掘进巷道测量误差分析及处理措施

闫志强

（西山煤电集团西曲矿，山西太原 030200）

1 概述

西曲矿28302回风顺槽位于井田三盘区，巷道北部为28302工作面，西部为983运输大巷，南部为28406工作面，东部为实煤区，巷道东西走向且以方位角160°布置。

28302回风顺槽设计掘进长度为1420m，巷道为矩形断面，设计巷道宽度为4.4m，高度为3.7m，巷道掘进煤层为山西组8#煤层，煤层平均厚度为4.20m，平均倾角为2°，煤层结构复杂，煤层内含3～5层夹矸，夹矸总厚度为0.8m，夹矸主要以砂质泥岩为主。28302回风顺槽沿8#煤层底板采用综合机械化掘进，截止2020年9月12日巷道已掘进420m，巷道掘进前期由地测科采用全站仪现场给线，28302回风顺槽掘进期间无坡度，巷道每掘进50m现场给定中线即可。

由于28302回风顺槽掘进期间巷道内粉尘浓度大、风速快以及设备布置数量多，空间有限，巷道在前期导线测量时误差率高，通过现场分析发现，巷道在310～420m段巷道导线延伸过程中出现误差，导致巷道掘进至410～420m段范围内，巷道进向左帮偏离中线实际控制位置，巷道超宽达1.5m,严重威胁着巷道安全掘进以及顺利贯通；通过技术研究分析了巷道掘进期间误差源，并采取了相应的预防措施。

2 巷道导线测量误差分析

2.1 外业测量误差

（1）仪器误差：由于测量人员责任心不强，在进行测量工作前未对测量仪器如全站仪、三脚架、棱镜等进行检查，导致测量过程中经常出现仪器误差影响测量结果，最常见的仪器误差主要包括视准轴误差等，仪器误差在测量工作中很难被发现，对测量结果影响最大。

（2）测点布设误差：由于28302回风顺槽沿煤层底板进行掘进，预留顶煤，且巷道周边存在采空区，受采空区残余应力以及巷道开挖应力影响，巷道顶板出现破碎现象，而测点布置在不稳定顶板中出现位移现象，导致测量时起始导线点测量数据存在误差，影响着整个测量结果。

（3）环境误差：28302回风顺槽在掘进过程中巷道内风速达2.6m/s，巷道粉尘浓度达87mg/m3，能见度不足15m，且巷道布置的机电设备、风水管路数量较多，造成在进行导线测量时仪器架设、对中整平等影响较大，从而导致测量结果出现误差。

（4）人为误差：在进行导线测量前测量人员未深入现场对已知导线点进行确认，出现导线点误用现象；测量人员在进行测量数据计算时，未对上一次测量数据进行核算，特别是对起始点数据进行复算，导致测量时误用导线点、导线点测量数据错误等现象严重，造成测量误差。

2.2 内页测量误差

（1）测量系统误差：测量系统误差对测量结果具有累计作用，系统误差主要存在于测量内业中，测量人员在对外业测量数据进行整理时，测量人员未严格按照规范要求进行计算或计算后未进行复算，导致单次测量出现误差，影响着整个测量结果精度。

（2）人员计算误差：在进行测量结果计算时，由于测量人员专业技术水平不足或责任心不强，在进行数据计算时计算方法错误，导致测量结果出现误差。

2.3 测量绘图误差

（1）矿图绘制不完整：测量人员在绘制矿图时，由于未深入现场，对巷道周边采掘巷道布置、通风设施以及硐室布置位置、数量等掌握不到位，造成在进行绘图时采掘工程缺失现象严重。

（2）矿图绘制精度低：测量人员在进行绘制井下巷道空间位置时，随意性大，未对井下巷道布置坐标与地面建筑坐标进行对比，导致巷道绘制后与井上下对照误差大，不具有参考价值。

（3）矿图绘制时效性差：根据测量规范要求井下测量后应及时对矿图进行绘制，及时绘制巷道掘进位置、周边采掘工作面施工进度等，而实际在进行矿山测量工作后，测量人员未及时对矿图进行绘制，矿图绘制时效性差，无法及时反映井下采掘工作面的进度情况。

3 测量误差预防措施

为了保证28302回风顺槽后期安全掘进，降低测量事故率，决定从仪器管理维护、测量方法优化、测点布设等几方面着手采取合理有效的预防措施。

（1）加强测量仪器检修维护力度：测量仪器入井前测量人员必须仔细检查仪器完好情况，对于精密测量仪器必须对其精密度进行校准；在井下测量过程中测量人员应对仪器采取特殊保护措施，防止巷道内煤矸跌落或铁器碰撞损坏仪器，发现仪器损坏时必须及时更换，降低因测量仪器故障导致测量误差；煤矿井下应建立测量仪器临时维修站，若在测量过程中仪器出现故障后可及时进行维修，从而提高测量效率。

（2）新型测量仪器投入使用：为了解决传统测量仪器在井下导线测量时，受施工环境以及施工工艺等影响，导致测量效率低、误差大等技术难题，在井下导线测量时可采用GPS代替传统的全站仪、经纬仪，从而降低导线测量工作劳动作业强度，提高工作效率；同时为了减少测量内业工作量，可采用计算机技术在内业整理以及矿图绘制中应用。

（3）优化测量方法：由于井下光线差、能见度低、通视性差，井下测点数量多，采用传统方法进行导线测量时不仅测量仪器对中整平次数多、工序繁琐、劳动作业量大，而且一旦出现一个站点出现误差，会导致整个测量结果出现误差，不利于井下测量工作高效快速开展；所以可对传统井下导线测量方法进行优化，可采用三角架法进行导线测量，减少整平对中次数，避免仪器对中误差；同时当巷道与切巷贯通时采用定向放样与贯通测量以及高程测量与控制测量相结合的方法，提高贯通测量精度。

（4）加强导线测量精度：在进行井下导线测量前，应先深入现场对起始导线点进行标定，并其位置坐标进行复算，若导线点出现位移，必须重新测得导线点坐标；导线点测量过程中应采用双测回法，每个测点数据必须记录准确，导线测量工作完成后，测量人员必须进行一次数据核算。

（5）提高内业作业效率：为了提高测量内业精度、降低内业整理作业强度，在进行内业数据整理时由2人负责，并将整理结果进行对比分析，确保测量数据准确无误，若出现误差时必须对测点进行补测；在进行矿图绘制时测量人员必须深入现场准确掌握巷道四邻关系，收集井下实时动态信息，从而提高绘图效率及准确度。

4 结束语

通过对28302回风顺槽前期掘进过程中井下导线测量误差井下合理分析，并根据实际生产情况采取了预防措施，截止2021年1月28302回风顺槽已掘进到位且与28302切巷贯通，采取预防措施后巷道在后期掘进时巷道中线最大偏差为0.4m，巷道与切巷贯通位置与设计位置偏差不足0.2m，取得了显著应用成效。