贯通测量技术在煤矿测绘中的应用

刘兴伟

摘 要：针对传统贯通测量精度低、效率低的问题，以某矿一矿副井和三矿主井的贯通任务为例在分析该任务的基础上，结合贯通距离以及操作难易程度确定最佳贯通路线，并完成贯通操作中必需的关键贯通设备，最终对贯通测量中的高程和平面控制测量的精度保证提出要求。

关键词：贯通测量;GPS;全站仪;贯通距离;测量精度

引言

随着科学技术的迅速发展，贯通测量技术也在不断地丰富，如早期多数煤矿使用的光学仪器和钢尺量距受矿山地理环境的影响极大，而且测量精度低、耗时多、人力成本高，而近年来出现的全站仪、GPS等设备使得测量精度有了大幅度提高，不仅为测量工作者提高了极大的便利，还有效保障了煤矿的安全生产。本文以某矿山为例，提出了新型的贯通测量方案， 采用了防爆全站仪、GPS和激光指向仪，实验确定了最佳贯通点，计算了最佳贯通点在水平重要方向上的预计误差，并对该方案是否满足矿井贯通和隧道贯通最长距离要求进行了探讨，阐明了新方案的合理性和可靠性。

1 贯通测量的概述及原则

首先就井巷贯通而言，主要是指在煤矿井巷掘进工作中，采取同向或者对头掘进的方式，并且能够在预先设定的地点完成有效贯通，其关键在于贯通测量的精度。井巷贯通工作的开展，其优势在于能够提高矿井建设速度，也是提高煤矿效益的重要手段。面对复杂的井下采掘条件，较易在掘进过程中出现巷道破坏、形变等问题，而且潮湿、粉尘等问题增大了巷道测量的难度，所以要合理利用贯通测量的方法，为井巷贯通工作提供有效保障。同时，贯通测量需注意如下几方面：一是要结合贯通巷道工程的类型及特点，合理制定测量方案，并对误差范围作出明确的规定;二是要保证所用贯通测量仪器的精度;三是要尤为重视巷道中、腰线的标定及测量精度，还要结合掘进过程遇到的问题，按要求开展中腰线的检查及填图工作，通过适时调整来降低贯通测量误差;四是贯通后的偏差测量工作也是重要内容，还应对测量过程予以分析总结，找出贯通测量中存在不足[1]。

2 煤矿巷道贯測量的重要性

2.1 保证煤矿巷道安全作业开展

首先，提高煤矿巷道贯通测量的准确性，能保证煤矿巷道安全作业顺利开展。煤矿巷道贯通是煤矿巷道作业中的一种常见的施工情况，其主要指在施工的过程中进行两个或多个相向或者相同方向的掘进工作面设置分段掘进，在这个过程中需要严格要求在预定的地点进行相互结合。在开展工作的过程中，只有保证煤矿巷道贯通测量的准确性才能保证贯通作业顺利推进。尤其是在煤矿巷道贯通的过程中，如果贯通作业的位置地质情况复杂，那么在贯通测量的过程中对测量数据进行反复的核查，来保证测量的精确性。

2.2 提高煤矿巷道贯通测量的效率保证

煤矿巷道贯通测量的准确性能有效提高煤矿巷道贯通测量的效率。在煤矿巷道贯通测量的过程中，如果不能保证测量的精度，需要进行返工， 从而影响了煤矿巷道掘进工程顺利推进，因此需要通过保证煤矿巷道贯通测量的准确性来提高测量的效率，同时能有效避免因巷道掘进而导致施工被延误问题的发生[2]。

3 贯通测量技术在煤矿测绘中的应用

3.1 井下导线测量

井下导线测量按照《煤矿测量规程》中7″级控制导线的规定设置贯通测量控制导线，基于SET22D本安型防爆全站仪采用测回法测试角度，以悬挂棱镜作为参照物，测量水平角时需瞄准悬挂棱镜的线绳，而测量竖直角时需瞄准悬挂棱镜的中心，测角时水准气泡偏差控制在一格以内，以两次独立测量值的平均值为最终结果，测量时应严格遵守《煤矿安全规程》的相关规定。井下1635大巷按照《煤矿测量规程》中高程控制测量准则测试，每组水准点间往返各测一次，取往返测的平均值作为结果;井筒和井下斜巷按全站仪三角高程法的规定测试，以对向观测的方式。所有测量需在实验前对仪器进行校正，测试结果由两人分别计算，保证测量的准确性。

3.2 贯通偏差数值的测定

在煤矿井下巷道贯通测量技术项目中，贯通的允许偏差值要结合工程项目实际情况进行确定，并且要想达到相应的精度，就要结合具体问题进行具体分析，避免其产生较大的经济问题。因此，要在煤矿井下巷道贯通测量技术应用过程中，有效开展复测和复算。在不影响整体工程项目运行的情况下，只有偏差值控制在一定范围内，就能从根本上提高煤矿井下巷道贯通测量的稳定性和安全性。矿井内沿着导向开凿的水平巷道，其结构的腰线误差允许偏差值为0.2m;沿着导向开凿的倾斜巷道，其结构的中心线误差允许偏差值不得大于0.2m。同一个煤矿结构中开凿的水平巷道以及倾斜巷道中心线误差允许偏差值为0.3m，腰线误差允许偏差值不得大于0.2m[3]。

3.3 陀旋定向技术

在实际技术建立和运行过程中，要提高测定效果和测定实效性，水准支线施行双向测量的测量方法，取得的测量数值更为精准，双向测量法也能最大程度上减少误差，高程是测量工作的重中之重。在高程测量工作中一定要保证数值的准确性。陀旋定向技术在应用时，主要使用的是陀螺仪，不仅能有效对数据进行测定，也能将矿井下平面结构参数作为测评对象。（1）深井定向测量，利用陀螺仪还能辅助立井井筒的安装，测量的操作人员可运用陀螺仪测量矿井下的环境，测量人员可根据测量结果对矿井下的具体情况进行合理设计，设计好井筒的放置位置与钢梁的埋藏位置，能最大程度地提升工作效率。（2）控制井下平面，在巷道建成后可以运用陀螺仪对工程进行验收，在工程验收时可将陀螺仪对巷道的方位角进行测量。也就是说，整合定期检查测量机制的同时，要完善基本的填图工作，确保处理机制和运行参数分析的准确性。

3.4 中腰线一体测量

中腰线一体测量技术往往被运用于坡度较陡的巷道中，而且使用这种技术对巷道的长短有具体的要求，需要巷道短一些。中腰线一体测量技术的优势在于操作便利而且能够保证测量的准确度，在使用中腰线一体测量技术之前首先要找好备用井筒仓的上下中心位置，之后再确定中腰线的位置，确定中腰线位置的过程中需要运用到全站仪。此外，在施工的过程中还需要充分考虑实际环境的影响，例如天气、工作区域条件会影响到中腰线位置的测量，为了保证测量的准确性，需要事先完成周边环境的观测工作[4]。

3.5 利用全球定位系统

进行煤矿巷道贯通测量工作开展煤矿巷道贯通测量工作时还会运用到全球定位系统。全球定位系统的优势在于自动化，且具有较高的准确性， 因此被广泛运用于煤矿巷道贯通测量过程中，这种技术能有效提高测量精度，操作较为便利，因此在测量的过程中能大大降低员工的工作强度，提高工作的安全性和效率。

4 结束语

综上所述，在煤矿井下开采中，井巷贯通工程的实施，有助于开采进度及效益的提升，同时，也对贯通测量的精度提出较高要求。对测量人员来说，应当结合贯通工程特点及精度要求，合理选择贯通测量及误差估计的方法，还要高度注意巷道贯通后的误差分析工作，并进行技术总结，进而对后续贯通测量提供有效参考。

参考文献：

[1] 李忠海.煤矿井下巷道贯通测量误差预计与分析——以某矿4101大巷为例[J].中国化工易，2019，（2）：11.

[2] 吕文广，张琳.煤矿井下巷道贯通测量精度分析及技术方法研究[J].工业设计，2019，（3）：149-150.

[3] 孙金礼，陈杰.煤矿井下巷道贯通测量精度分析及技术方法[J].煤炭科学技术，2019，（6）：72，118-120.

[4] 袁会，连会青，韩永.煤矿两立井多巷道贯通测量方案及精度保证技术[J].煤矿开采，2019，（4）：20-22，38.