庞庞塔煤矿750 轨道巷和750 胶带巷贯通测量技术应用

茹宇鹏

（霍州煤电集团吕临能化有限公司庞庞塔煤矿，山西 临县 033200）

1 工程概况

霍州煤电集团庞庞塔煤矿井田南北长约20 km，东西宽约5 km，井田面积90.2 km2。井田范围由11 个拐点坐标依次连线圈定。矿区现用坐标与高程系统：平面采用1954 年北京坐标系，中央子午线111°00′。750 轨道巷、750 胶带巷贯通测量工程，贯通类型为两井（城庄沟主斜井、矿部行人斜井）间特大型、对向掘进巷道贯通，贯通巷道长度为12.1 km。

750 轨道巷、750 胶带巷贯通相遇点共有两个：（1）750 胶带巷贯通相遇点，位于二号煤仓东南方向的750 胶带巷内，距二号煤仓370 m 处；（2）750 轨道（检修）巷贯通相遇点，位于750 轨道（检修）巷，距750南翼一号辅运巷3号交叉点东南789 m处。贯通重要方向包括：（1）水平重要方向，坐标方位为67°19＇19″；（2）贯通巷道铅垂（高程）方向。现为精确两条巷道的水准、高程及坐标等，采用贯通测量技术得出两条巷道井下的坐标数据。

2 贯通测量技术

本次贯通测量技术主要包括地面控制测量成果检核测量、井下导线测量及陀螺定向测量等工作。本次测量作业采用1954 北京坐标系，高程 1985 国家高程基准[1-2]。

具体贯通测量过程如下：

（1）地面控制测量

根据现场踏勘确定，矿区平面控制网中保存完好的GNSS 网点有J001、J002、PGE1、PGE2 等四点，保存完好的高程点有PS01、PS02、PS03、J001、J002 五点。利用旧点构建贯通测量地面控制网：① 由位于J001、J002 和PGE1、PGE2 等四点构成贯通平面控制网（GNSS 网）；② J001、J002 和位于庞庞塔矿部井口附近的PS01、PS02 为原矿区高程控制网的一部分，直接用来做为本次贯通测量工程的高程控制网。

地面平面及高程控制网网图如图1 所示。同时为保障贯通平面控制网精度，在外业时，通过适当延长时段长度，进行加强型GPS（D 级）网观测[3-4]，执行的技术指标如表1 所示。

表1 GPS（D 级）网外业技术指标

图1 地面GPS 网图

外业观测数据及质量检核：

① 外业观测数据检核。检核参数计算：基线标准差表达式：

① 导线点位。7″级EDM 导线布设于项目部主井口近井点兼水准基点J001、J002 和庞庞塔煤矿矿部井口近井点PGE1、PGE2，水准基点PS01、PS02 间的地面及井下，共有导线点134 个，其中，地面连接段导线点2 个，井下永久点54 个。

② 导线形态。主干导线布设路线为PGE1/PGE2 →行人斜井→井下绕道→轨道暗斜井→南翼750 m 水平二号辅运巷→南翼一号、二号辅运巷交点→南翼一号辅助运输巷3 号交岔→750 m 水平南翼一号辅运巷连接段→二号煤仓分岔处→项目部主斜井→ J001/J002 间，单程长度12.1 km，复测长度24.2 km。并行导线由主干导线经五联巷→750 胶带巷→二号煤仓再度闭合于主干导线上，单程长度6.0 km，复测长度12.0 km，全部导线长36.2 km（复测长度）。全部导线平均边长115.716 m，最小边长23.876 m，最大边长276.927 m。如图2 所示。

图2 井下导线形态图

（3）陀螺定向

本次贯通测量导线加测陀螺边工作共测量陀螺边8 条，定向边为XH10-XH9，仪器常数测定边：ZC01-队部GPS 边；定向程序：3-2-2 或3-3-3；定向操作方法：逆转点法。具体陀螺定向成果精度评价过程如下。

① 辅助计算。仪器常数测定边地理方位角及定向边子午线收敛角计算成果如表2 所示。

表2 PGE2-PGE1 边地理方位角、子午线收敛角计算表

② 精度评定。井下定向边陀螺方位角一次测定中误差：采用理论公式分析计算井下定向边陀螺方位角一次测定中误差ma、井下定向边陀螺方位角平均值中误差M分别如下：

3 贯通测量成果

3.1 地面控制测量成果

根据贯通地面控制测量结果，能够得出贯通地面平面控制网GPS 点成果如表3 所示。

表3 贯通地面平面控制网成果表

3.2 导线测量成果

（1）成果精度。贯通后巷道偏差主要由井下导线测量误差产生，若以贯通最大横向偏差0.157 m的2 倍作导线全长闭合差，则导线相对误差可用公式计算。

① 导线全长闭合差f及相对闭合差分别为：

式中：

∑L-主干导线复测长度，∑L=24 200 m。

基于上述计算结果可知本次测量导线精度满足井下7″级导线精度要求。

② 主干导线共实测53 站，复测两次，按公式：

式中：

n-主干导线测站数，n=40；

N-主干导线测量次数，N=2；

△α-主干导线最末边两次测量方位角差，△α=-32″。

基于上式计算井下导线一次测角中误差。计算结果表明：井下导线测角中误差满足井下7″级导线精度要求。

（2）测量成果。根据贯通测量中导线测量结果，能够得出贯通测量导线测量成果如表4 所示。

表4 导线测量成果表

3.3 陀螺定向成果

根据贯通测量中陀螺定向的测量结果，能够得出贯通测量陀螺定向成果如表5 所示。

表5 贯通测量陀螺定向成果表

4 结论

根据750 轨道巷、750 胶带巷两条巷道贯通相遇的特征，贯通测量技术采用地面控制测量+井下导线测量+陀螺定向测量。基于各项测量标准，进行各项测量作业参数的设计，最终具体给出贯通测量GPS 点成果、导线测量成果及陀螺定向成果表，为矿井的建设发展提供数据支持。