煤矿井下地质测量的关键环节

季英强

摘 要：煤是一种珍贵的自然能源，广泛的应用于人类的生活领域和工业领域。有科学数据表明，煤炭资源在世界一次能源消费量中占25%。2000年底，世界煤炭总产量为46.61亿吨，消费量46.59亿吨，贸易量5.9亿吨。世界探明可采储量为9842.11亿吨。这充分表示了煤炭能源的丰富储量以及对社会进步发展的重要性。因此，我们需要对煤炭开采方面进行深入研究，以保证煤炭资源开采更加高效、安全。本文将对煤炭开采的基础技术煤矿井下地质测量工作进行重点讨论。

关键词：煤矿；地质测量；技术研究

引言：测量工作作为煤矿生产建设的基础环节，对于煤炭企业的安全生产方面有着不可忽视的影响。煤矿井下地质测量有着具体的操作规定。按照具体的规定操作，不仅会使煤炭资源高效生产，也会对煤炭资源的合理利用和开发大有裨益。测量工作环节多，要求高，只有认真细致，尽量减少误差，才会让后续煤炭生产工作合理的进行下去，同时也保证矿井工作人员的生命安全。煤矿井下工程在规划、设计、施工、竣工及经营管理各阶段所进行的测量工作，包括主要石门、绞车房、变电所、上下山巷道、煤巷、切眼、回采等的工程测量。做好这些工作应注意几个关键环节。

一、定向放样与贯通测量环节

井下工程的定向放样，主要根据施工中线和施工水准点进行。应先根据施工中线和水准点放样出开挖断面的中心点，布置炮眼进行钻爆，或以掘进机械进行开挖。待巷体成型或部分成型后，即根据校准的中线放样断面线，进行衬砌。巷道贯通以后，施工中线即可对接，此时要测算巷道横向、纵向的贯通误差，并进行调整。在放样精度要求较高时，贯通误差调整前，应先进行贯通测量，亦即将相向开挖两巷口附近的巷外控制点，重新施测并加以平差。在允许调整的范围内，所有重要放样工作，都以平差后的坐标和高程作为调整施工中线和放样的依据。矿井测量在煤矿生产中有比较重要作用，贯通质量与否直接影响矿井安全生产与矿井效益。

二、控制测量与高程联系测量环节

控制测量与高程联系测量环节是需要按照相关测量方法和操作方式以保证精确的测量环节。在实际施工阶段，进行施工控制测量和建筑物的定线放样测量是精确测量工作的必要环节，也是保证井下工程按照设计步骤施工的基础。井下工程测量由地面控制测量和井下控制测量两部分组成，在两部分分测之后，还需要将两部分联合测量，形成统一的控制网。控制网显示的相关坐标系数和高程系统相互统一，以保证测量的准确无误。如果以斜井施工的方法进行测量，则要注意井上和井下位置的测量都要面面俱到。还有另外一种测量方式是通过井筒，将地面近井控制点的平面坐标和方向传递到井下平面控制点上，以这种方式得出数据，作为井下导线的起算坐标和起算方向的平面联系测量。平面联系测量经过时间的演变有了具体科学的改进，近代研发的科学设备，例如光学投点仪、激光垂准仪和陀螺经纬仪等，结合人类的智慧开场出了定向测量的新方法。由于单井平面测量通常采用投放钢丝、测定垂线、投点连线的方法来测定坐标系数和坐标位置，工序较多，传算过程复杂。所以已经逐渐被定向测量取代。定向测量通过两个竖井之间投点的相互连接，通过两井辅助进行定向测量。在高程测量方面，原有的吊垂线法、长钢尺法或长钢丝法逐渐被近代的电磁波测距仪测深的方法所取代。另外，还需要注意的是，在测量过程中所选的设备仪器都需要经过标准检测，这也是保证测量精确的前提条件。

三、测图比例环节

在井下工程规划设计、施工阶段，视工程规模的大小和建筑物所处的井下深度，需要使用已有的各种大、中比例尺地形图，或测绘专用地形图。地形图测绘范围，除满足主体工程和附属工程的设计需要外，还应考虑在岩体掘空后，地面沉陷、岩体移动以及地下水渗入的可能影响范围。测图比例尺，对大型地下工程，规划阶段为 1：500～1：10000；初步设计阶段为 1：200～1：2000；施工设计阶段为 1：200～1：2000。对小型地下工程，初步设计和施工计用图常一次测绘，比例尺采用 1：500～1：2000。此外，还要测绘必要的纵、横断面图以及地质剖面图等。

四、矿山测量任务

明确矿山测量的主要任务，对煤矿井下测量工作有着很关键的帮助。矿山测量工作涉及到地面和井下多个区域，在涉足这些全新的自然区域时，有着诸多安全隐患的存在。因此矿山测量的任务就涉及到信息收集，准备措施等工作。具体来说，建立矿区地面控制网、矿区地图的测绘、矿山施工测地表移动沉降观测和矿体几何图绘制都是矿山测量的主要任务。其中，矿山施工测量是矿山建设和开采过程中为各种工程的施工所进行的测量工作，即地面上的土建工程测量、井下控制测量和施工测量、竖井定向测量和竖井导人高程测量、竖井贯通测量。在施工建造过程中和运营管理阶段，还需定期进行岩层与地表移动沉降观测、巷道及井身各部位及其相关建筑物及辅助建筑物的沉降观测和位移观测，以及为矿区的复耕进行测量服务等。参与“三下”采煤和塌陷区综合治理以及土地征用和村庄搬迁的方案设计和实施；进行矿区范围内的地籍测量；对于井下系统，要在煤矿生产各个阶段，对采掘工程是否按设计施工进行检查和监督；利用测绘资料，解决煤矿生产、建设和改造中提出的各种测绘问题，并为煤矿灾害的预防、救护提供有关的测绘资料；要测绘各种煤矿井下相关测量图件，满足生产、建设和规划各阶段的需要；根据矿区地表与岩层移动变形参数，设计和修改各类煤。

五、结语

煤矿井下地质测量工作的难度大，要求高，在对数据精确性和人员专业性方面都有着极高的要求。由于地质数据会随着时间和空间的变化而变化，所以数据的动态性使得地质测量工作难度变大，不确定性和误差性大大增长，这也间接影响着施工人员的自身安全和煤矿生产设施的建设质量。因此，查找数据，胆大心细，及时绘图，成为做好测量工作的必然要求。相关技术人员需要掌握一定的地质变化知识，通过精密的绘图，做好对地质层的准确性分析，从而提高工作质量和工作安全性。

参考文献：

[1]石智军，李泉新，许超. 煤矿井下随钻测量定向钻进技术及应用[J]. 地质装备. 2013（14）

[2] 石智军，董书宁. 煤矿井下近水平随钻测量定向钻进技术与装备[J]. 煤炭科学技术. 2013（03）