超千米深井高地压易变形巷道贯通测量技术研究

李胜

（河北钢铁集团矿业有限公司石人沟铁矿地勘作业区，河北 唐山 064200）

1 引言

对井下各巷道进行控制测量，是确保巷道施工准确的重要途径，是更好地提高巷道施工安全性的重要保障。随着我国煤矿行业的不断发展，矿井采掘深度逐渐加深，而井下巷道的施工质量，直接影响着采掘作业的安全性。论文以某煤矿轨道巷贯通工程为例，分别对贯通测量技术与基本误差参数进行了分析。

2 工程概况

某煤矿轨道巷贯通工程，地面上两个矿井之间的直线距离为5030m，每个矿井上下闭合的导线长度接近16000m；矿井深度超过千米，井下巷道的压力比较大，已经发生严重变形，且导线点存在频繁位移。

3 贯通测量方案研究

针对该矿井的实际情况，结合贯通测量工作的实际需求，制定针对性的贯通测量方案，具体如下。

3.1 贯通测量的技术路线以及测量流程

贯通测量技术路线与测量流程详见图1。

图1 贯通测量技术路线与测量流程

3.2 技术设计

3.2.1 四等水准测量

在进行地面GPS点四等水准联测时，需要利用精度在DS3型水准仪及以上的仪器，对双面区格式木质标尺的测量起到配合作用[1]。

3.2.2 地面GPS控制测量

地面GPS控制测量技术的点位布设，必须满足以下几点要求。第一，视野广阔，方便接收设备的安置，便于设备操作，且点位周围15°之上不存在障碍物；第二，地面基础可靠，利于长期保存；第三，对旧点进行利用时，必须对旧点的稳定性、完好性进行检查与必要的纠正。

3.2.3 地面连接测量

在投点正式开始前，利用2"级全站仪实行测量工作。地面连接系统利用徕卡TS-06全站仪，按照5"级导线精度要求，测角中上下误差不超过5"，一次对中4个测回，同时，2C互差不超过13"。

3.2.4 井下陀螺定向

井下陀螺的定向，借助全自动化的陀螺经纬仪，陀螺方位角中的误差应不超过15"。首先，布设陀螺方位边，而陀螺常数的测量通常是通过固定的两地面近井点[2]。其次，用来测定仪器的常数的地面近井点，位于三、四等三角网或者测边的基础上，通过插网以及经纬仪导线等，进行测量。最后，相对于其起算而言，近井点精度中点位的误差上下不可以超过7cm。

3.2.5 井上下联系测量

在井上下联系测量时，投点所用的钢丝必须是直径小，且强度高的钢丝。首先，利用标尺法，明确垂线稳定时，垂线在标尺上的位置，读取次数在13次之上，且为奇数次数，之后利用左右读数的平均值，找出标尺上稳定位置；其次，根据上述方法重复进行两次，保证两次测量结果的互差不超过1mm，并取平均值；再次，利用钢尺法进行高程测量。

3.2.6 井下导线测量与三角高程测量

井下导线测量指的是井下敷设高精度的支导线，巷道每掘进30m至100m之间，导线便延长一次，而已经掘进的巷道，则要按照7"的导线施测。当巷道的掘进进行到300m至500m之间时，敷设7"级控制导线，利用控制导线对已敷设的导线的正确性进行检查[3]。

4 贯通测量技术的误差分析

4.1 贯通测量允许偏差的确定

本次研究中，预计该矿井贯通测量的误差主要是横向误差，同时伴有高程误差。在此基础上，选择合理的测量技术，并制定出科学、有效的测量方法，尽可能地降低贯通带来重要方向之上的误差。按照工程的实际情况，贯通点与两中线的偏差不得超过0.3mm[4]。

表1 矿井贯通测量的基本误差参数

4.2 基本参数误差的确定

在进行贯通误差预计的过程中，首先要做的是明确各种测量的基本误差参数，即测角中误差、矿井定向误差、单位长度高差的误差、两边误差系数以及导入高程误差[5]。这些误差参数，可以通过理论公式计算求得，详见表1。

5 结论

贯通测量结果的准确与否，既与贯通测量方案以及采用的贯通测量技术有关，同时也与施测工作的实际质量有密切联系。所以，在实际测量过程中，必须按照实际测量的结果，对此次测量的精度进行科学评定，同时对测量结果进行准确地检查、核实，并及时填图。除此之外，在实际施工过程中，还要采取有效措施，对贯通巷道的方向与坡度实行动态的监测，必要时对其进行调整，以此来对巷道的施工误差进行有效控制，尽可能地提高其施工准确性，为后续采掘工作的开展提供安全性保障。