煤矿井下巷道贯通测量精度分析及技术方法

王 维

(潞安集团寿阳麦捷煤业有限公司，山西 晋中 045400)

引言

为了最大限度的减小误差而提高测量精度，应当要积极采取各种先进有效的贯通测量技术方法，并不断跟随科学技术的发展而研发更多新的贯通测量技术及设备，以促进煤矿井下巷道贯通测量精度的不断提升。

1 巷道贯通测量的意义

1.1 保证工期和减少不必要的浪费

首先，在巷道贯通工作中起重要作用的是推算得出的巷道长度，相关人员进行数据收集之后，往往会反复推算，最后得出一个极度精确的巷道长度数值。如果这个数值过小，会导致巷道开采任务无法准确完成，如果数值过大，则巷道贯通所用的材料无法发挥最大效用，会有一定数量的生意，这就造成了浪费，不利于节省成本。所以说测量数据是巷道贯通得以完成的重要基础，必须保证仔细测量，才能提高开采效率，从而在规定时间内完成建设。

1.2 保障工程的安全性

在煤矿开采进程中，巷道的长度必须符合工作需要，否则会影响工程的顺利进行，拖慢进度，甚至给施工人员带来生命威胁，巷道的的长度不够的话，会影响工人的建设进程的对接，这样一来就会大大增加在矿洞中作业的危险程度，所以一定要以严谨认真的态度对待，减少风险因素。

2 井下巷道贯通测量精度分析

2.1 合适的测量工具

巷道贯通的准备工作要做足，由于向到内部的环境比较难于测量，不能采用与地上测量相同的测量方式以及工具，要根据巷道内部条件仔细严谨的测量得出最精确的数值，由于环境特殊，还要辅之以特别的测量方式与手段，在测量工作进行中，可以使用一些高新技术设备来进行测量，或者请教专家并且使用专门的测量地下向道的长度的工具，尽量减少误差的产生，从而对于后续的一些工作造成不可挽回的影响。

2.2 有效处理测量误差

此煤矿地下开采项目的中部分段可以采用典型的巷道贯通技术，具体的可以采用导入标高测量、导入斜井测量以及地面连接测量等等，在比较狭窄，难以测量的井下使用钢尺等便携的小工具进行测量，并且把陀螺定向边的具体数据加以记录。在中部分段的向道测量基本完成后，利用已经得知的数据对于其中每个环节的测算数值进行误差分析，并且与之前的巷道贯通数据记录进行比对，并同时结合各类误差所占的比例。

其中，需要进一步验算的误差有地面连接误差、定向误差以及井下导线测量误差，最后得出三者之间的比例为1：3：4。以此比例为基础条件可以得出各项误差占总误差的比例以及具体的误差数值。其中误差最小的是地面导向测量误差，其数值为14mm，定向误差为43mm以及井下导线测量误差为58mm，将这三个数值相加总可以得到水平方向上的误差数据为115mm。地面连接误差占总误差的1/8，而定向测量误差以及井下导线测量误差所占比例分别为3/8和4/8。总比例中最大的数值部分为井下导线误差，它又是由测角误差以及量边误差共同构成的。在中段巷道的施工过程中，测角误差产生的影响要更大一些，因为施工环境的特殊性使得测量人员必须采用直伸导线，所以量边过程很顺利，误差更多的是来源于测角过程。

此次测量任务采用的方法是T2经纬仪测回法，在正常情况下测量一个角的基本误差为0.75″，但是此次观测任务的条件比较严峻，所以不能以此作为基本参考，可以把误差定为此数值的2倍左右，以5″作为误差。对中误差可以井下导线平均长度为基础推算而来，井下导线平均长度为150mm，由此不难得出对中误差的数值为0.7mm。在巷道贯通工作完成之后，将测算得出的数值与实际数值进行比较，可以发现两个数值是相差无几的，这样测量工作才算顺利完成。

3 几种适用于煤矿井下巷道测量的技术

3.1 全站仪

全站仪是适用于现代矿洞测量的需要，应运而生的一种先进技术。它最大的优点是能够进行三维测量，突破了传统的二维架构的束缚，从而使它具有了更为实用的价值。这种技术给测量工作带来的方便是显而易见的。此外，它可以与计算机技术相结合，计算机技术提供高效的运算系统，而全站仪则负责精确的勘测，两者的配合可以使测量难度大大减小。目前来看，测算结果同样还是会有误差产生，针对这一点，人们能够应用全站仪来分析误差，从而找到误差的源头，以减小误差。在全站仪的测量数据传输方面，采用了双向传输的技术，计算机会实时接收到真实的数据，进而对此进行分析，甚至进行三维立体分析，数据安全得到了有效保证，并且能够提高数据处理的效率。

3.2 三维激光扫描技术

三维激光扫描技术则是一种有实践基础的技术成果，下面将介绍其重要组成部分，它们分别是全球定位系统、升降机构和高清摄像头。通过三维激光扫描技术，可以实现多种格式的转化和输出，并且在三维空间内的测量精度极高，管理控制也非常方便。三维激光扫描技术有着十分广阔的可测量空间，并可对作业过程进行实时跟进和全面覆盖检测。首先是三维激光扫描技术，多种格式之间可以相互转化，并且输出到显示终端对于实地勘测有非常重要的意义。三维激光扫描技术的适用度极广，尤其是在三维空间内的测量数值近乎精确。在测量过程中，这种技术可以全程开机监测测量进程，使得测量工作更加具有全局观念。三维激光扫描技术与适当的设备进行配合使用的话，能够具有更大化的效用价值。测量分析的单个部位的精确程度大大增加，目标误差从而被减小，进而使得工程整体进度稳中求进，为工作人员创造一个安全的施工环境。

3.3 建立专用的地面控制网

当煤矿井下向道施工的进度进行到中后期时，先前所做的标记即一部分的三角点已经不见了，这会对于数据测量有极大的干扰。为了应对这一情况，需要从全局统筹调控，使控制系统制定目标数值，在各个阶段进行适当的调整，在该阶段中插入净瓶后的误差尽量不要超过25”，最弱点间的误差不要达到22mm。 在施工条件较为困难、施工周期较长的条件下，就要充分利用地面控制网的作用，可以在巷道贯通测量时在中部留下一条测距闭合导线。以此为精度能够大大发挥地面控制网的先天优势，为提高测量准度出力。

3.4 全球定位系统指导应用

全球定位系统是一种以空中卫星为基础的高精度无线电导航的定位系统，它在全球任何地方以及近地空间都能够提供准确的地理位置、车行速度及精确的时间信息。这种技术在向道贯通施工过程中也发挥着有力的作用。施工队可以依据至上技术，不仅可以实时监控巷道内部的施工情况，还可以对施工的环境进行评估，从而达到减小误差的目的，为整个工程的顺利进行打下了坚实基础。不仅如此，全球定位系统还可以为整个施工任务减少风险因素，因为在这种技术的帮助下，可以有效减少一些人为误差带来的影响，使得工人们在一个安全的环境下作业。也在一定程度上减缓了任务的难度，更加容易操作，降低人们的心理压力，从而提高巷道贯通的工作效率。所以说全球定位系统对于一个施工团队来说是一个强有力的工具。

3.5 提高导线测量精度

要想得到更加接近于实际的数据值，就要采取有效的途径去提升导线测量精度。以下是几种可靠的途径：第一，在使用三脚架法观测的时候，一定要注意规范观测的方法，尽量减小误差；第二，要充分利用测距仪的作用去测量边长；第三，要把误差严格控制在一个可以接受的范围之内，比如对中过程中误差不得超过1mm，把水平气泡偏差局限在一格；第四，工程在使用各种技术的时候，必须严格遵守使用规范。

结束语

总而言之，为了确保巷道贯通施工的安全顺利实施，就要结合井下的实际情况，制定有针对性的测量方案，进而能够为贯通施工提供高精度的测量数据，从而促进巷道贯通施工技术水平的不断提高。