庞庞塔井田巷道贯通过程中测量方案及误差分析

韩俊飞

(霍州煤电集团吕临能化有限公司，山西 临县 033200)

1 工程概况

庞庞塔煤矿原属于临县地方国有煤矿，2003年11月由霍州煤电集团公司接收重新组建。目前矿井井田面积13.263 9km2，主采煤层有两层(5#、9#)。矿井目前为“五进一回”中央分列式通风方式，采用斜井立井混合开拓方式；煤层为单一倾斜式，倾角一般在16°～22°，局部可达25°～43°。设计贯通9- 103综放工作面巷道主要是为了解决庞庞塔矿的生产衔接问题，保证矿井的正常安全生产。工作面贯通后，构成通风、进料、行人、供电、排水、运煤等生产系统[1～7]。

9- 103工作面由9- 1031巷、9- 1032巷和切巷组成，均布置在9#煤层中。9- 1031巷沿180°方位角掘进2 092m到位；9- 1032巷沿180°方位掘进2 116m后以270°方位施工切巷，切巷长185.5m，斜长为210m，贯通点位于9- 1031巷与切巷相交处。巷道支护方式均采用锚网梁+锚索进行支护，9- 1031巷和9- 1032巷采用综掘、切巷采用炮掘的施工方式。

2 测量方案

此次贯通测量属于同一矿井内的巷道贯通，由于井下条件限制，最终采用随巷道掘进布设复测支导线的测量方案。根据1989年和2010年《煤矿测量规程》[1～2]中关于巷道贯通测量有关规定，巷道贯通相遇点处的水平

重要方向上允许偏差不超过±0.3m，高程方向上允许偏差不超过±0.2m。本次贯通属于一井内巷道贯通，不需要进行地面控制测量和矿井联系测量，只需对井下测量进行误差预计。

贯通导线起始点选择位于9- 1032巷内两个7″级永久导线控制点，根据井下情况设计贯通测量线路如下。

(1)9- 1032巷→750机尾绕巷→西区五联巷→西区行人暗斜井→5- 1051行人联巷→5- 1051巷→5- 107进风联巷→5- 1072巷→西区9#煤四车场→9- 1031巷→贯通点K。

(2)9- 1032巷→9- 103切巷→贯通点K。

井下路线如图1所示。

图1 9- 103工作面井下贯通测量线路图

2.1 井下水平角测量

(1)为了确保巷道贯通质量，井下贯通导线测量按《煤矿测量规程》中15″导线的规定施测，并适当提高精度。导线独立施测2次，用徕卡TCR802 power型全站仪测角。测角时采用500g的垂球和挡风布进行对中，导线点全部设于顶板上，选点时根据巷道具体情况尽量加大边长。

(2)水平角观测采用的仪器及作业要求如表1。①进行n个测回测量时，各测回之间需要将度盘位置变换180°/n(n为测回数)；②需要多个测回对中测量时，每个测回进行一次对中。使用基座上的光学对中器进行点上对中时，仪器基座每次进行360°/n旋转。

表1 水平角观测仪器及作业要求

(3)巷道倾斜角<30°时，仪器水平角的观测限需满足表2规定。

表2 水平角的观测限差

需要注意在倾角>15°或测段一边近水平一边倾角超过15°时，最好使用测回法测量水平角。仪器水准气泡应一直保持居中，不得超过刻度一格，否则重新进行架站测量。

2.2 巷道边长测量

(1)15″级导线边长也采用徕卡TCR802 power型全站仪测量，各边测回数应大于等于两次。

(2)进行单向观测时其限差应满足一测回读数较差≤10mm，测回之间较差≤15mm；往返(或不同时间)时，同一边测量值化算为水平距离(经气象和倾斜改正)后的互差≤1/6 000。

2.3 井下巷道高程测量

巷道内使用全站仪进行三角高程测量。进行三角高程测量时垂直角观测精度应满足表3所示精度要求。

表3 垂直角观测精度要求

上述各项测量工作的内业成果，均由两人独立对算，以便检核。井下高程以5#点为起算数据。采用三角高程测量，垂直角采用徕卡TPC802 power型全站仪测角，每站测2个测回，互差不得超过15″。

2.4 标定中腰线的技术要求和标定

用全站仪标定中线点，标定中线，必须采用正倒镜观测，每组中线点不得少于4个，点间距离以不小于2m为宜；标定腰线时在给定中线点的同时在垂球线上作出腰线标志标定腰线点。

巷道掘进现场需用激光指向仪指示巷道中腰线，在此期间激光指向仪不能受到扰动，应稳定安全精确安装并使用，间隔30～50m用全站仪对中腰线进行检查校准，随着巷道掘进不断调整掘进腰线，提高施工精度。

3 井下巷道贯通相遇点误差预计

此次贯通应用一井内巷道贯通测量，不需要进行地面联系测量和矿井联系测量，只需进行井下导线测量和高程测量，因此贯通误差只估算导线测量和高程测量误差。

3.1 误差预计所需基本参数的确定

测角中误差的确定：

mβ=±15″

全站仪量边中误差：按徕卡TCR802 power型全站仪的测距标称精度ml=±(2+2×10-6l)mm；式中l单位为km。

3.2 贯通相遇点K在水平重要方向X′轴上的误差

(1)导线测角误差引起K点在X′轴上的误差：

式中：mβ——井下导线测角中误差；

Ry′——井下各导线点与K点连线在Y′轴上的投影长度。

测角误差部分结果如表4所示。

表4 测角误差影响表(部分)

(2)全站仪量边引起K点在X′轴上的误差：

式中：ml——井下导线量边中误差;

α——导线各边与假定的X′轴间的夹角。

(3)量边及测角误差引起K点在X′轴上的中误差：

此次贯通相遇点K在X′轴上的平均值误差为：

贯通相遇点K在X′上的预计误差取中误差的两倍，即：

Mx′K预=2Mx′K平=±0.116m

3.3 贯通相遇点K在高程方向上的预计中误差

(1)井下三角高程测量引起K点在高程上的

误差：

L——三角高程测量路线总长度，km。

(2)K点在高程上的预计中误差：

(3)K点在高程上的预计贯通误差。贯通相遇点K在高程方向上的预计误差为中误差的两倍，即：

MH预=2MHK平=±0.162m

从以上误差预计结果可知：在水平重要方向上和高程上均未超过允许的贯通偏差值，说明所选定的测量方案和测量方法能够满足贯通精度要求。

4 结语

井下开采环境复杂，合理选择开采路线及方法尤为重要。测量过程要严格依照设定方案及测量要求进行，减少人为误差。9- 103回采工作面巷道贯通工作利用已知井底控制点，从同一起算边开始相向掘进，减少了地表联系测量工作量，同时减小了贯通误差。贯通设计测量方案很好地满足了《规程》关于贯通精度要求，为后续贯通测量工作提供了参考。

[参考文献]

[1] 中华人民共和国能源部.煤矿测量规程[M].北京:煤炭工业出版社，1989.

[2] 国家煤炭部.煤矿测量规程煤矿测量规程(2010版)[M].北京:煤炭工业出版社，2010.

[3] 隋洪杰,张一鹏,杨晋升.山东金翅岭金矿井巷贯通测量误差分析及方案选择[J].黄金科学技术,2012,20(6):82-85.

[4] 李良辉.西沟矿技术改造工程井巷贯通测量误差预计[J].甘肃科技,2013,29(5):35-38.

[5] 宋吉宁,孙楹森,郑殿松,等.梁家煤矿煤4一采皮带上山贯通测量设计方案优化及精度分析[J].山东煤炭科技,2002，(3):28-29.

[6] 李华栋.常村煤矿大型贯通测量方案设计研究[J].矿山测量,2013，(3):23-24，28.

[7] 张凤琴,车延国.九道岭煤矿贯通测量方案设计与新方法研究[J].测绘工程,2008，(3):62-65.