探讨煤矿切巷贯通测量技术精度

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摘要：针对云冈矿8623工作面衔接不好，无法正常回采的问题，将8623工作面与5623-1、2623-2工作面进行贯通。根据采区的地质概况，选择相应的贯通测量技术，并对测量中的误差进行分析。得到相遇点在X轴方向上的预计误差值，进一步确定贯通测量的技术路线，并对贯通测量技术的精度进行分析，结果表明：贯通后的闭合差均在规程要求范围内，贯通效果较好，解决了工作面衔接不好的问题。在贯通后工作面回采距离为220m，回采率高达85%，可采煤0.2Mt，创造利润200万元。

关键词：切巷；贯通测量；预计误差

云冈矿12#煤层406盘区8623工作面回采时，由于采区地质构造影响，在过断层时，液压支架无法正常工作。因此，需要在506-7南部，距离268.5m处进行开掘切巷，与5623-1和2623-2工作面贯通[1]。为了提高切巷贯通的精度，巷道与切巷贯通之前，要先确定切巷贯通的坐标位置，为贯通工程提供依据。而在实际工作中，无法对切巷贯通点的位置进行现场测量，只能在原始数据的基础上，对巷道进行探测掘进。根据矿井条件，采用陀螺经纬仪及全站仪三架导线测量等技术，有效地解决了切巷与巷道的贯通，解决了工作面衔接不好的问题。

1工程概况

8623工作面属于低位放顶煤工作面，煤炭储存量大，煤层较稳定，没有夹矸；煤层平均厚度为5.8m，平均倾角为1°；工作面面长为1470m。在巷道掘进时，由于煤层底板厚度出现变化，导致巷道坡度随之发生变化。8623工作面的布置见图1。

2贯通测量技术选择及误差分析

8623工作面的井下贯通测量路线见图2。测量时加测陀螺定向边作为坚强边，采用陀螺定向技术[2]，实现对导线的整体平差。在井下导线测量中，采用7″级全站仪三架法测量技术。在井下高程测量中，采用红外三角高程测量与全站仪三架导线测量相结合的测量技术。

2.1贯通测量技术选择

陀螺定向技术中使用瑞士的陀螺经纬仪，对地面和井下分别进行二次测回，得到陀螺仪器常数。分别在已知定向边、8623切巷离窝头最近的一侧以及5623-1巷道离窝头最近的一侧布置陀螺边D1—S3、L31—L32、L14—L15。根据相关规定，在一次测回测量中，陀螺的方位角中误差应为±15″，而实际测量出的中误差为±4.4″；陀螺方位角平均值的中误差应为±10″，而实际测量出的中误差为±1.6″。可见，采用陀螺定向技术能达到所需要的精度要求。对8623切巷进行井下导线测量和红外高程测量，采用全站仪三架法导线测量技术，测量的导线选择7″级导线。在切巷一侧贯通导线，起算点设在D1处，沿D1—S3的方位作为起算方位进行测量，以陀螺边L31—L32的方位作为闭合方位，进行独立导线测量两次，求L32点的两次测量的坐标差，得出ΔX为3mm，ΔY为13mm，则导线坐标的闭合差为13.3mm。进行红外高程测量时，同样将起算点设在D1处，独立导线测量两次，得到L32点处红外高程测量的闭合差为9mm，两者均符合导线测量中对闭合差的精度要求。对5623-1巷道进行井下导线测量和红外高程测量。测量的导线选择7″级导线，起算点设在D1处，沿D1—S3的方位作为起算方位进行测量，以陀螺边L9—L10的方位作为闭合方位，对方位角进行平差，得到方位角的闭合差为16″。继续延伸导线至L15，进行两次独立测量，得到L15两次测量的坐标差ΔX为35mm，ΔY为32mm，则导线坐标的闭合差为47mm。进行红外高程测量时，同样将起算点设在D1处，独立导线测量两次，得到L15点处红外高程测量的闭合差为12mm，两者均符合导线测量中对闭合差的精度要求。

2.2贯通测量误差分析

根据测量的实际情况及原始数据资料，对贯通测量相遇点进行误差预计。根据终点误差预计公式，得到由陀螺定向误差所引起的相遇点在X轴方向上的误差[3]为：式中：MXα为陀螺定向中误差；ρ为常数，一般取206265；RY0为相遇点与各导线起始点连接在Y轴上的投影长。根据测量导线量边误差所引起的相遇点在X轴方向上的误差为：式中：ml为量边中误差；l为各边导线的边长；α为导线边与X轴之间的夹角。得到相遇点在X轴方向上的预计中误差为：在进行两次独立观测后，得到平均值中误差为：则，相遇点在X轴方向上的预计误差为：

3贯通测量技术路线及精度分析

3.1贯通测量技术路线

进行贯通测量的技术路线见图3[4]。在贯通测量过程中，注意对气象读数进行记录，并及时输入到全站仪中，将气象参数及时改正。对同一边长进行往返观测时，坐标方位角闭合差要小于1/8000；沿8623巷道布置基本控制导线，沿采区的上、下山以及中间和运输巷道进行布置；对井下进行基本导线布置时，每段要间隔1.5～2.0km，以满足定向精度要求。

3.2精度分析

以三角高程测量的闭合差作为精度分析的依据，得到每千米三角高程测量中误差为：式中：fh为闭合差，R为闭合导线长度，N为闭合圈个数。通过对8623工作面的贯通测量，以D1为起算点，一面到8623工作面，一面到5623-1工作面，最终相遇在K点。在进行井下测量时，根据贯通测量方案，采用陀螺经纬仪、全站仪三架法以及红外三角高程测量方法，对工作面的贯通精度进行分析。《煤矿测量规程》中要求允许的高程误差应小于0.2m，水平误差应小于0.3m。通过误差计算得到贯通预计的高程误差为±0.122m，水平误差为±0.246m，在实际贯通后，测得实际高程误差为+0.076m，水平误差为+0.178m，进行闭合差计算，得到fx=±0.140m，fy=±0.109m，fz=±0.022m，导线全长3063m，坐标方位角闭合精度小于1/8000。贯通后的效果较为理想，贯通精度较高，能高效地完成掘进工作，有效地缓解了工作面衔接不好的缺陷，为工作面安全回采奠定基础。

4结语

针对云冈矿8623工作面衔接不好，无法正常回采的问题，将8623工作面与5623-1、2623-2工作面进行贯通。采用陀螺经纬仪、全站仪三架法以及红外三角高程相结合的测量方法，得到结果如下：1）贯通后的实际高程误差为+0.076m，水平误差为+0.178m，导线全长3063m，坐标方位角闭合差小于1/8000，在贯通允许的误差范围内。2）贯通后工作面的回采距离为220m，回采率高达85%，可采煤0.2Mt，创造利润200万元，经济效益明显。

参考文献：

［1］刘洋.斜井精确贯通技术在云岗矿的实践应用［J］.山东煤炭科技，2018（7）：30-32.

［2］秦志锋，贾俊超.斜井大型相向贯通误差预计及精度分析［J］.矿山测量，2013（4）：43-44，47．

［3］张敬书，唐振伟.鹤煤六矿井下大巷贯通测量方法与精度分析［J］.煤炭科技，2018：38-39，43．

［4］王建平.天安隆东煤矿贯通测量的实践应用［J］.山东煤炭科技，2018（7）：166-168.

作者：黄红龙 单位：山西省同煤集团云岗矿地质测量科