探討煤礦切巷貫通測量技術(shù)精度
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摘要：針對云岡礦8623工作面銜接不好，無法正?；夭傻膯栴}，將8623工作面與5623-1、2623-2工作面進行貫通。根據(jù)采區(qū)的地質(zhì)概況，選擇相應(yīng)的貫通測量技術(shù)，并對測量中的誤差進行分析。得到相遇點在X軸方向上的預(yù)計誤差值，進一步確定貫通測量的技術(shù)路線，并對貫通測量技術(shù)的精度進行分析，結(jié)果表明：貫通后的閉合差均在規(guī)程要求范圍內(nèi)，貫通效果較好，解決了工作面銜接不好的問題。在貫通后工作面回采距離為220m，回采率高達85%，可采煤0.2Mt，創(chuàng)造利潤200萬元。
關(guān)鍵詞：切巷；貫通測量；預(yù)計誤差
云岡礦12#煤層406盤區(qū)8623工作面回采時，由于采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造影響，在過斷層時，液壓支架無法正常工作。因此，需要在506-7南部，距離268.5m處進行開掘切巷，與5623-1和2623-2工作面貫通[1]。為了提高切巷貫通的精度，巷道與切巷貫通之前，要先確定切巷貫通的坐標位置，為貫通工程提供依據(jù)。而在實際工作中，無法對切巷貫通點的位置進行現(xiàn)場測量，只能在原始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對巷道進行探測掘進。根據(jù)礦井條件，采用陀螺經(jīng)緯儀及全站儀三架導(dǎo)線測量等技術(shù)，有效地解決了切巷與巷道的貫通，解決了工作面銜接不好的問題。
1工程概況
8623工作面屬于低位放頂煤工作面，煤炭儲存量大，煤層較穩(wěn)定，沒有夾矸；煤層平均厚度為5.8m，平均傾角為1°；工作面面長為1470m。在巷道掘進時，由于煤層底板厚度出現(xiàn)變化，導(dǎo)致巷道坡度隨之發(fā)生變化。8623工作面的布置見圖1。
2貫通測量技術(shù)選擇及誤差分析
8623工作面的井下貫通測量路線見圖2。測量時加測陀螺定向邊作為堅強邊，采用陀螺定向技術(shù)[2]，實現(xiàn)對導(dǎo)線的整體平差。在井下導(dǎo)線測量中，采用7″級全站儀三架法測量技術(shù)。在井下高程測量中，采用紅外三角高程測量與全站儀三架導(dǎo)線測量相結(jié)合的測量技術(shù)。
2.1貫通測量技術(shù)選擇
陀螺定向技術(shù)中使用瑞士的陀螺經(jīng)緯儀，對地面和井下分別進行二次測回，得到陀螺儀器常數(shù)。分別在已知定向邊、8623切巷離窩頭最近的一側(cè)以及5623-1巷道離窩頭最近的一側(cè)布置陀螺邊D1—S3、L31—L32、L14—L15。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，在一次測回測量中，陀螺的方位角中誤差應(yīng)為±15″，而實際測量出的中誤差為±4.4″；陀螺方位角平均值的中誤差應(yīng)為±10″，而實際測量出的中誤差為±1.6″。可見，采用陀螺定向技術(shù)能達到所需要的精度要求。對8623切巷進行井下導(dǎo)線測量和紅外高程測量，采用全站儀三架法導(dǎo)線測量技術(shù)，測量的導(dǎo)線選擇7″級導(dǎo)線。在切巷一側(cè)貫通導(dǎo)線，起算點設(shè)在D1處，沿D1—S3的方位作為起算方位進行測量，以陀螺邊L31—L32的方位作為閉合方位，進行獨立導(dǎo)線測量兩次，求L32點的兩次測量的坐標差，得出ΔX為3mm，ΔY為13mm，則導(dǎo)線坐標的閉合差為13.3mm。進行紅外高程測量時，同樣將起算點設(shè)在D1處，獨立導(dǎo)線測量兩次，得到L32點處紅外高程測量的閉合差為9mm，兩者均符合導(dǎo)線測量中對閉合差的精度要求。對5623-1巷道進行井下導(dǎo)線測量和紅外高程測量。測量的導(dǎo)線選擇7″級導(dǎo)線，起算點設(shè)在D1處，沿D1—S3的方位作為起算方位進行測量，以陀螺邊L9—L10的方位作為閉合方位，對方位角進行平差，得到方位角的閉合差為16″。繼續(xù)延伸導(dǎo)線至L15，進行兩次獨立測量，得到L15兩次測量的坐標差ΔX為35mm，ΔY為32mm，則導(dǎo)線坐標的閉合差為47mm。進行紅外高程測量時，同樣將起算點設(shè)在D1處，獨立導(dǎo)線測量兩次，得到L15點處紅外高程測量的閉合差為12mm，兩者均符合導(dǎo)線測量中對閉合差的精度要求。
2.2貫通測量誤差分析
根據(jù)測量的實際情況及原始數(shù)據(jù)資料，對貫通測量相遇點進行誤差預(yù)計。根據(jù)終點誤差預(yù)計公式，得到由陀螺定向誤差所引起的相遇點在X軸方向上的誤差[3]為：式中：MXα為陀螺定向中誤差；ρ為常數(shù)，一般取206265；RY0為相遇點與各導(dǎo)線起始點連接在Y軸上的投影長。根據(jù)測量導(dǎo)線量邊誤差所引起的相遇點在X軸方向上的誤差為：式中：ml為量邊中誤差；l為各邊導(dǎo)線的邊長；α為導(dǎo)線邊與X軸之間的夾角。得到相遇點在X軸方向上的預(yù)計中誤差為：在進行兩次獨立觀測后，得到平均值中誤差為：則，相遇點在X軸方向上的預(yù)計誤差為：
3貫通測量技術(shù)路線及精度分析
3.1貫通測量技術(shù)路線
進行貫通測量的技術(shù)路線見圖3[4]。在貫通測量過程中，注意對氣象讀數(shù)進行記錄，并及時輸入到全站儀中，將氣象參數(shù)及時改正。對同一邊長進行往返觀測時，坐標方位角閉合差要小于1/8000；沿8623巷道布置基本控制導(dǎo)線，沿采區(qū)的上、下山以及中間和運輸巷道進行布置；對井下進行基本導(dǎo)線布置時，每段要間隔1.5～2.0km，以滿足定向精度要求。
3.2精度分析
以三角高程測量的閉合差作為精度分析的依據(jù)，得到每千米三角高程測量中誤差為：式中：fh為閉合差，R為閉合導(dǎo)線長度，N為閉合圈個數(shù)。通過對8623工作面的貫通測量，以D1為起算點，一面到8623工作面，一面到5623-1工作面，最終相遇在K點。在進行井下測量時，根據(jù)貫通測量方案，采用陀螺經(jīng)緯儀、全站儀三架法以及紅外三角高程測量方法，對工作面的貫通精度進行分析?！?a href="http://www.mug-factory.cn/lunwen/mkjxlw/158269.html" target="_blank">煤礦測量規(guī)程》中要求允許的高程誤差應(yīng)小于0.2m，水平誤差應(yīng)小于0.3m。通過誤差計算得到貫通預(yù)計的高程誤差為±0.122m，水平誤差為±0.246m，在實際貫通后，測得實際高程誤差為+0.076m，水平誤差為+0.178m，進行閉合差計算，得到fx=±0.140m，fy=±0.109m，fz=±0.022m，導(dǎo)線全長3063m，坐標方位角閉合精度小于1/8000。貫通后的效果較為理想，貫通精度較高，能高效地完成掘進工作，有效地緩解了工作面銜接不好的缺陷，為工作面安全回采奠定基礎(chǔ)。
4結(jié)語
針對云岡礦8623工作面銜接不好，無法正常回采的問題，將8623工作面與5623-1、2623-2工作面進行貫通。采用陀螺經(jīng)緯儀、全站儀三架法以及紅外三角高程相結(jié)合的測量方法，得到結(jié)果如下：1）貫通后的實際高程誤差為+0.076m，水平誤差為+0.178m，導(dǎo)線全長3063m，坐標方位角閉合差小于1/8000，在貫通允許的誤差范圍內(nèi)。2）貫通后工作面的回采距離為220m，回采率高達85%，可采煤0.2Mt，創(chuàng)造利潤200萬元，經(jīng)濟效益明顯。
參考文獻：
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［3］張敬書，唐振偉.鶴煤六礦井下大巷貫通測量方法與精度分析［J］.煤炭科技，2018：38-39，43．
［4］王建平.天安隆東煤礦貫通測量的實踐應(yīng)用［J］.山東煤炭科技，2018（7）：166-168.
作者：黃紅龍 單位：山西省同煤集團云崗礦地質(zhì)測量科
