望云煤矿下组煤延深工程回风立井联系测量技术研究

□　王云岗（晋城市矿山检测调查测量队，山西 晋城 048000）

望云煤矿下组煤延深工程回风立井联系测量技术研究

□王云岗
（晋城市矿山检测调查测量队，山西 晋城 048000）

日本索佳（SOKKI）公司产全站式陀螺仪（SET-2/130R3）是将陀螺仪和经纬仪结合的仪器。该仪器的使用不受时间和环境的限制，同时观测方法简单方便、效率高，而且能保证较高的定向精度（一次观测方向中误差±15″），所以是一种先进的定向仪器。该仪器的使用克服了经纬仪几何定向法要占用井筒面积大、影响生产，所需设备多，组织工作复杂，耗费大量人力、物力和时间等缺点。本文主要利用陀螺全站仪中天法在望云煤矿回风立井井底和总回风大巷进行一井定向，实现了总回风大巷与主运输大巷的顺利贯通。

陀螺全站仪；中天法；联系测量；定向

0.前言

望云煤矿位于山西省晋城市高平市寺庄镇望云村，井田面积为16.6452km2,生产规模0.9Mt/a，批准开采3#—15#煤层，现开采3#煤层，15#煤层处于建设阶段。

望云煤矿下组煤延深开拓工程包括新开拓主斜井、副斜井、回风立井、主运输大巷、轨道大巷和总回风大巷等工程。施工分为两个标段：主斜井、副斜井为一标段；回风立井为二标段。为了加快施工进度，尽早形成通风系统，改善工人劳动条件，对主运输大巷采用双向贯通施工。

双向贯通施工涉及两井间的巷道贯通测量，为保证两井间巷道的正确贯通，两井间的测量数据必须统一。因此这类贯通必须要在两井间进行联系测量，且要进行地面测量和井下测量，故积累的误差一般较大，必须采用更精确的测量方法和更严格的检查措施来保证精度，实现巷道顺利贯通。

本次采用陀螺全站仪中天法一井定向主要应用于下组煤延深回风立井井底巷道定向及测定固定点坐标，为主运输大巷双向贯通测定方向定位数据。

1.施测方案

1.1贯通测量设计方案

主运输大巷的设计贯通距离600m，地面海拔为+850~+950m，设计巷道贯通的方位角为90° 24′55″，设计坡度为3.6‰，巷道断面17.5m2。

1.2平面测量方案设计

1.2.1平面贯通测量限差的确定

根据《煤矿测量规程》的规定，在巷道贯通重要方向上的平面限差为横向限差MX限=±100mm。

在贯通测量中一般采用实际测量中误差MX测的两倍不超过MX限，即测量总中误差MX测<50mm。

测量总中误差包括地面联测中误差MX上、斜井联测中误差MX井、井下巷道测量中误差MX下，即：

1.2.2地面联测方案设计

地面连接导线长为2km，则其相对精度误差为1/6.8万，于是地面测量方案应需要布设三等精密导线或C级GPS测量。

1.2.3斜井联测方案设计

斜井联测方案可以布设四等精密导线，其测量角度中误差为Mβ=±2.5″，独立进行两次测量，设导线在Y轴上的投影长为1000m，则可以近似采用下式：

1.2.4井下测量方案设计

井下联测方案可以布设四等精密导线，其测量角度中误差为Mβ=±2.5″，独立进行两次测量，设导线投影长为4000m，则

1.2.5测量总中误差估算

以上测量方案设计可行。

1.3高程测量方案设计

根据《煤矿测量规程》的规定，在巷道贯通重要方向上的高程限差为：MH限=±50mm。

在贯通测量中一般采用实际测量中误差MH测的两倍不超过MH限，即高程测量总中误差MH测<± 25mm。同样，高程测量总中误差包括地面联测中误差MH上、主斜井、回风立井连测中误差MH井、巷道测量中误差MH下、即：

1.3.1地面高程、斜井高程、井下巷道高程连测方案设计

地面高程、斜井高程、井下高程连测方案采用三角高程测量方法，其垂直角测量精度不小于5″级导线测量的精度要求，而边长测量采用全站仪的激光测距仪。当取地面、斜井、巷道总长度为2500m，Ma=±5″,丈量仪器高和目标高误差Mv=±5.0mm，量边系数a=5×10-4，b=5×10-5可以由下式计算：

式中MH井——地面、斜井、巷道三角高程测量估算中误差；MH偶——三角高程测量的偶然测量中误差；MH系——三角高程测量的系统测量中误差。

1.3.2回风立井高程连测方案设计

回风立井高程采用钢丝法导入高程。导入标高均需独立进行两次。加入各种改正数后，前后两次之差，按《煤矿测量规程》规定不得超过L/8000（L为井上、下水准仪视线间的钢丝长度）。回风立井井深215m，MH回风立井=±4mm

1.3.3高程测量总中误差估算

说明高程测量方案设计合理。

2.测量方法

2.1地面固定点

望云煤矿提供的2个C级地面静态GPS测量控制点作为本次测量的基准点，见表2—1。

表2—1　望云煤矿C级地面GPS测量控制点

2.2使用仪器

1、日本索佳（SOKKI）公司产全站式陀螺仪；全站仪型号：SET-2/130R3，标称精度为测角一测回方向全中误差±2″及测距2mm+2×10-6×D (红外测距，棱镜状态时)；陀螺仪型号：GP1，陀螺方位角一次测定中误差±20″。

2、北京中翰仪器有限公司（Nikon）DTM-452C防爆全站仪，标称精度为测角一测回方向全中误差±2″及测距2mm+2×10-6×D(红外测距，棱镜状态时)。

2.3测量方案

2.3.1地面、主斜井、井下联络巷施测方法

采用尼康DTM—452C电子全站仪三角架法进行复测支导线测量（测回法），导线一般边长40—150m，测角中误差15″，测回数为两测回。在测距时，在现场进行了大气和温度的改正，该仪器已顾及到大气折光和地球曲率改正。

2.3.2回风立井投点施测方法

投点方案：①用7“级EDM导线在地面井口建立定向基点，导线线路为：调度楼点—矸石山点—W1—W2。定向基点为W2，后视点为W1点。②投点采用单钢丝稳定投点法，地面路线为：W1—W2—立井投点钢丝；井下连接导线线路为：立井投点钢丝—W3—W4—W5。③导入高程方案：采用长钢尺法。

2.3.3陀螺测量方案

观测程序:3—2—3；仪器常数测定与陀螺边定向测量方法：中天法。

外业观测步骤：①在地面矸石山—调度楼点方向边上测定仪器常数3次；②在井下定向边上W3—W4测定陀螺方位角2次；③再在地面矸石山—调度楼方向边上测定仪器常数3次；（以上每次测量均观测5个连续中天时间）④计算仪器常数平均值；⑤计算仪器常数测定边的子午线收敛角；⑥计算各定向边坐标方位角并评定精度。

观测精度要求：一次测定中误差≤±15″；定向平均中误差≤±10″；同一边任意两测回测量陀螺方位角的互差≤±40″；同一边测前测后方向值互差≤±10″；测线方向水平角上、下半测回互差≤±20″。

测站中天法观测限差规定见表2-2

表2-2　中天法观测限差

3.井上、下连接导线及投点观测成果

3.1外业观测成果见表3-1

表3-1　EDM三角高程导线外业观测成果表

3.2地面连接测量及投点计算成果

在地面布设“调度楼点—矸石山点—W1—W2”投点钢丝7秒级高程连接导线连接,投点成果见表3-2

表3-2　望云煤矿立井联系测量地面连接导线测量成果表

3.3井下连接测量及导线计算

井下起算坐标计算见表3-3

表3-3　井下起算数据计算表

4.陀螺定向成果及精度

4.1仪器常数测定边（矸石山—调度楼）地理方位角计算成果（见表4-1）

表4-1　矸石山-调度楼顶边地理方位角计算表

4.2井下陀螺定向边子午线收敛角及陀螺定向成果（见表4-2）

表4-2　井下定向边W3—W4子午线收敛角计算表

4.3精度评定

4.3.1陀螺仪器常数计算（见表4-3）

表4-3　仪器常数计算表

仪器常数一次测定中误差：

仪器常数平均值中误差：

井下定向边精度评定：井下定向边陀螺方位角一次测定中误差：

井下定向边陀螺方位角平均值中误差：

5.成果评定与总结

通过采用陀螺全站仪中天法一井定向进行贯通测量，独立进行了2次，望云煤矿总回风大巷与主运输大巷实现顺利贯通，经测量复核，测量误差控制在了允许范围内，为望云煤矿下组煤延深工程尽早投产达效提供了先决条件。数据库成果（以下简称为“地理国情普查数据库”）作为地理国情普查统计分析的基础，其质量水平直接影响到地理国情普查信息的准确性、一致性、完整性和权威性。普查数据库的质量水平受到数据采集过程中采集人员的作业水平、采用的作业工艺及各类软硬件配置情况的影响，在数据质量检查中，需要对各类影响质量水平的因素进行综合的考虑，对由各类影响因素造成的质量。

【1】胡海峰.姬婧.李璐.矿山测量[M].徐州:中国矿业大学出版社，2007.

【2】编写组.煤矿测量规程（2011版）[M].北京：煤炭工业出版社，2011.

TD1

B

2095-7319（2015）06-0078-06

王云岗（1973-），男，晋城市泽州县人，本科学历，测绘工程师，现在晋城市矿山监测调查测量队工作，负责全市矿山企业资源储量动态监测及矿井测绘工作。从1994年7月参加工作至今，一直从事矿产资源管理、煤矿井下及井上下对照测绘工作，在矿山储量、地质测量管理方面有多年的实践经验。