054000

摘要：结合实际矿井运输大巷贯通工程，对贯通后的测量数据误差进行预计分析，找出影响贯通精度的主要因素，提出建立地面专用控制网和提高井下导线测量精度的方法。

关键词：井下巷道；贯通测量；精度；方法

一、贯通工程概况及要求

中部在副立井与北二斜井中间，贯距6173m；北部在北二斜井与北三斜井中间，贯距2998m。整个贯通测量设1个小三角网，井下导线9803m，井下一级水准7400m。根据寺河煤矿（东区）3号煤层巷道贯通工程的实际情况，对贯通测量工作提出了以下要求：①贯通测量精度必须满足该项贯通工程的实际需要；②贯通测量中应积极采用新技术，做到有效把控测量精确度；③贯通测量过程中要规范操作，尽量减少人为误差；④要求测量完毕采取抽检方式进行校验。

二、贯通精度分析

2.1中部段贯通精度

在分析中部段贯通精度时，首先对贯通误差进行预计分析。误差预计方法有很多种，根据井巷施工具体情况，中部段贯通误差分析采用立井定向投递点传递高程的方法，投递使用工具为钢丝绳；同时，在井下使用陀螺边进行加测，斜井和平巷的测量使用全站仪观测。考虑到井下巷道距离较长，在设置井下导线边长时进一步加设短边，长边设置长度约为200m，而短边设置长度控制在80m~100m，陀螺边设置在距离贯通点1/3位置。在此细化测量方案基础上，预计中部段在水平方向和高程方向的贯通误差分别为366mm和160mm，而实际误差分别为123mm和115mm，误差预计准确度较高。

2.2北部段贯通精度

由于北部段贯通工程主要是两个斜井之间的贯通，因此北二斜井和北三斜井测量方案为红外测距导线方法。具体在测量过程中，标高由三角高程导入，在平巷中设置一等水准。北部段水平方向和高程方向的预计误差分别为286mm188mm，而实际贯通误差分别为15mm和13mm。副立井到北二斜井、北二斜井到北三斜井之间的各项闭合误差。

2.3误差分析

+870m水平运输大巷的中部贯通工程是一个非常典型的贯通施工项目，测量工程任务量大、项目多，包括地面连接、立井定向、标高导入、测距导线、陀螺定向等内容。中部段巷道贯通之后，对此次贯通测量误差进行分析，在参考其他煤矿资料的基础上，确定地面连接误差、定向误差和井下导线测量误差的比例为1∶3∶4，三项误差占贯通总误差比例分别为1/8、3/8和1/2。由于巷道贯通测量中实际测量中线误差为115mm，按照上述误差比例，地面连接误差、定向误差和井下导线测量误差对贯通误差的影响分别为14mm、43mm和58mm。井下导线测量误差还包括两部分内容，即测角误差、量边误差，由于+870m水平运输大巷大部分巷道段较为顺直，导线主要为直伸形导线，测距边误差非常小，因此测角误差是井下导线误差的主要因素，测角误差影响贯通精度为58mm。

三、贯通测量中使用的技术

3.1陀螺定向技术

陀螺定向技术在贯通工程测量过程中，测量精确度基本不受矿井深度变化的影响，很大程度上保障了贯通工程的精确度。其作用主要体现在以下几方面：一是深井定向测量。当矿井深度过大时，井下的低温环境和大深度会对传统测量技术和仪器产生很大影响，直接影响测量的准确度，而陀螺定向技术得出的测量结果不会受矿井深度的影响，测量结果稳定而精确；二是控制井下平面。在巷道贯通工程中，对井下平面的稳定性提出了较高要求。传统的测量方式是使用单支导线测量，测量结果精度较差，而陀螺定向技术能有效提升方位角等参数的测量精度；三是协助井筒安装。在巷道施工过程中，以陀螺定向技术为核心的陀螺仪，可以测量井下基点的情况，依据获得的测量结果能够帮助井筒定位合理的安装位置，辅助井筒快速、精确地安装；

全站仪在煤矿井下巷道贯通测量中具有举足轻重的作用。首先，全站仪可以在巷道贯通测量中实现三维测量，使测量工作更加便捷，其次，全站仪充分结合计算机运算能力和现场多种测绘能力，可以实现三维立体数据建立及自动化处理。最后，全站仪能够通过多种方式与计算机进行数据双向传输，将测绘所得的数据及时发送给计算机等终端，在提高工作效率的同时使数据的储存更加安全可靠。

3.3三维激光扫描技术

三维激光扫描技术是融汇了众多先进装备后发展而来的，它通常由全球定位系统、升降机构以及高清摄像头等部分组成，三维空间内的测量精确度更高、更便于控制，可以对工程实时进展实行详细检测及全面的覆盖。因此，把这项技术与其他测量装备相结合，可以形成更加强大、精确的测量系统并广泛应用于现代矿山工程。

四、提高贯通精度的技术措施

4.1建立地面专用控制网

该矿井地面资料一直使用20世纪70年代的勘测结果，但随着地下煤炭不断采出，煤层上覆岩层出现不同程度的扰动，致使原先设定的三角点位置出现变动，因此地面控制网的可靠性会比较低。为解决这一问题，在本次+870m运输大巷贯通工程前，首先重新布设地面控制系统。在新设计的地面控制系统中，井田北部有11个点的地面小三角网，中部布设1条测距闭合导线。地面小三角网控制点经平差后，各个控制点位的权中误差在20″，最弱边相对误差和最弱点点位误差分别为1/62000、21mm。测距闭合导线近井点的点位误差在水平方向、竖直方向和高程方向值分别为1210mm、1520mm、1009mm。此次重新布设地面控制系统，能够有效消除地面控制疑点，同时可保证控制网的统一性和地下贯通工程的高精度。预计中部段和北部段贯通误差时，地面控制网的多年测量平均测角误差选择3.4″，地面连接预计误差

65mm，而实际测量得到的地面连接误差是15mm，这也充分证明提高地面控制网精度对保障贯通精度有重要影响。

4.2提高井下导线测量精度

由于本次井下运输大巷线路较长，为提高工程施工质量，在测量控制中设置数量较多的导线测量点，工程导线测量任务非常重。在此