煤矿切巷贯通测量技术的精度分析

梁学山

（陕西陕煤蒲白矿业公司煤矿运营公司，陕西 蒲城 715517）

黄陵煤矿2122 工作面在回采过程中，由于整个采区地质构造相对较多，对整个工作面回采带来了较大的影响，特别是在遇到断层问题时，出现了液压支架不能正常使用的问题。所以，从现场地质情况来看，需要进行开掘切巷，推动工作面顺利完成贯通。为更好提升整个巷道贯通精度，在巷道实现贯通之前，需要将切巷贯通的位置首先确定出来，从而更好的完成贯通工作。但是从实际来看，从当前的技术水平，若想实现对贯通点开展现场测量，整体较为困难，技术人员需要以原始数据为依据，对整个巷道开展探测掘进。从煤矿的实际情况出发，选择使用陀螺经纬仪、全站仪等技术手段，对本次巷道贯通过程中存在的问题实现了较好解决，整个工作面衔接更为畅通。

1 工程概况

从本次工作面的开采情况来看，设计采用的是综放开放的方式，煤层整体情况相对较好，平均厚度达到了5.8m，从煤层整体的掘进情况发现，在多个地段，煤层在底板上厚度整体出现了明显变化，整个巷道实际坡度也在很多方面出现了较大变化，工作面整体的布置情况见图1。

图1 工作面布置示意图

2 贯通测量技术选择

综采工作面在贯通测量的过程中，设计的贯通测量路线见图2 所示。在开展测量的过程中，对于坚强边本次选择使用陀螺定向边，对整个导线实现了有效平差的效果，在对导向进行具体测量时，选择使用三架法测量方式，在对高程开展测量时，本次设计采用三角高程、三架导线测量方法，完成井下高程测量[1]。

图2 本次贯通测量路线

本次在进行陀螺定向时，选择使用陀螺经纬仪，分别对井下、地面开展二次测回，从而掌握陀螺仪器常数。然后技术人员在切巷离窝头、定向边等布置陀螺边。根据我国对煤矿贯通测量的相关规定，在测量时，对于陀螺方位角在测量过程中的误差在±15″范围中，从本次巷道贯通测量的实际情况来看，误差在±5.6″。在对陀螺方位角进行测量时，根据相关的规定应当在±10″范围内，从本次具体的测量可得到，误差在±2.8″。从中可看出，选择使用陀螺定向技术的方式，可以得到规定精度的需要[2]。

通过对切巷开展多种技术的复合测量，本次测量导线选择使用7″导线。本次测量起算点设置在D1 位置，沿着D1 到S3的方位，当做是本次开展测量的起算方向，对于闭合方位，本次将L31→L32 作为方向，安排两组技术人员分别进行测量，从而得到L32 位置两次测量得到的坐标差，其中X 轴方向的差值为3mm，Y 轴方向的差值为13mm，因此，导线坐标闭合差的数值为13.3mm。在使用红外高程测量时，本次仍旧从D1 位置开展测量，安排两组技术人员进行测量，得到本次L32 点位置闭合差的大小是9mm，从测量得到的数据可知，本次测量得到的闭合差均满足了贯通测量对精度的相关要点。

对整个巷道高程进行测量时，对于导线本次设计为精度为7″的导线，在本次测量过程中，起算点设定为D1 点的位置，起算的方向本次设定为从D1→S3 的方向，然后对巷道进行全面的测量。在对闭合方位进行测量时，将L9→L10 作为具体的方位，从而可以得到方位角，根据得到的上述数据，可对平差进行计算，得到在本次测量的过程中，闭合差为16″。技术人员通过将导线进行全面延伸的方式，将导线延伸到L15，然后安排两组人员分别开展测量，得到X 轴35mm，Y 轴32mm，因此，根据计算本次坐标闭合差的大小为47mm。在对高程进行全面测量时，起算点的选择使用D1，仍旧设计采用两组人员分别开展测量的方式，从测量的结果可看出，得到的数值均满足闭合差的相关规定[3]。

3 误差分析

在全面分析基础资料的基础上，技术人员对本次巷道贯通测量过程中，贯通点的误差进行了全面的预计，根据相关的计算公式，可以得到在X 轴方向的误差是：

式中，Mxa 代表的是中误差、P 为常数，通常情况下选择为206，Ryo 代表的贯通相遇点和各导线起始点连接在Y 轴方向的投影。

从测量导线量边误差，所导致的相遇点在X 轴方向的误差可用如下公式进行计算：

式中，M1代表的是量边中误差，l 代表的是导线边长，a 代表的是导线边和X 轴之间所形成的夹角。根据上述计算结果，可以得到相遇点在X 轴方向上的预计中误差数值为：

技术人员在开展两次独立观测之后，可以得到平均值中误差的大小为：

4 贯通测量技术路线

本次贯通测量的技术路线见图3 所示。为了更好提升本次测量的精度，技术人员在测量的过程中，对气象数据进行了有效记录，然后结合实际，将这些数据全面融入到全站仪中，对于提升本次测量结果的精准度非常有效。在开展往返测量过程中，将闭合差有效控制在1/8000 的范围中。沿着巷道基本控制线，对整个巷道导线进行全面有效布置，技术人员本次在布置基本导线时，对间隔的长度进行了严格的控制，本次控制在了2km 的范围内，从而更好达到本次测量精准控制的标准[4]。

图3 贯通测量技术路线

5 贯通测量精度分析

在对本次进行精度分析的过程中，主要选择使用的依据是三角高程测量闭合差，具体的误差是：

式中，fh代表的是闭合差，R 是闭合导线长度，N 是闭合圈个数。通过本次对工作面贯通测量，D1为本次贯通测量的起算点，K 点是相遇点。在井下测量的过程中，需要将测量方案作为依据，选择使用红外三角高程测量、全站仪三架法及陀螺经纬仪等方法，对整个工作面贯通精度进行了全面剖析。根据相关规定，高程误差应当子啊0.2m 的范围内，水平误差应当在0.3m 的范围内，通过对本次测量误差全面校核的方式，得到高程误差在0.122m，在水平方向的误差为0.246m。在巷道全面完成贯通之后，得到了巷道整个高程误差为0.076m，在整个水平方向的误差为0.178m，技术人员结合上述数据及相关的公式，得到闭合差的情况为：到X 轴的数值为±0.14m，Y 轴的数值为±0.109m，Z 轴的书记为±0.022m，整个导线的长度为3068m，对于坐标方位角闭合精度在1/8000 的范围内。在贯通之后，从贯通的情况来看，整个贯通取得了较好的效果，整体的精度相对较高，可以满足掘进工作的需求，对于工作面出现了衔接不够顺畅的问题实现了较好解决，为整个工作面开采的安全性提供了关键保障[5]。

结束语

针对xx 煤矿出现的xx 工作面回采衔接不到位，而影响到正常回采的问题，通过对工作面进行贯通，选择使用多种测量方法，取得了较好的贯通效果。得到了如下结果：水平误差是+0.178m，整个导线的长度为3068m，对于坐标方位角闭合精度在1/8000 的范围内，同时，工作面回采距离为220m，测算回采率超过了85%，能够开采的煤炭储量超过了0.2Mt，利润整体超过了200 万元。此外，在贯通测量的过程中，技术人员应当注重从工程实际出发，科学利用各种贯通测量的设备，注重增强设备使用的效果，加大对施工人员的培训和提升，更好满足实际测量工作需求，从而更好保证贯通测量质量。