巷道貫通測(cè)量方案設(shè)計(jì)及精度控制研究

王增祥，田旭升

（赤峰柴胡欄子黃金礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

在實(shí)際的礦山生產(chǎn)過(guò)程中，巷道貫通測(cè)量工作對(duì)于確保井下的生產(chǎn)安全和作業(yè)效率具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。為了確保巷道能夠順利的貫通，就要對(duì)井下情況進(jìn)行充分的了解，并制定有針對(duì)性的測(cè)量方案和精度控制措施，但是在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程中，誤差會(huì)不斷的進(jìn)行積累，當(dāng)其積累到一定程度后，就會(huì)引起測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)較大的偏差，進(jìn)而會(huì)給巷道貫通造成不利影響。因此，通過(guò)對(duì)巷道貫通測(cè)量方案和測(cè)量技術(shù)方法進(jìn)行深入的分析研究，并結(jié)合巷道貫通的特點(diǎn)，采取系統(tǒng)全面的控制措施，確保巷道能夠順利的貫通。

1 巷道貫通測(cè)量的意義

1.1 保證進(jìn)度及節(jié)約成本

在巷道貫通施工過(guò)程中，測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)于巷道長(zhǎng)度具有決定性的影響，只有確保測(cè)量數(shù)據(jù)具有足夠的精度，才能將多余的巷道挖掘控制在合理范圍內(nèi)，進(jìn)而加快巷道的掘進(jìn)速度，從而實(shí)現(xiàn)縮短巷道建設(shè)周期的目的。同時(shí)，通過(guò)精確地巷道測(cè)量，能夠避免不必要的巷道掘進(jìn)工作，進(jìn)而最大限度的降低掘進(jìn)成本，為施工企業(yè)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益，因此，在巷道施工過(guò)程中，要充分重視巷道測(cè)量工作。

1.2 確保施工安全

在礦井施工過(guò)程中，巷道的貫通測(cè)量直接影響著工程施工的順利實(shí)施和安全保障。當(dāng)巷道測(cè)量數(shù)據(jù)的精度較低時(shí)，也就無(wú)法滿足巷道的對(duì)接需求，進(jìn)而影響巷道之間的順利對(duì)接，這就會(huì)增加巷道施工的危險(xiǎn)性，給安全施工帶來(lái)不小的安全隱患。

2 巷道貫通測(cè)量方案設(shè)計(jì)

2.1 測(cè)量方案設(shè)計(jì)

在進(jìn)行巷道測(cè)量方案的設(shè)計(jì)之前，施工的技術(shù)人員要對(duì)井下的地質(zhì)情況進(jìn)行系統(tǒng)全面的調(diào)查研究，尤其是對(duì)測(cè)量方案具有重要的影響的地質(zhì)情況更要引起充分的關(guān)注。在充分了解地質(zhì)情況的基礎(chǔ)上，再對(duì)能夠使用的測(cè)量?jī)x器進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，選用其中測(cè)量精度較高的儀器，淘汰測(cè)量精度低的儀器。然后，再根據(jù)巷道貫通的特點(diǎn)，進(jìn)行測(cè)量方案的設(shè)計(jì)。

2.2 測(cè)量誤差預(yù)計(jì)

在實(shí)際的巷道測(cè)量過(guò)程中，會(huì)受到多種不利因素的影響，這就會(huì)給巷道測(cè)量帶來(lái)不同程度的誤差，進(jìn)而降低測(cè)量數(shù)據(jù)的精度。為了能夠有效的應(yīng)對(duì)測(cè)量誤差，測(cè)量的技術(shù)人員要對(duì)影響測(cè)量的不利因素進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃、合理分析，進(jìn)而能夠?qū)y(cè)量誤差進(jìn)行初步的判斷，并制定相應(yīng)的改善措施，進(jìn)而能夠?qū)y(cè)量誤差控制在合理范圍內(nèi)，避免其對(duì)測(cè)量工作造成嚴(yán)重的影響，從而確保測(cè)量工作的順利實(shí)施，為巷道貫通提供科學(xué)合理的數(shù)據(jù)支持。

3 巷道貫通測(cè)量技術(shù)方法探究

3.1 貫通測(cè)量勘查技術(shù)

從上述對(duì)礦山井下巷道貫通測(cè)量精度的分析可以看出，貫通測(cè)量精度受多方面因素影響，需要采用先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)方法，為測(cè)量精度提供保障。而且巷道貫通測(cè)量對(duì)整個(gè)井下作業(yè)影響重大，必須確保其測(cè)量精度符合要求。通過(guò)貫通測(cè)量勘查技術(shù)能夠?qū)π枰M(jìn)行勘察的內(nèi)容進(jìn)行明確，進(jìn)而就能對(duì)測(cè)量技術(shù)方案進(jìn)行系統(tǒng)全面的規(guī)劃，確保所選用的測(cè)量方法能夠滿足實(shí)際的測(cè)量需求。在實(shí)際的巷道測(cè)量勘查過(guò)程中，其中的高程測(cè)量是整個(gè)勘察工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)，在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程中要予以充分的關(guān)注。在井下測(cè)量過(guò)程中，由于其通視條件較差，其測(cè)量位置通常設(shè)置在頂板位置處，水準(zhǔn)尺在進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中需要進(jìn)行倒立放置。當(dāng)采用以上的測(cè)量方法時(shí)，獲取相應(yīng)的讀數(shù)后，就需要將負(fù)值帶入到公式中進(jìn)行進(jìn)一步的計(jì)算。

3.2 陀螺定向技術(shù)

運(yùn)用陀螺定向技術(shù)進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，不會(huì)受到礦井深度的影響，這就有助于確保測(cè)量精度，尤其適用于貫通導(dǎo)線較長(zhǎng)的巷道測(cè)量，通過(guò)運(yùn)用轉(zhuǎn)化復(fù)合導(dǎo)線進(jìn)行測(cè)量，就能有效規(guī)避終點(diǎn)測(cè)量過(guò)程中的誤差。當(dāng)前陀螺定向技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于巷道測(cè)量工作中，具體應(yīng)用如下所示：

（1）深井定向測(cè)量，為了避免受到井深和測(cè)量溫度的不利影響，采用陀螺測(cè)量技術(shù)替代傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)，就能確保貫通測(cè)量精度；

（2）控制井下平面，井下平面的穩(wěn)固性是巷道能夠進(jìn)行順利挖掘的關(guān)鍵所在，通過(guò)將陀螺定向技術(shù)與導(dǎo)線指示進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，就能在一定程度上提高巷道掘進(jìn)在方向和長(zhǎng)度上的精度，進(jìn)而確保巷道的順利貫通；

（3）井筒安裝，在礦井下巷道作業(yè)中，可以使用陀螺儀輔助井筒安裝，快速測(cè)定井下幾點(diǎn)，幫助工作人員掌握井底情況，應(yīng)用陀螺定向測(cè)量技術(shù)可以確保井筒安裝位置準(zhǔn)確。

3.3 中腰線一體測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

在井下巷道的施工過(guò)程中，難免會(huì)遇到傾斜度較大的巷道施工，這就會(huì)給巷道的安全施工帶來(lái)不小的安全隱患，巷道通風(fēng)和運(yùn)輸都會(huì)受到嚴(yán)重的影響。相較于其他類型的巷道貫通施工而言，由于急傾斜巷道所具有的坡度非常大，其施工難度非常大，為了確保巷道貫通施工的安全順利實(shí)施，可以采用中腰線一體測(cè)量技術(shù)。通過(guò)采用該技術(shù)就能提高巷道的防線定位精度，為防線的合理設(shè)置提供數(shù)據(jù)支持，同時(shí)還能輔助貫通測(cè)量確定井筒倉(cāng)的準(zhǔn)確位置，進(jìn)而為井下的安全施工提供可靠保障。

3.4 新貫通測(cè)量技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了越來(lái)越多的巷道貫通測(cè)量新技術(shù)，當(dāng)前比較常用的主要有：

（1）全站儀測(cè)量技術(shù)，采用功能強(qiáng)大的全站儀，充分發(fā)揮其三維測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)，進(jìn)而提高巷道的測(cè)量精度，并且全站儀具有高度的自動(dòng)化，能夠最大限度的降低人工測(cè)量誤差；

（2）全球定位技術(shù)，該技術(shù)在巷道貫通過(guò)程中，主要用于控制網(wǎng)的構(gòu)建工作中，通過(guò)對(duì)巷道貫通施工進(jìn)行全過(guò)程的監(jiān)控，就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的風(fēng)險(xiǎn)因素，并采取有效的控制措施，進(jìn)而確保巷道貫通施工的順利實(shí)施；

（3）三維激光技術(shù)，該技術(shù)能夠有效擴(kuò)大貫通測(cè)量范圍，提高測(cè)量精度，為巷道貫通施工提供技術(shù)支持。

4 工程應(yīng)用

赤峰柴礦公司為有效解決3#盲豎井+620m水平與新探礦豎井之間通風(fēng)、運(yùn)輸、排水等問(wèn)題，提高生產(chǎn)效率，決定在+620m水平施工一條運(yùn)輸大巷。貫通巷道全長(zhǎng)1225m，屬于兩井雙向大型貫通，共布設(shè)28個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)。在預(yù)定貫通地點(diǎn)貫通，其水平方向誤差10cm，高程方向誤差8cm，遠(yuǎn)小于測(cè)量規(guī)范要求（貫通水平方向誤差50cm，高程方向誤差20cm的要求）。

新探礦豎井井口標(biāo)高+938m水平，井筒凈直徑5.5m，共計(jì)20個(gè)中段。每個(gè)中段設(shè)計(jì)馬頭門5m，車場(chǎng)平巷15m，出車方位角225°。由于新探礦豎井正在井建過(guò)程中，沒(méi)有進(jìn)行裝配，聯(lián)系測(cè)量困難且存在巨大安全隱患，為了不影響工程進(jìn)度和兩井正常貫通，除了井筒中心線外，又在馬頭門側(cè)225°方向加放了一條邊線（碳素鋼絲），采用瞄直法指導(dǎo)掘進(jìn)工程。近井點(diǎn)采用10″小三角高程法測(cè)量，水平角采用三個(gè)測(cè)回，高程采用三絲法觀測(cè)。

在3#盲豎井與新探礦豎井+620m水平貫通巷道設(shè)計(jì)會(huì)審?fù)ㄟ^(guò)后，為了提高測(cè)量精度，確保貫通準(zhǔn)確無(wú)誤，測(cè)量人員在作出貫通誤差預(yù)計(jì)后，制定兩套貫通方案。

方案一：采用Ⅱ級(jí)導(dǎo)線測(cè)角左右角各一測(cè)回，全圓平差計(jì)算，2c值限制在18″以內(nèi)，邊長(zhǎng)采用全站儀前后視正倒鏡兩次觀測(cè)，其誤差不大于3mm，高程采用全站儀三角高程觀測(cè)。在3#盲豎井+620水平馬頭門處加測(cè)一條陀螺邊。

方案二：采用Ⅰ級(jí)導(dǎo)線往返測(cè)量，水平角采用左右角各兩個(gè)測(cè)回，2c值限制在12″以內(nèi)，邊長(zhǎng)采用全站儀前后視正倒鏡4次觀測(cè)，其誤差小于3mm，高程采用水準(zhǔn)儀往返觀測(cè)，高程閉合差符合測(cè)量規(guī)范要求。本著集團(tuán)“降本增效”的運(yùn)營(yíng)理念，在保證精度及貫通效果的前提下選擇最為經(jīng)濟(jì)的方案二作為最終貫通測(cè)量方案。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，為了確保巷道貫通施工的安全順利實(shí)施，就要結(jié)合井下的實(shí)際情況，制定有針對(duì)性的測(cè)量方案，進(jìn)而能夠?yàn)樨炌ㄊ┕ぬ峁└呔鹊臏y(cè)量數(shù)據(jù)，從而促進(jìn)巷道貫通施工技術(shù)水平的不斷提高。