鹤煤六矿井下大巷贯通测量方法与精度分析

张敬书 唐振伟

（河南煤化集团鹤煤六矿，河南省鹤壁市，458000）

鹤煤六矿井下大巷贯通测量方法与精度分析

张敬书 唐振伟

（河南煤化集团鹤煤六矿，河南省鹤壁市，458000）

介绍了鹤煤六矿在-600 m北大巷贯通测量中，通过使用陀螺经纬仪定向、井下三架法导线测量与红外三角高程代四等水准测量相结合的技术进行矿井水平大巷贯通测量，有效控制了测量精度，取得了良好的效果。

巷道贯通 贯通测量 精度分析 陀螺定向 三架法

1 工程概况

鹤煤六矿-600 m北大巷位于井底车场东部，六矿为解决-600 m北大巷施工进度缓慢的问题，决定使用综掘机施工-600 m北大巷南头 （三水平轨道暗斜井一侧），加快与该巷道北头 （三水平回风暗斜井一侧）的贯通。

图1 贯通测量路线示意图

贯通测量路线示意图见图1。-600 m北大巷贯通线路全长约4900 m，其中平巷3400 m，斜巷1500 m，贯通相遇于K点处，巷道断面4.6 m×3.6 m （宽×高），贯通段采用全断面、一次喷浆成巷掘进，根据施工工程要求，贯通相遇点水平重要方向上的允许偏差为0.3 m，高程方向上的允许偏差为0.2 m。

2 贯通技术选择

-600 m北大巷特点为贯通路线长、风量大、高差大、要求精度高，致使施测困难，为此根据此次贯通的特点，决定采用以下测量技术方法：

（1）采用陀螺定向技术加测陀螺定向边，以陀螺定向边为坚强边对导线进行整体平差。

（2）在井下导线测量中，采用全站仪三架法导线测量技术进行7″级导线测量。

（3）在井下高程测量中，采用红外三角高程代四等水准测量技术与全站仪三架法导线测量结合的方法进行测量。

3 贯通测量的过程

3.1 陀螺定向控制测量

陀螺定向使用瑞士WILD GAK1-41054型陀螺经纬仪施测，采用地面2测回、井下2测回测定陀螺仪器常数。

在井底已知边布设陀螺边D1～S3；在-600m北大巷一侧靠近窝头布设陀螺边L31～L32；在暗斜井一侧靠近窝头布设陀螺边L14～L15。《煤矿地质测量有关规程规定汇编》（以下简称 《规程》）规定：一测回测量陀螺方位角的中误差为±15″，实测为±4.4″，满足精度要求。《规程》规定：测量陀螺方位角平均值的中误差为±10″，实测为±1.6″，满足精度要求。

3.2 －600 m北大巷一侧井下三架法7"控制导线测量与红外高程测量

-600 m北大巷一侧贯通导线以D1为起算点，以D1～S3陀螺方位为起算方位进行导线测量，方位闭合至陀螺边L31～L32，进行方位角平差和方位角闭合差，导线测量独立进行两次。L32点两次测量坐标互差ΔX为3 mm、ΔY为13 mm，其导线坐标闭合差13.3 mm，满足导线全长相对闭合差的精度要求。

以D1为起算点进行-600 m北大巷一侧红外高程测量，独立进行两次，L32点两次测量红外高程闭合差9 mm，满足±50（42 mm）的精度要求。

3.3 暗斜井一侧井下三架法7"控制导线测量与红外高程测量

暗斜一侧贯通导线以D1为起算点，以D1～S3陀螺方位为起算方位进行导线测量，方位闭合至陀螺边L9～L10，进行方位角平差，方位角闭合差16″，导线测量再向前延伸至L15点，导线测量独立进行两次。L15点两次测量坐标互差ΔX为35 mm、ΔY为32 mm，其导线坐标闭合差47 mm，满足导线全长相对闭合差的精度要求。

暗斜一侧红外高程测量以D1为起算点，独立进行两次。L15点两次测量红外高程闭合差12 mm，满足±50（50 mm）的精度要求。

4 贯通测量误差分析

本次贯通测量需要进行井下导线测量、陀螺定向测量和高程测量，故贯通误差预计就是估算所采用的贯通测量方案在贯通相遇点K点处的预计偏差。

4.1 各种误差参数的确定

（1）陀螺定向。使用瑞士威特 WILD GAK1型陀螺经纬仪，取一次定向中误差mΑ=±15″。

（2）井下测角误差。使用日本宾得PTS-V2全站仪测角，测角中误差mβ=±7″。

（3）井下测边误差。使用日本宾得PTS-V2全站仪测边，标程精度2 mm± （2×10-6）。

4.2 贯通相遇点K在水平重要方向X轴上的误差

（1）由陀螺定向误差引起K点在贯通重要方向X轴上的误差MXa为：

式中：mαt——陀螺定向中误差；

ρ——一弧度对应的秒值，常数，1ρ=206265 s；

RY0——井下导线起始点与K点连线在Y轴上的投影长。

经计算，MXα=0.084 m。

（2）由井下量边误差与以陀螺定向边为坚强边平差后的测角误差所引起K点在贯通重要方向X轴上的误差MX下为：

式中：MXβ——井下量边误差引起K点在X轴上的误差；

MXL——陀螺定向误差引起K点在X轴上的误差。

（3）K点在贯通重要方向X轴上的预计误差。

由于贯通测量时，各项测量工作均独立进行两次，故贯通相遇点K在重要方向X轴上的预计中误差MX为：

经计算MX=±0.098 m，贯通相遇点K在重要方向X轴上的预计误差：

4.3 求贯通相遇点K在高程方向上的误差

（1）井下红外代水准测量的高程误差。

井下三架法红外代水准测量按等外水准的标准，水准路线长5 km，引起的 高程中误差Mh下为：

经计算，Mh下=±0.045 m。

（2）K点在高程上的预计误差。

由于贯通测量时，各项测量工作均独立进行两次，故贯通相遇点K在高程上的预计中误差Mh为：

经计算Mh=±0.032 m，贯通相遇点K在高程上的预计误差Mh预=2 Mh=±0.064 m。

4.4 贯通误差预计结论

从以上计算可知：贯通相遇点K在重要方向X轴上的预计误差为±0.196 m，小于允许偏差值±0.3 m；贯通相遇点K在高程方向上的预计误差为±0.064 m，小于允许偏差值±0.2 m，能够满足工程需要。

5 结语

2010年5月-600 m北大巷顺利贯通，巷道贯通后，对贯通巷道两侧的贯通导线进行了闭合测量，计算出距贯通相遇点最近的-600m北大巷井下两导线点L15、L16的坐标及高程。巷道贯通前、后两导线点的比较见表1。

表1 巷道贯通前、后两导线点的比较表

从表1可看出，距贯通相遇点最近的-600 m北大巷井下导线点L16在贯通重要方向X轴上的误差最大为31 mm，小于贯通相遇点K在重要方向X轴上的预计中误差±0.196 m。距贯通相遇点最近的-600 m北大巷井下导线点L16在高程上的误差最大为49 mm，小于贯通相遇点在高程上的预计中误差±0.064 m，贯通精度满足生产和设计要求。

六矿-600 m北大巷贯通测量长度4900 m，通过采用陀螺定向技术、红外三角高程技术、全站仪三架法导线施测技术等相结合的综合技术手段提高了测量精度，取得了满意的效果。

Breakthrough survey and accuracy analysis of main roadway in No.6 Coal Mine of Hebi Coal Industry Group

Zhang Jingshu，Tang Zhenwei
（The No.6 Mine of Hebi Coal Mine，Henan Coal Chemical Industry Group Co.，Ltd.，Hebi，Henan 458000，China）

The breakthrough survey in-600 m north main roadway in No.6 Coal Mine of Hebi Coal Industry Group was introduced.The gyro theodolite was applied to orientation，and the breakthrough survey for the horizontal main roadway in the coal mine was carried out by the combined technologies of tripod method in traverse surveying and infrared trigonometric leveling replaced fourth-grade leveling method.The measurement accuracy was effectively controlled and a favorable effect was obtained.

holing-through，breakthrough survey，accuracy analysis，gyro-orientation，tripod method in surveying

TD175

A

张敬书 （1963-），男，河南原阳人，高级工程师，1988年毕业于焦作矿业学院，长期从事矿井技术管理工作，现为鹤煤集团六矿总工程师。

（责任编辑 张艳华）