煤矿井下巷道贯通测量技术及其精度控制

温 阳

(煤炭工业大同矿区建设工程质量监督站，山西 大同 037003)

引 言

煤炭资源在我国生产经济中占有重要地位，随着矿井机械设备的更新换代，每年巷道工程量在逐年增长。许多地下巷道由于线路较长，需要多头施工，精准的巷道测量，不仅有助于巷道的贯通，而且可以提供施工质量。巷道贯通在井下施工中重要组成部分，贯通施工精度主要要求在垂直方向、水平方向控制在一定范围内。在施工测量工作中伴随着误差，巷道贯通测量工作尤为重要，设计合理的贯通方案，必须综合考虑工程地质条件、施工技术条件多方面的因素，才能保证巷道贯通工作顺利进行[1]。本文以马脊梁煤矿轨道暗斜井为工程背景，对工程的测量资料和技术方法的分析和研究, 提出了提高精度的有效方法和技术措施。

1 工程概况

马脊梁煤矿为了满足扩大生产的需要，决定进行石炭二叠系延深改造工程。依据矿井现有的开拓巷道的布置情况、煤层赋存状况、煤质条件以及现有地面工业场地情况及地形条件等，最终延伸后的开拓方式仍采用斜井单水平多煤层联合开拓的开拓方式。在现有生产水平通过合理布局，采用暗斜井系统与石炭、二叠系沟通。矿井石炭二叠系延深投产时，共新增三个暗斜井井筒，其中1136大巷变流室往里120 m处开口的轨道暗斜井井筒，延深至3#煤层底板；14#层305盘区附近开口的回风暗斜井井筒，井底延深至8#煤层底板。轨道暗斜井井筒与回风暗斜井井筒通过8#井底联巷通过贯通连接在一起。

2 巷道贯通测量误差及精度的分析

2.1 巷道贯通测量误差来源分析

在巷道贯通的过程中测量人员的责任十分重大，如果巷道贯通过程中出现测量差错将导致巷道贯通结合处的误差超过控制范围，严重时巷道无法贯通甚至造成废弃巷道的后果，对巷道贯通测量误差的来源进行分析[2-4]。对巷道贯通测量误差的来源主要有以下三点：

1) 环境的影响。地下巷道施工属于有限空间内作业，环境复杂，受井下阴暗、湿度、温度、回风及其照明度的影响，对导线测量产生不确定的影响，从而产生误差。

2) 测量方法的影响。在测量的过程中会出现测角、量边和高程测量误差的影响，且会出现累计误差，最终形成大的误差，影响巷道的贯通。

3) 测量人员的影响。技术人员是实施测量的主体，不仅需要测量的专业知识，而且需要极强的责任心。如果人员掉以轻心，少测或者漏测，没有进行复测都会带来极大的误差。

2.2 巷道贯通测量精度的分析

回风暗斜井斜长为673 m，轨道暗斜井斜长764 m，8#井底联巷的长度为220 m,由于巷道长度较长，属于长距离巷道贯通。依据现有的巷道地质条件、位置等现场情况，制订了合理的测量方案。依据煤矿测量规程，水平允许偏差为1 000 mm,高程误差为300 mm,依据实际情况对贯通点误差分析水平预计偏差为612 mm,高程偏差为229 mm[5]。

3 巷道贯通方案

考虑到本矿巷道实际贯通情况，具有线路长、精度要求高的情况，增加了测量的难度。从1136大巷变流室往里120 m处开始敷设线路，贯通以后，与回风暗斜井进行联测，在贯通过程中，使用全站仪进行测量，控制导线测量在7″。

3.1 三角架测量

在贯通测量过程中，由于风巷于暗斜井风量比较大，为了保证测量的精度，采用三脚架测量和导线测量相结合的方法，与导线测量同步进行。利用三脚架测量，需要在巷道底板设置控制点，在测量之前和测量结束后分别用钢尺进行测量一次。测量结果之间的误差值应≤4 mm,符合要求后取2次平均值为最终的测量结果，且测量的误差值要符合煤矿测量规范。

3.2 导线测量

在测量过程中，采用 7″控制导线进行施工测量，1136大巷变流室往里120 m处为起点，开始敷设线路，进行测量工作。利用测回法观察水平角，依据现场环境结合矿井测量规程设置不同的边长，边长最小为15 m,不同边长采用不同的对中方式，当边长大于15 m小于30 m时，进行两次测回，2次对中；当大于30 m时，进行2次测回，1次对中。不同测回精度要求是不同的[6]，如表1所示。

表1 导线测量精度要求

在导线法测量过程中，在测量每条的测回数应该≥2次，已测回读数误差≤10 mm,单程测回误差≤10 mm，在往返测同一条边长时，经过气象和倾斜修正后，换算成水平距离后的误差不得大于1/6 000。在设置控制点时最长边不得大于300 m、最短边不得小于15 m。

在巷道高程利用全站仪测量的过程中，在进行三角高程测量的时，在测前和侧后分别进行两次高度测量工作，两者之间的高差应该不大于4 mm，在记录过程中采用两次测量的平均值。由于此次回风暗斜井与轨道暗斜都属于倾斜巷道，在高程测量的过程中要尤其重视。采用三角高程测量，每站测2个测回，互差不超过15″[7]。

在上述测量作业中必须有两人独立对算，以便检核，提高施工质量，减少误差。

4 控制精度措施

因为测量过程中存在着误差且不可避免，为了顺利实现巷道的贯通，必须采取相应的措施，控制巷道贯通精度的措施主要有以下几个方面：

1) 在工程施工之前，对本工程相关的测量技术人员应经过相关培训，且培训合格，减少人员专业水平层次不一样造成的测量误差。

2) 在巷道整个施工过程中，应做好测量准备，首先从仪器方面入手，对贯通测量中的仪器进行检查且应该进行校准，按照煤矿测量规程中来，所有使用的仪器的各项指标必须满足 7″。

3) 针对现场的地质环境，依据相应的巷道测量技术标准采用合适的测量方案，在测量中使用三脚架法，降低了对中、校准误差的干扰，在测量过程中，在对中这一项中，将对中误差控制在合理的区域范围以内；在导线测量的过程中，尽可能的降低测站数量，从而增加导线之间的距离。

4) 在施工8#井底联巷的过程中，在短边测站与变坡点测量的时候，因根据实际情况增加测回。因为在变坡点测量过程中，8#井底联巷倾斜角度较大，与原先的平巷的角度差变大，增加测回可以减少或避免短边测站与前后角度变化大带来的误差影响。

5) 测量技术人员在测量的过程中，应该提高测量精度，严格按照煤矿测量规程中的相关规定，按照 7″控制导线进行施工测量，进行回测、复测，各项测量工作要有专人负责，进行检查和校核，保证数据尽可能的准确；对测量成果进行精度分析，达不到要求时要进行返工重测，从根本上尽量减少人为原因造成的误差[8]。

5 结语

巷道贯通测量是一个系统工程，应根据实际的现场环境，进行误差来源分析，并对贯通测量精度进行分析，确保控制在实际要求范围以为。在马脊梁煤矿回风暗斜井与轨道暗斜井实际贯通过程中实际偏差为水平预计为463 mm,高程偏差为168 mm，贯通实际偏差在允许控制范围以内，贯通效果良好，能够满足生产的需要，为本矿其它巷道的贯通提供了借鉴意义。