矿山测量中贯通工程测量探讨

张新星

（晋煤集团寺河矿，山西 晋城 048204）

1 项目工程的现状

山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司寺河煤矿是一座特大型现代化矿井，目前全矿井生产能力900万t/a，生产布局划分东井与西井两个独立的生产井区。本次工程区域为寺河煤矿东井区，根据山西省煤炭工业厅为山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司寺河煤矿（东区）颁发煤炭生产许可证，开采煤层为3号煤层，开拓方式为斜井开拓，生产能力为500万t/a。该工程具有高压低、巷道覆盖面广以及施工周期长等特点，增加贯通测量精度是寺河煤矿贯通工程所要面对的问题，也是该项贯通工程能否顺利进行的保证。

2 贯通测量过程的实施管理

2.1 实施过程

贯通测量需要遵循以下流程：（1）矿井内设置起始点，并根据精度要求严格检查确认。测量控制点的选择和布设是贯通工程顺利施工的基础，也是完成高精确度贯通的有力保障。由于施工区域的深度过大，所以起始点的确定变得更加关键。通常情况下，由专业工程人员在巷道内固定至少三处间距为175m左右的点，并使用陀螺仪测量其精确方位参数；（2）贯通测量过程基本施工内容。寺河煤矿贯通工程的回采巷道沿煤层进行施工建设，其设计高度和宽度分别为3m和4.8m。在巷道中心线位置设置运输顺槽，运输顺槽内布置大量导线点。通常巷道的施工过程由激光技术进行指向，现场在使用专业激光指向仪的过程中，前三处测点的位置间距应大于10m，同时每400m进行一次控制测量，然后分别由两位及以上工程人员对测量结果进行数据计算及结果对比分析。对导线点也需实施全面检测，检查其是否存在偏移或损坏问题。巷道高程控制需要在同一时间进行三角高程测量和导线测量；（3）贯通测量的联测。目前施工过程通常采用四架法进行导线测量，该方式具有测量过程可以强制对中、减小测量误差、提升测量效率和精度的特点，可以提高导线精度，为工程高精度贯通奠定了良好的基础。

2.2 闭合验算过程

煤矿贯通工程建设中，施工企业收到设计单位发出工程图纸后，第一时间要安排多名专业技术人员分别对工程图纸进行闭合验算，得出闭合验算结果后要对所有结果进行对比分析，确保所有技术人员的闭合验算结果相同后，才能够正式将图纸下发进行施工。

3 提升贯通测量精度的措施

3.1 严格执行贯通测量勘察

为保证巷道贯通测量工作的顺利开展，必须对井下巷道进行测量勘察工作。其中该项工作中最关键的施工部分是高程，由于施工环境光线很差，工程人员通常以顶板处为高程点实测方位。这就导致水准尺必须颠倒摆放，工程人员测得准确数值后，该数值必须以负数形式代入计算公式进行计算。

3.2 积极应用全站仪

全站仪是当前较为先进测绘仪器，兼具了磁、机、电以及光等众多优势，融合了测角和测距两项必要功能，其高度的智能化和实用性使其在贯通过程得到广泛使用。国际上多数全站仪可以通过电子手簿、内部存储器或内存卡记录工作中的数据信息，并能通过多种方式与计算机直接进行信息沟通。信息接收方面：（1）可以接收计算机下达的任务信息；（2）可以经过计算机进行有关数据的录入工作，然后通过数字形式表示测绘结果。信息发送方面：全站仪可以通过简单、高效的操作方式将测绘结果稳定地传输给计算机，实现了高效的数据双向传输。全站仪因其完美的融合了计算机运算能力和现场多种测绘能力，可以实现矿山三维数据的构建。全站仪在施工现场可以方便地采集关键数据，并通过后台自动处理、传输，因此迅速取代了传统的工作方式。

3.3 积极应用陀螺定向技术

在巷道贯通施工过程中陀螺定向技术具有极大的优势。该技术在贯通工程测量过程中，测量精确度基本不受矿井深度变化的影响，很大程度上保障了贯通工程精确度。针对施工矿井内贯通导线施工区域较大的情况，陀螺定向技术的高测绘精度能够有效协助导线点关键数据的高精度测量，因此陀螺定向技术普遍用于井下超长贯通导线的测量。陀螺定向技术在井下环境应用时可以从三方面保证测量精度：（1）针对较深矿井的定向测量。当煤矿矿井深度过大时，井下的低温环境和大深度会对传统测量技术和仪器产生很大影响，直接干扰其测量的准确度，而陀螺定向技术可以完美的应对这类情况，尤其是定向测量特深矿井时，可以显著提升测量精度；（2）陀螺定向技术可以对井下平面实施有效控制。工程单位在巷道施工过程中，必须保证井下平面的结构强度和稳定性。施工过程中，通常由陀螺定向技术控制井下平面，然后经过导线对巷道掘进的距离和方向起到指引作用。该过程中传统的测量方式是使用单支导线测量，测量结果精度非常差，因此通过陀螺定向技术可以大幅提升对方位角等参数的测量精度，为井下巷道贯通工程的顺利进行提供准确的数据支撑；（3）为巷道验收工作提供支撑。陀螺定向技术可以实时监测井下巷道的施工进展，并为巷道验收阶段提供有力的数据支持。井下巷道在设计方面存在缺陷时，施工过程将直接引起导线施工相关的问题，进而导致最终测量结果的偏差。这时陀螺定向技术可以为工程人员提供精度极高的巷道方位角，施工单位以此为参考依据，便能够及时对施工中巷道方位进行微调，以保证巷道贯通工程满足作业要求。

3.4 积极应用地理信息系统技术

地理信息系统技术整合了工程模拟、数据的分析处理和编辑以及空间信息存储等众多实用技术，并能够通过图形、数据和地图等多种形式表现分析结果，同时兼具实时数据动态修改功能和图形修改功能，使测量过程更加智能化，测量结果更加精确。当前大量现代化煤矿企业正在使用地理信息系统技术，该项技术在煤矿施工过程中主要优势包括以下三个方面：（1）地理信息系统技术可以与煤矿调度系统相结合，使工程人员能够实时监控井下煤矿开采状态；（2）地理信息系统技术可以实现对煤矿工程中多类信息的整合分析和分类管理；（3）对煤矿工程中所涉及的各类图形样式进行绘制。

3.5 积极应用计算机技术

目前计算机已开发出大量专业工程处理软件，能够方便地对贯通测量数据进行分析、计算和整理，不仅在一定程度上降低了人为因素引起的计量误差，还能极大地提高工程人员的工作效率。例如，专业的误差预计系统与传统的误差预计相比处理速度更快，工程人员在专业软件中输入贯通点的位置坐标，系统就能快速的计算误差预计。同时若需要变更贯通点位置，只要重新输入新的变更点位置坐标，即能实现更新后的误差预计。

4 结语

本文分析了煤矿工程单位在对煤矿工作面实施贯通测量中所采取的合理有效管理方式，并提出了对井下巷道严格执行贯通测量勘察、在贯通过程中积极应用全站仪、陀螺定向技术、地理信息系统技术以及计算机技术五点提高贯通测量精度的有效措施，以保障贯通工程整体的施工质量和精度，进而提高煤矿开发建设效率和质量，为国家经济建设和社会发展增添动力。