综采工作面贯通测量施工设计

薛晋玉

（晋能控股煤业集团四明山煤矿，山西高平048400）

1 概述

晋能控股煤业集团四明山煤矿9101工作面东部为副斜井大巷，北部为三条大巷，西部为未开拓区，南部为井田边界，与盖州煤业毗邻。9101 回风顺槽为半煤岩巷巷道，设计长为1229.936m，9101 运输顺槽为半煤岩巷，设计长为1170.441m，9101 开切眼为半煤岩巷，设计长210m。贯通导线沿贯通点K→9101 开切眼→9101运输顺槽→南翼辅运大巷→9101回风顺槽联络巷→9101 回风顺槽→K布设成闭合路线，导线全长2796.483m。目前9101 开切眼已施工到位，9101 回风顺槽已掘进1050m，距贯通点181m，为了保证巷道安全快速贯通，四明山煤矿通过技术研究，采取了一套合理有效贯通设计方案。

2 贯通测量方法

2.1 水平角观测方法及限差要求

9101回风顺槽采用宾得R-422NM全站仪进行水平角观测，在水平角观测过程中侧边长小于30m时，每个测站采用两个测回并进行两次仪器对中；当侧边长大于30m时，每个测站仅需一次测回一次对中即可；在水平角观测中必须满足在同一测回中半测回互差应不大于20″，亮测回互差应不大于15″，两次对中测回间互差应不大于30″。

2.2 竖直角观测方法及限差要求

在进行竖直角观测时与水平角观测同步进行，主要采用全站仪中丝对中正倒镜的方法进行观测，观测结果必须保证两测回间互差不得大于15″。

2.3 导线边长测量及限差要求

采用全站仪测距功能，对同一导线测距三次，测量完成后最终测量结果取三次测量结果的平均值。三次长度互差不大于3mm。

2.4 导线的延长

根据9101 回风顺槽实际掘进情况，决定采用全站仪进行开口放线标定，在放线过程中巷道延伸10m 左右时及时进行复查或重新标定中线，及时纠正偏差；当巷道掘进30m后在巷道中线后部安装激光指向仪进行中线标定；当巷道进行上山或下山掘进时，每掘进50m必须及时进行一次延线，在延线过程中测点必须固定在坚硬稳定顶板上，避免测点脱落、位移等现象。

3 贯通测量设计

3.1 坐标系统

（1）9101回风顺槽与切眼贯通点为K点，以垂直于9101回风顺槽的水平方向作为X轴，以9101回风顺槽中线竖直方向作为Y轴，建立假定坐标系统。则X轴表示贯通的水平重要方向，Y轴表示贯通的竖直方向。

（2）对于井下工作面贯通，贯通相遇点K在水平重要方向（假定的X轴）上的误差包括：测角误差、量边误差、定向误差和高程误差。

3.2 水平重要方向上的误差预计

井下测量中误差：mp=±15″，井下光电测距量边误差系数：A=5mm、B=5×10-6mm，RY为K点与各导线点连线在Y轴上的投影长；l为导线各边的边长；ml为光电测距的量边误差，ml=±（A+Bl）；α为导线各边与X轴间的夹角，具体计算方法如下：

测角误差引起K点在X轴上的误差MXβ=量边误差引起K点在X轴上的误差；K点在X轴方向上的预计中误差；K点在X轴方向上的预计贯通误差采用中误差的2倍MXK预=2·MXK。

3.3 竖直方向上的误差预计

贯通点K在竖直方向产生的误差主要由9101回风顺槽和9101切巷高程测量时产生误差叠加引起的按照三角高程测量的误差公式计算：

式中：Mh——巷道每千米高程测量产生的中误差，一般取±50mm/km；

L——进行三角高程测量时巷道总长度，km。

4 贯通测量注意事项及保障措施

4.1 注意事项

（1）在贯通前20m巷道每掘进5.0m必须进行一次导线延伸，准确标定巷道中腰线，保证巷道在水平及竖直方向的误差符合设计要求。

（2）严格按照测量标准要求，及时向矿各有关单位下达贯通通知书；巷道贯通后赢在贯通点处对测角、高程等误差井下计算并计算出设计偏差值，并贯通两侧巷道导线连接，并准确计算出各项闭合差。

（3）9101回风顺槽与切巷贯通后，及时对贯通时精度进行分析总结，并将总结报告与设计、内外业贯通测量资料一起保存，测量人员应及时绘制出巷道贯通后平剖面图。

4.2 保障措施

（1）在贯通测量前地测防治水部门应做好地测预报，实时掌握巷道贯通附近水文地质情况；技术科应根据巷道贯通前后顶板情况及时调整围岩支护设计，保证巷道贯通施工安全。

（2）为了保证贯通测量时测角、测距以及高程的精度，测量前必须对测量仪器进行仔细检查，由于巷道风流较大，为了防止风流对测量精度影响，必须采取合理有效的防风措施。

（3）为了防止顶板下沉、破碎导致测点发生位移现象，测点必须布置在坚硬顶板处，测点布置后必须准确记录测点标高。同时在重要测点处安装围岩位移监测仪，每天安排专人进行观察记录。

（4）在贯通测量前后必须对每一个测站数据必须进行复测，保证贯通测量数据准确性，合理利用平差一级短边增加测回数量等技术手段，降低测量误差。

（5）掘进队负责每班对照中线进行激光校准，巷道在中腰线延伸时必须由地测科技术人员负责，中腰线延伸后与前一次中腰线进行对照，确保中腰线延伸准确性。

5 结束语

四明山煤矿对9101工作面设计了一套合理有效的贯通方案，截止2020年8月13日9101回风顺槽与切眼已顺利贯通，通过实际应用效果来看，巷道贯通时水平方向误差明显小于±0.3m，竖直方向上的误差小于0.2m，误差在设计范围内，符合设计要求，由此可见该贯通设计方案满足巷道贯通需求，为其它类似采掘工作面贯通施工提供了有力实践依据。