大型矿井巷道贯通测量方法与误差的研究.pdf

231综述引言现实中的煤矿作业环境复杂，想要确保开采的合理性，需沿着特定方向和位置进行掘进，而想要实现这一作业目标，就要提升巷道贯通测量的精准性，借此为开采提供技术保障。贯通测量的最终目标是借助先进手段确保巷道在贯通点可以精准控制误差，为开采作业规划出一定的线路，规避开采线路偏移的情况。实际工作中，测量误差难以全面避免，想要提高开采的精度，需实施有效的误差控制方法，促使井巷工程能够顺利进行。一、贯通测量的技术介绍巷道贯通在矿井作业中至关重要，属于开采的前提条件。主要是采用多个掘进工作（相向和同向掘进工作）对巷道实施分段掘进，在核心技术保障下确保巷道掘进达到技术指标要求，完成多个位置的贯通。技术应用中，煤矿开采要落实好贯通测量，如果贯通测量的质量不能有效保障，将会严重弱化井巷作业效果，甚至诱发安全事故。煤矿生产的特殊性较强，所以实际的贯通测量技术应用相对复杂，相关的测量人员需明确技术应用规范，合理规避测量操作不当的行为，提升巷道贯通的有效性，同时精准控制贯通测量误差，降低煤矿开采作业风险性。需要强调的是，贯通测量过程中，想要达成理想的质量目标，需始终坚持以下标准：首先，合理控制贯通精度。在确定贯通测量方案阶段，要确保贯通达到一定的精度要求。实践表明，过高或过低的精度都会影响贯通测量的效果，所以必须保障贯通测量的精度在合理范畴。其次，开展客观的检查。现实中，已经完成的测量工作和计算任务，都要经过严格检查，借助科学的校核，确保贯通施工的合理性，有效规避计算误差，为后续的矿井施工作业提供重要参考。二、贯通测量的具体方法1.地面测量在实施煤矿巷井作业期间，贯通测量是重要技术手段，也是核心的保障。现实技术应用中，为保障贯通测量的有效性和精确度，要加强测量人员的培训与技术管理，确保贯通测量时可以达到贯通测量的标准，为后续施工作业提供数据参考。实施贯通测量期间，要利用三角高程法获取相关的数据，同时还要辅助全站仪。从现有经验了解到，在矿井巷道开始实施有效的贯通测量前，要科学设计矿井控制点，在此前提下让地面导线摆放正确，落实好相关工作后对矿井区地面导线实施分析与设计，通过CAD软件来制图，完善煤矿开采线路，保障贯通的精确性。2.井下测量井下测量同样是较为常见的测量方法，属于矿井巷道贯通测量的核心技术内容，这种测量方式非常近似于地面测量，其主要区别是测量时采用的设备不同。结合测量经验可知，在井下测量中最为常用的仪器是Topcon GTS-315S仪器，该仪器设备可以保障在整个测量过程中获得极高的精度，同时在完成测量任务后还可以独立进行观测，检验测量结果的同时，有效提高测量精度。3.联系测量结合现实经验可知，在测量实践中，应用几何定向测量法需要考虑测量技术与整个井筒的关联性。应用几何定向法，需要辅助大量的设备，并且整个过程中人力与物力等资源投入相对较大，组织管理的难度系数高，稍有不慎便会影响煤矿企业的效益。为减少测量过程的隐患，可借助全站仪定位，保障定向的精确性。但需要注意的是，全站仪使用需充分考虑环境条件，测量点在选择期间应该有良好的视野，同时尽可能避免有遮挡物大型矿井巷道贯通测量方法与误差的研究温荣刚贵州能源集团山脚树矿【摘要】结合现实工作可知，煤矿企业生产阶段实施巷道贯通是重要的技术手段，也是确保开采顺利完成的关键。实践环节中，为提升巷道贯通的有效性以及科学性，需落实好贯通测量等工作，借助可靠的贯通测量方法，合理控制测量误差，为矿井巷道贯通夯实基础。煤矿井下作业环境较为复杂，井下作业的特殊性较强，想要完成精准的贯通测量存在一定的技术难度。基于此，将以实际项目为例，分析优质的矿井巷道贯通测量方法和应用技巧，借此合理控制误差，提高整体作业质量和效率，为今后的煤矿巷道作业提供有益借鉴。【关键词】误差控制；矿井巷道；技术应用；贯通测量【DOI】10.12316/j.issn.1674-0831.2023.17.077232综述以及测量光线较弱的情况。同时，确保所选择测量点的稳定性，要避免风力过大等因素影响，借助这样的方式，有效规避全站仪的测量误差，提高开采有效性。三、贯通测量的误差控制1.有效提升地表测量精度结合现实经验可知，矿井巷道贯通测量中，想要保障测量的精度，须开展相对灵活的地面网布设。通过对比发现，地面网布设的便捷性比较好，观测环境条件比较理想，可合理控制地表网精度。在地表网型设计中，为达到理想的效果，要结合具体的测量场景选用最佳的平面控制网，如三角网、边角网以及核心的GPS控制网等。具体应用中，可单一使用某种控制网，也可将多种控制网组合，借此提高测量精度。地表高程控制网作用显著，多选用的是水准网，项目施工中如果贯通工程规模小，并且贯通测量的精度要求较低，此时可以优先选择三角高程测量技术，合理达到技术应用预期效果。2.科学调节井下控制网精度巷道贯通测量过程中涉及因素较多，井巷工程的线型条件至关重要，会对测量产生影响。基于这样的前提，井下控制网在布设过程中，应该多以导线网为主，同时结合井巷工程的延伸方向完成相关的控制点布设，借此确保布设效果，避免出现长短边现象。值得强调的是，在实际测量过程中，为达到贯通测量的技术指标要求，实操中需要结合测绘法完成相关角度的测量，在此基础上对向观测距离。研究发现，每站至少要观测两次，借此保障观测有效性。井下高程导入时，通常情况下要开展多次的水准测量，才能明确测量的精度。3.合理提高联系测量精度联系测量的应用可极大程度保障测量精度，提升贯通测量技术的有效性。在具体的测量工作中，可通过竖井定向完成坐标体系的建立，建立地表与井下指标一致的坐标高程系统，在此前提下保障贯通作业合理实施。现实中一些煤矿开采项目较为特殊，需采用两井定向，借此确保开采路线。研究发现，在复杂的开采地形中，如果采用一井定向技术方案，要结合实际的情况进行测量方法的选择，调整和优化定向技术手段，借此有效控制测量误差，将误差限制在合理范围，通过以上的方式，使得竖井定向精度达到要求，为后续的煤矿巷道贯通施工提供保障。四、贯通测量技术的具体应用1.工程案例分析某煤矿规模较大，其副井和南风井符合开采条件，需要进行贯通测量。该煤矿的副井是原本就有的，而南风井是新挖掘的开采井，有800m深。本次施工技术要求是实现副井和南风井的全面贯通，借此提高该煤矿的开采量。经实地勘测发现，两口井间的直线距离比较远，足足有4960m，这为贯通测量增加了难度。井下布设的导线点也比较多，共有46个。该工程工作量较大，涉及的内容比较多，拥有超过3000m的井下导线，因此该项目被定义为大型贯通工程。现实贯通测量中，为了发挥贯通测量的优势，让井下导线控制平稳进行，确保理想的精度，可使用全站仪辅助测量，确保贯通测量的有效性。2.贯通测量技术实现测量矿井巷道的时候，为了得到精准的数据，要做好通风工作，测量阶段需借助通视方法规避空气中粉尘污染带来的影响，将巷道内水汽浓度有效调节。在实践环节中，要将风机先关闭，然后再实施贯通测量，确保测量环境的光照条件，独立进行两次以上的测量观测，合理控制误差值。（1）平面控制测量巷道贯通测量可选择的方法有很多，结合案例技术要求，本巷道贯通测量要借助GPS实现。实际项目中的GPS测量方法效果显著，分地面和井下不同环节的测量作业，地面GPS测量时，要达到一定的精度标准，满足施工作业具体要求。同时，合理遵循行业规范，将GPS各个网点在技术指导下构成环形闭合圈借此完成多个已知点的同步测量，提高测量质量和效率，为后续数据处理提供便利。在实际应用环节中，GPS卫星发射测距信号，同时精准传播和翻译相关的导航电文，完成位置定位。通过接收不同点位的信息，有效测算出测站点P至观测对象的距离，在技术保障下解算出该时刻GPS对应的位置坐标。（2）近井网的布设由于案例项目是新改扩建矿井，所以其地面矿区控制网未构成完整的闭环，为了实现主副斜井的精确贯通，现实作业环节需要在该矿区地面有效架构地面近井控制网，借此满足巷道贯通的技术要求。研究发现，井筒是矿山最为核心的运输路线，通常情况下要求参数精度达标，有效高于巷道贯通参数。具体来讲，多数巷道贯通效果的实现并不在井筒位置贯通，按照技术要求需要在到位点贯通。现实施工中，为了缩短巷道贯通的工期，提高施工质量和效率，可采用对头相向掘送的方式，在矿场井筒中形成有效贯通。贯通施工期间，为了将误差降到最低，可选定GPS建网方案，确保巷道贯通233综述的可行性，提高贯通的施工精度。（3）GPS解算在GPS建网方案中，GPS解算不容忽视，是最重要的环节。整个过程为发挥理想的作用，需要用2台以上的设备。实操中，要将接收机合理布设在基线的端点上（每条基线上布设一台），通过这样的方式确定出基线向量数值，发挥坐标定位的最大优势。在明确一个端点向量的前提下，可辅助有效的基线向量推算方法，推算出其他的坐标向量（待定点的）。（4）矿井联系测量矿井高程联系测量是重要的技术，又称导入标高方法，该技术应用目的是建立相对统一的高程系统，实现井上、井下高程的有效调节。需要强调的是，导入高程过程中可采用长钢丝法保障导入效果，在定向投点点有效标识后，科学提升钢丝至地面。借助高效的仪器完成标识点间距离的测量，认真做好记录，为后续工作提供借鉴。导入高程过程中，为保障效果，要遵循技术原则，独立进行两次观测，同时将形成的互差控制好，原则上互差不得超过井深，否则会影响贯通的效果。井下高程测量较为复杂，使用全站仪实施观测，同时控制好往返观测高程差。斜巷中采用全站仪实施测量，协调好每条导线的高差，安装技术指标要求，导线的高差不可以超过10mm。通过对比研究发现，相比起其他的测量手段，在贯通测量中使用水平联系测量技术有一定的优势，但该技术的实现要求也比较高。在校正全站仪的过程中，使其与要测量位置对准，通过一些测量细节的把控，提高联系测量的水准，合理控制矿井贯通的工作误差。需要强调的是，巷道贯通施工中，为降低风流带来的测量工作不利影响，可使用全站仪点下激光对中减少风的影响，借此确保贯通测量的最终效果。3.测量误差控制手段（1）地面测量的测角误差控制现实中，地面测量的测角误差不容忽视，该误差的估算不是随意进行的，需结合相关的公式，公式内容为：2112RmMnX=公式中：MxX轴上的误差；m贯通点的质量误差；R测量距离；1测角；标准参数。在案例项目中，假设中心井筒为坐标原点（南风井的）Y轴是中线方向（贯通巷道的），X轴为水平面与贯通操作的垂直方向。近井点和贯通相遇点对应的误差值如果没有超过标准，那么就意味着大型贯通测量的精度合理。（2）矿井巷道定向测量误差控制巷道定向测量误差影响较大，现实中需灵活把控，其测算公式如下：x inXRmM=200在上述公式中，m0是一个误差值，Rxi指的是垂直距离。以矿井下导线为标准，可得出坐标位置的方位角，在此前提下，计算导线到矿井贯通面距离。通常上述研究结果可知，有很多种方式都可实施巷道的贯通测量，但现实中测量方式会伴有误差，以地面测量工作为例，因为测量中存在多条导线，所以测量误差的概率比较高。除了人员混淆导致误差外，测量仪器使用不当、测量环境复杂多变同样也会产生误差。基于此，在实际的项目中要优选恰当的巷道贯通测量技术，有效保障测量数据的精准，为煤矿巷道贯通施工提供核心技术参数。此外，地面测量中不仅涉及较多的地面导线，同时点与点之间的测量距离也比较长。为保障良好测量效果，现实中可借助先进精密仪器，提高贯通测量技术应用的可靠性。此外，地面测量效果的实现，要经过两次独立观测，这是最重要的技术保障。同时在测量期间要考虑天气因素影响，借此有效规避贯通测量的误差，将误差控制在合理的范围区间内。五、结论综上所述，巷道贯通测量数据极为重要，其信息的精确性直接关乎巷道安全和施工安全。为此在矿井巷道贯通施工中，测量误差控制非常关键。研究发现，贯通测量误差的影响因素众多，其中包括井下导线测量误差、特定的地面连接误差以及定向误差等。想要消除测量误差的影响，要积极优化矿井巷道测量方案，与此同时构建专用地面控制网，提高人员素质，科学强化测量定向技术应用效果，借此为巷道施工安全夯实基础。参考文献：1郭俊才.矿井巷道贯通测量及其精度控制技术研究J.山西冶金，2022，45(03):308-309.2穆森茂.贯通测量技术在矿井开采巷道中的应用分析J.山东煤炭科技，2022，40(02):180-182.3王俊福，王昭.全站仪在矿井巷道贯通测量中应用实践J.当代化工研究，2021(13):100-101.4冀鑫鑫.矿井贯通测量的误差分析及方案标准选择J.中国石油和化工标准与质量，2021，41(09):116-117.5范鹏凯.大型矿井巷道贯通测量方法与误差分析J.山西冶金，2020，43(06):193-194+197.