7 000m工作面贯通测量技术研究与应用

任卫峰

（西山晋兴能源有限责任公司斜沟煤矿，山西 兴县 033602）

·技术经验·

7 000m工作面贯通测量技术研究与应用

任卫峰

（西山晋兴能源有限责任公司斜沟煤矿，山西 兴县 033602）

18503工作面是斜沟煤矿建矿以来最长的一个工作面。针对该工程，通过使用GPS卫星定位技术、陀螺经纬仪定向技术优化测量方案，确保了18503工作面的顺利安全贯通，可为今后类似工程贯通测量提供借鉴。

贯通测量；GPS联测；陀螺定向；优化

1 工程概况

西山晋兴能源公司斜沟煤矿为高产高效矿井，均为大走向工作面，其中18503工作面最长。工作面设计参数：材料巷长7 163 m，皮带巷长7 244m，倾向长294．6 m。由于缺乏大走向工作面的贯通测量经验，为了保证能最终精确贯通，必须选择合理的测量方案，及时研究、分析该工程的特点和难点，有针对性地采取提高测量精度的措施。

2 贯通测量导线布设

2．1 平面测量

1）地面部分及联系测量。

斜沟煤矿近井点坐标，由山西地科勘察有限公司采用NGS-9600型全球定位仪GPS测定。平面坐标系统采用1954年北京坐标系统。原始起算点为国家三等控制点“边草角”、“前焉”及四等控制点D40，采用GPS三角网测至近井点JJ01、JJ02、JJ03。

测定陀螺定向边JJ01-JJ02，以JJ01-JJ02为起始，经过副平硐、集中材料下山、集中回风下山形成闭合，布设井下5″级基本控制导线。

2）井下部分。

井下以5″级基本控制导线B16-B5为起始，测至15采区皮带下山到18503皮带巷陀螺定向边3-5。以陀螺定向边3-5为起始，开始18503工作面的开掘测量工作。

2．2 高程测量

1）地面高程及导入高程。高程是以四等控制点D40的高程为起算数据，采用光电测距高程导线施测，各项都按规范要求进行。

2）井下高程。井下导线全部采用三角高程测量。

3 贯通测量工作及所采取的技术措施

3．1 加强对测量资料的检查审核

18503 工作面贯通工程是斜沟煤矿首个贯距达到万米以上的特大型贯通工程。该工程涉及的资料较多，而且工程施工时间较长。各项测量资料必须准确、可靠，才能最终精确贯通。因此，该工程在施工前，对所涉及到的原始资料及测点进行认真仔细地检查和复核，确保原始资料的可靠性。工程开工后，所有测量资料录入计算机进行计算，并与人工计算进行对算，保证测量资料的准确性。

3．2 贯通精度的主要因素

分析影响贯通精度的因素，采取相应的措施，减少测量误差的累积。测量攻关小组分析了此项测量工程中可能遇到的困难，认为线路长、测站多带来的测角误差是影响贯通精度的主要因素。因此，采用加测陀螺定向的方法减小测角误差的累积，从而提高贯通测量导线的精度。

3．3 优化贯通测量方案

如果一次性整体贯通，使用现有的仪器设备，按照常规的测量方法，经过严密的贯通误差预计，预计贯通误差为±0．756 m，结果满足不了生产和《煤矿测量规程》的要求。通过对原测量方案进行研究，将整体贯通改为局部贯通，逐级控制，并加测陀螺定向。根据18503工作面施工的特点，以间距1 500～2 000 m的中切，将18503工作面分为4个贯通。对4个贯通分别进行贯通误差预计后，预计误差基本都在±0．110 m以内。经过严密的计算和多方论证，认为此方案可行。具体方案如下：

1）以18503皮带巷陀螺定向边3-5为起始，先施工一中切至二中切段，贯通后进行闭合测量，形成7″级闭合导线。

2）以平差资料为起始，施工二中切至三中切段，贯通后进行闭合测量，使一中切至三中切形成7″级闭合导线。

3）以平差资料为起始，施工三中切至四中切段，贯通后进行闭合测量，使一中切至四中切形成7″级闭合导线。

4）以平差资料为起始，施工四中切至切割段，最后在设计贯通点贯通，贯通后进行闭合测量，使18503工作面形成整体闭合导线，精度达到7″级，达到生产和《煤矿测量规程》的要求。

18503工作面缩略图见图1。

图1 18503工作面缩略图

4 贯通精度

1）工程的允许偏差。根据生产需要和《煤矿测量规程》规定，要求：贯通点横向偏差在±0．5 m以内，贯通点的高程偏差在±0．2 m以内。

2）贯通工程的实际偏差。最终贯通后，实测中心偏差0．186 m。整体平差后：方位闭合差fβ= -1′33″，fx=-0．404 m，fy=-0．455 m，导线相对闭合差1／24 278，高程闭合差fh=-0．018 m，贯通结果完全满足生产使用要求。

5 贯通测量方法

1）采用测回法进行观测，每站采用一次对中，两个测回，独立测量两次。测角时，必须用三丝法观测线绳，观测中水准气泡，偏离不得超过一格。

2）测角限差要求：同一测回间半测回互差不超过12 s，两测回间互差不超过10 s，两次对中测回间互差不超过15 s。如果超过以上要求，必须进行重新观测。

3）测距限差：导线点之间测距采用架棱镜正反测，两次所测平距不超过3 mm。

4）三角高程测量：仪器和目标高在开始前和结束用小钢尺各量一次，取其平均值精确到毫米，两次较差不大于5 mm时，取平均值作为丈量结果，相邻两点往返高差应不大于10 mm+0．3 mm×L（L为导线水平边长，m）。

5）由于机械化施工巷道，掘进速度快，使用激光指向仪给定巷道中线，每掘进50～130 m用全站仪标定巷道方位一次，既方便了施工，又提高了延线精度，保证了工程质量。

6）每次平差时，将边长化算到高斯投影面及水准面进行投影改正。

7）用计算机处理测量数据。

6 贯通测量工作的综合评述

18503 工作面实际贯通距离为14 772 m，导线长度地面加井下共有20 000多m，测角误差对贯通影响最大。尽管这次贯通精度不错，但是从这次贯通测量情况来看，以后在贯通测量中应注意以下几点：

1）注意原始资料的可靠性，起算数据应准确无误。

2）各项测量工作都要有可靠的检核，要进行复测复算，防止产生误差。

3）注意各导线环之间的联系及改算，减小误差的传递。

4）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检查和调整巷道的掘进方向和坡度。

5）巷道贯通后，及时测闭合并进行平差。

7 结 语

布设大走向工作面，不仅可以提高回采率，还能减少搬家倒面的次数，实现高度集中生产，为企业创造较好的经济效益。随着高产高效矿井的发展，斜沟井田地质构造简单，无大的断层、岩浆岩、陷落柱分布，适合设计大走向工作面。18503工作面的顺利贯通，可为今后类似工程贯通测量提供借鉴。

［1］ 于喜东．矿山测量工［M］．北京：煤炭工业出版社，2005：318-326．

［2］ 张国良．矿山测量学［M］．徐州：中国矿业大学出版社，2001：134-159．

［3］ 李天河．矿山测量［M］．北京：煤炭工业出版社，2004：138-218．

Research and Application on Holing through Survey Technology in Seven Kilometers Working Face

Ren Wei-feng

18503 working face is the longest working face since Xiegou coal mine was built．According to the engineering，through the use of GPS satellite positioning technology and gyro theodolite orientation technology，the measurement scheme is optimized．It ensures18503 working face holes smoothly and safely．The experience for similar projects about holing through survey in the future can be provided．

Holing through survey；GPS conjunction；Gyro orientation；Optimization

TD175

B

1672-0652（2013）09-0055-02

2013-06-03

任卫峰（1985—），男，山西乡宁人，2006年毕业于山西煤炭职业技术学院，工程师，主要从事矿山测量工作（E-mail）419996394＠qq．com