云冈矿8623工作面切眼贯通方案及误差预计分析

祖丽荣

（同煤集团云冈矿，山西 大同 037017）

1 工程概况

同煤集团是一座有近60年开采历史的现代化大型矿井，设计生产能力为480万t/a。云冈矿406盘区为斜～立井混合开拓方式，开采水平标高+455m，共布置有5条开拓大巷。406盘区8623工作面由4条巷道、2条切眼组成。该工作面井下导线已知数据为7˝级750强力皮带大巷导线数据。根据设计要求，必须在8623工作面外U回风巷与皮带运输巷之间进行贯通作业，贯通切眼距离为325m。根据这一设计要求，必须进行8623工作面切眼贯通方案设计及误差预计分析，保障该贯通工程顺利进行。

2 贯通测量方案设计

2.1 现有测量成果及测量仪器选择

现在的测量成果主要是SP19、SP20两点的坐标系统。SP19、SP20的1954北京坐标系统分别为：（4000028.144，38406857.092）、（4000005.724，38406849.810）；SP19、SP20的1956黄海高程系统分别为：476.252、473.811。本次测量选用徕卡TC402全站仪，连续、编码读数，测角精度2˝；标准测量精度：2mm+2ppm；单次测量时间＜1s；望远镜放大倍数30×。

2.2 导线测量的方法

基于云冈矿8623工作面切眼贯通的基本特点，在导线测量时采用的是该矿井下750强力皮带大巷7˝级导线起始数据。

2.3 观测方法

（1）角度观测方法。准直线方向标定后，激光经纬仪在水平方向不能再转动。采用光电接收靶，转动接收靶上的测微鼓，直至检流表的指针指向零，然后从测微鼓读取偏离值。对每个位移标点重复观测2～4次，读取2～4个读数，取平均值。为了消除系统误差，采用正倒镜方法进行观测，并按精度要求测若干测回取平均值作为最后的观测结果。

（2）距离观测方法。在进行距离观测中，要求达到以下标准：单程各测回间较差≤15mm；一测回读数较差≤10mm；往返观测同一条边长时，化算为水平距离（经气和倾斜改正）后互差不得大于等于边长的1/6000，如果超限必须找出原因并进行重新测量。

2.4 导线的布设

8623工作面井下导线的布置与形式情况见图1所示。导线随8623工作面巷道开采掘进的前进方向进行布置，支导线形式。每间隔90m布置一个导线永久点，在巷道拐角处等特殊工况下可根据实情缩短导线点的距离在70～90m之间。永久导线点与巷道顶板的锚固必须牢，导线点之间必须通视良好，方便观测设备及仪器的安装，并且不受人员和运行车辆的影响。对各导线点位置采用特别的印记进行标出并编号，便于工作人员进行寻找观测。在该巷道掘进的过程中，还需要下井按原来设定的导线点继续布置。

图1 8623工作面切眼贯通导线布设

8623外U回风巷：在SP19点架设观测设备，后视SP20点，在该巷道内进行导线点的布置，依次为（24、23、22、21、20……5、4、3、2、1、K）。8623皮带运输巷：在SP20点架设观测设备，后视SP19点，在该巷道内进行导线点的布置，依次为（SP21、SP22、SP23……44、45、46、K）。

3 贯通测量误差预计分析

3.1 参数的确定

基于8623工作面切眼贯通为一井贯通，因此主要是对井下导线和高程进行测量，针对导线和高程测量进行误差预计分析。参数是影响贯通测量误差预计的重要因素，因此要进行误差预计前的参数确定。

根据测量实况，对8623工作面切眼贯通测量参数确定如下：（1）考虑到采用的徕卡TC402全站仪为J2型测量仪器，一次对中两测回测角中误差为±7” ；（2）井下光电测距的量边误差：ml=±（A+Bl）=2mm+2 ppm×l。

3.2 贯通测量相遇点误差预计原理

从图1可知8623工作面切眼贯通测量中导线点的布置及线路的分布。

根据支导线终点的点位误差预计公式可知，由导线测角误差引起的K点在X’方向上的误差公式为：

式中：

mβ-井下导线的测角中误差，取mβ=±7''；

ρ-1弧度对应的秒值，取值=206265；

Ry'-K点与各导线连线在Y'轴上的投影长。

由导线量边误差引起的K点在X'方向上的误差公式为：

式中：

ml-光电测距的量边中误差，ml=±（A+Bl）=2mm + 2ppm ×l；

l-导线各边的边长，km；

a'-导线各边与X'轴间的夹角。

K点在X'方向上的预计中误差为：

若进行两次独立观测，则平均值中误差为：

则K点在X'方向上的预计误差为：

3.3 误差预计计算

从图1可量取Ry'的相关取值，并将具体数据代入到公式（1）进行计算，得结果：

测量过程中，导线量边误差引起的K点在X'方向上的误差计算结果如表1所示。

K点在X'方向上的预计中误差为：

平均值中误差：

K点在水平重要方向上的贯通预计误差为：

表1 K点在X'方向上的误差

通过上述误差预计计算可知，对于8623工作面切眼一井贯通的贯通相遇点K的相应误差均符合国家测量规程的要求，该8623工作面切眼一井贯通测量方案的设计是合理有效的。从误差预计计算可得知，影响本次贯通测量误差主要是测角误差。

4 贯通测量工程精度分析

根据8623工作面切眼贯通测量设计方案，以SP19、SP20为起算数据，从750强力皮带运输大巷一面到8623工作面皮带运输巷，一面到8623工作面回风巷，进而到达8623工作面切眼贯通点K，整个导线的设计长度为4959.136m。在对8623工作面井下测量时，皮带运输巷导线采用光电测距+经纬仪导线测量，其他导线采用徕卡TC402全站仪测量。8623工作面，进行合理调整，计算导线闭合精度。纵、横坐标增量闭合差分别为fx=0.140m、fy=0.116m，符合规程规定贯通允许误差为±0.3m的要求。根据贯通测量方案，对该工程进行了贯通施工作业，巷道贯通后效果较为理想，可以满足8623工作面综合行人、采煤、通风和安全设施的要求，为保障该工作面的正常开采提供了基础。