正善煤业2205工作面贯通测量方案设计及应用

白 斌

（汾西矿业正善煤业，山西 孝义 032300）

随着矿井大型机械化设备的推广应用，回采工作面圈定范围不断增大，甚至部分矿井回采巷道长度超过3 000 m，超前距离采煤工作面给巷道掘进、围岩支护以及贯通测量等工作开展带来新的挑战[1-3]。贯通测量会直接影响矿井煤炭开采效率，给巷道贯通带来一定影响[4-5]。文中以正善煤业2205工作面回采巷道贯通为工程背景，制定贯通测量方案并给出辅助测量及安全保障措施，采用的贯通测量方案满足了采面回采巷道高质量贯通需求。

1 贯通工程概况

2205工作面位于正善煤业井田南部，工作面南北布置，北邻皮带巷，切眼紧邻井田南部边界。2205工作面由材料巷、运输巷和切眼构成，巷道掘进总长度为3 813 m，其中2205材料巷、运输巷设计长度分别为1 870 m、1 753 m，采用综掘工艺施工，围岩采用锚网索支护；2205切眼设计长度190 m，采用综掘工艺施工，使用锚网索+单体支柱+π梁联合支护。2205工作面预计贯通导线总长度约4 050 m，属大型贯通。

2 贯通测量方案确定

根据《煤矿测量规程》该贯通属大型贯通，文中根据2205工作面贯通测量需求制定测量方案。

2.1 测量方案设计

根据以往的贯通测量经验，采用7″级导线测量可以满足贯通精度要求，本次贯通设计选用7″级导线施测。

利用现有巷道和待掘巷道分别在轨道巷、2203运输联巷、2205材料巷、2204材料联巷、2205运输巷及2205切眼布设测量导线，已有巷道按实际测量导线点，待掘巷道一般（平均）每90 m布设一点，贯通施测导线全长约4 050 m，预计共施测导线点50个。贯通点在2205材料巷与切眼交叉处，设贯通点为K点。

2.2 贯通测量方法

测量方法：7″级导线测角采用测回法，全站仪观测每半测回读一次水平角、平距（水平边长）和垂距。比较互差不超限，取其平均值为结果。

贯通测量使用TS06全站仪施测，在下井前明确贯通测量分工。后视者在后视点挂照明、垂球；前视者在前视找点（设点）、挂觇牌圆棱镜和照明，并量取前视高；观测者用灯语指挥前、后视者稳定垂球、照明，架设好仪器，量取仪器高，确定目标清晰；记录者帮助观测者安置仪器，认真记录。测角合格后再测平距（水平边长）和垂距，测量数据满足要求后，方可迁站。

根据巷道掘进情况及时测量导线并标定了中、腰线，安设激光指向仪，标设中线点间距不得小于5 m，队组施工应严格按照中、腰线（激光指向）施工。测站仪器对中时，垂球尖与镜上中心间偏差不大于1.5 mm，当测点处风速较大时，应采取挡风措施。

2.3 各项限差要求

根据《煤矿测量规程》，井下7″级导线水平角观测的作业要求见表1。

表1 7″级导线水平角观测要求

在测回观测时将度盘位置变换180/n（n为测回数）。具体观测限差要求见表2。

表2 7″经纬仪导线水平角的观测限差

贯通测量中边长、高差测量采用全站仪进行，每半测回测量1次，半测回间测距互差不大于±5 mm，高差互差不大于±5 mm；测回间距离互差不大于±5 mm，测回间高差互差不大于±5 mm。仪器记录数据为水平角、平距、高差。仪高和前视高分别丈量两次，互差不大于±3 mm，取平均值记录。

贯通点横向误差不得超过±0.5 m，纵向误差不做要求；2205工作面属沿导向层（2号煤层）贯通，故不估算高程误差。井下导线测角中误差mβ=±7″。

2.4 贯通测量误差预计

1）测角测距误差Mx，β预计：

式中：mβ为井下测角中误差，取7″；ρ为弧度，取206 265″；RY为K点与各导线点连线在Y轴上的投影长，由设计（AutoCAD）图上量取，∑RY2=70 703 784 m2。代入数据计算得Mx，p=0.285 4 m。

2）量边测距误差Mx1预计：

式中：mD为全站仪的测距误差，±（1.5 mm+2×10-6D）；α为导线各边与X轴间的夹角。边长D与α的取值见表3。代入数据计算得Mx1=0.015 377 8 m。

表3 D及α取值

3）中误差Mx，K预计：

2.5 贯通测量最终方案确定

井下导线测量要求复测，按照上述误差预计，则中误差为：

K点在X方向上预计误差取其两倍的中误差：

预计在K点X方向导线全长相对闭合差为：0.404/4 050=1/10 025，满足测量要求，精度较高。

2205工作面贯通测量采用7″级导线，独立施测两次，预计误差为±0.404 m小于0.5 m，未超过设计方案允许的贯通偏差值，满足生产和煤矿测量规程要求，达到设计目的，该测量设计可行。

3 贯通精度保障措施及安全技术措施

3.1 精度保障措施

1）强化原始数据核验，确保数据无误后方可使用。注意仪器使用时的棱镜常数选择。

2）在测量时应注重测量工作面可靠性，注重数据复核，在复测时尽可能换人，以便降低测量误差。

3）在测量期间适当采取精度保障措施，并注重测量过程中问题解决。对测量数据进行精度分析，确保各阶段测量精度均可满足测量方案要求；若测量精度不达标时，需重新测量。

4）测量数据标注时，应清晰、醒目标注测量标号；在测量过程中及时进行填图，并依据测量结果及时调整巷道掘进方位。

5）贯通巷道间的距离在剩余50 m前，测量人员应及时下发贯通测量通知单，通知有关部门，并制定贯通专项措施。

6）贯通前对停掘巷道头坐标进行测量，并核实其测量导线，调整巷道中、腰线，确保贯通准确。巷道贯通后测量贯通点实际偏差值，并联测两端导线、高程，计算闭合差，并编制贯通技术总结。

3.2 贯通安全技术措施

1）贯通前地测科应强化水文、地质构造、围岩性质等探测工作；通风科强化通风管理，并做好巷道贯通后通风系统调整准备工作。

2）贯通时，必须由专人在现场统一指挥，在巷道口布置警示标志、栅栏，风筒完好，瓦斯不超限，瓦斯浓度在允许范围内方可作业。

3）贯通后，停止工作面内一切作业，立即调整通风系统，并构筑、完善通风设施。当通风系统温度且瓦斯浓度在允许范围内，方可恢复采面内其他工作。地测科应当及时进行联测，检测巷道贯通后的实际偏差，并进行精度分析。

4 结论

1）2205工作面回采巷道贯通测量属于大型贯通测量，依据现场实际情况制定测量方案以及贯通测量保障措施对提高贯通测量效果具有重要意义。在巷道贯通测量时应严格遵循《煤矿安全规程》、《煤矿测量规程》等规范要求，对测量数据进行分析。

2）2205工作面回采巷道贯通现场应用实践表明，文中所提贯通测量方案及各类保障措施可满足现场测量需求，在贯通点X方向上预计误差为±0.404 m，可满足贯通测量精度需要。