探討煤礦切巷貫通測(cè)量技術(shù)精度
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摘要：針對(duì)云岡礦8623工作面銜接不好，無(wú)法正?；夭傻膯?wèn)題，將8623工作面與5623-1、2623-2工作面進(jìn)行貫通。根據(jù)采區(qū)的地質(zhì)概況，選擇相應(yīng)的貫通測(cè)量技術(shù)，并對(duì)測(cè)量中的誤差進(jìn)行分析。得到相遇點(diǎn)在X軸方向上的預(yù)計(jì)誤差值，進(jìn)一步確定貫通測(cè)量的技術(shù)路線，并對(duì)貫通測(cè)量技術(shù)的精度進(jìn)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(wèn)題。在貫通后工作面回采距離為220m，回采率高達(dá)85%，可采煤0.2Mt，創(chuàng)造利潤(rùn)200萬(wàn)元。
關(guān)鍵詞：切巷；貫通測(cè)量；預(yù)計(jì)誤差
云岡礦12#煤層406盤區(qū)8623工作面回采時(shí)，由于采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造影響，在過(guò)斷層時(shí)，液壓支架無(wú)法正常工作。因此，需要在506-7南部，距離268.5m處進(jìn)行開(kāi)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(biāo)位置，為貫通工程提供依據(jù)。而在實(shí)際工作中，無(wú)法對(duì)切巷貫通點(diǎn)的位置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，只能在原始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)巷道進(jìn)行探測(cè)掘進(jìn)。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(cè)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(wèn)題。
1工程概況
8623工作面屬于低位放頂煤工作面，煤炭?jī)?chǔ)存量大，煤層較穩(wěn)定，沒(méi)有夾矸；煤層平均厚度為5.8m，平均傾角為1°；工作面面長(zhǎng)為1470m。在巷道掘進(jìn)時(shí)，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(jiàn)圖1。
2貫通測(cè)量技術(shù)選擇及誤差分析
8623工作面的井下貫通測(cè)量路線見(jiàn)圖2。測(cè)量時(shí)加測(cè)陀螺定向邊作為堅(jiān)強(qiáng)邊，采用陀螺定向技術(shù)[2]，實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)線的整體平差。在井下導(dǎo)線測(cè)量中，采用7″級(jí)全站儀三架法測(cè)量技術(shù)。在井下高程測(cè)量中，采用紅外三角高程測(cè)量與全站儀三架導(dǎo)線測(cè)量相結(jié)合的測(cè)量技術(shù)。
2.1貫通測(cè)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(duì)地面和井下分別進(jìn)行二次測(cè)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(cè)回測(cè)量中，陀螺的方位角中誤差應(yīng)為±15″，而實(shí)際測(cè)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(shí)際測(cè)量出的中誤差為±1.6″?？梢?jiàn)，采用陀螺定向技術(shù)能達(dá)到所需要的精度要求。對(duì)8623切巷進(jìn)行井下導(dǎo)線測(cè)量和紅外高程測(cè)量，采用全站儀三架法導(dǎo)線測(cè)量技術(shù)，測(cè)量的導(dǎo)線選擇7″級(jí)導(dǎo)線。在切巷一側(cè)貫通導(dǎo)線，起算點(diǎn)設(shè)在D1處，沿D1—S3的方位作為起算方位進(jìn)行測(cè)量，以陀螺邊L31—L32的方位作為閉合方位，進(jìn)行獨(dú)立導(dǎo)線測(cè)量?jī)纱?，求L32點(diǎn)的兩次測(cè)量的坐標(biāo)差，得出ΔX為3mm，ΔY為13mm，則導(dǎo)線坐標(biāo)的閉合差為13.3mm。進(jìn)行紅外高程測(cè)量時(shí)，同樣將起算點(diǎn)設(shè)在D1處，獨(dú)立導(dǎo)線測(cè)量?jī)纱?，得到L32點(diǎn)處紅外高程測(cè)量的閉合差為9mm，兩者均符合導(dǎo)線測(cè)量中對(duì)閉合差的精度要求。對(duì)5623-1巷道進(jìn)行井下導(dǎo)線測(cè)量和紅外高程測(cè)量。測(cè)量的導(dǎo)線選擇7″級(jí)導(dǎo)線，起算點(diǎn)設(shè)在D1處，沿D1—S3的方位作為起算方位進(jìn)行測(cè)量，以陀螺邊L9—L10的方位作為閉合方位，對(duì)方位角進(jìn)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(jìn)行兩次獨(dú)立測(cè)量，得到L15兩次測(cè)量的坐標(biāo)差ΔX為35mm，ΔY為32mm，則導(dǎo)線坐標(biāo)的閉合差為47mm。進(jìn)行紅外高程測(cè)量時(shí)，同樣將起算點(diǎn)設(shè)在D1處，獨(dú)立導(dǎo)線測(cè)量?jī)纱危玫絃15點(diǎn)處紅外高程測(cè)量的閉合差為12mm，兩者均符合導(dǎo)線測(cè)量中對(duì)閉合差的精度要求。
2.2貫通測(cè)量誤差分析
根據(jù)測(cè)量的實(shí)際情況及原始數(shù)據(jù)資料，對(duì)貫通測(cè)量相遇點(diǎn)進(jìn)行誤差預(yù)計(jì)。根據(jù)終點(diǎn)誤差預(yù)計(jì)公式，得到由陀螺定向誤差所引起的相遇點(diǎn)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(diǎn)與各導(dǎo)線起始點(diǎn)連接在Y軸上的投影長(zhǎng)。根據(jù)測(cè)量導(dǎo)線量邊誤差所引起的相遇點(diǎn)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(zhǎng)；α為導(dǎo)線邊與X軸之間的夾角。得到相遇點(diǎn)在X軸方向上的預(yù)計(jì)中誤差為：在進(jìn)行兩次獨(dú)立觀測(cè)后，得到平均值中誤差為：則，相遇點(diǎn)在X軸方向上的預(yù)計(jì)誤差為：
3貫通測(cè)量技術(shù)路線及精度分析
3.1貫通測(cè)量技術(shù)路線
進(jìn)行貫通測(cè)量的技術(shù)路線見(jiàn)圖3[4]。在貫通測(cè)量過(guò)程中，注意對(duì)氣象讀數(shù)進(jìn)行記錄，并及時(shí)輸入到全站儀中，將氣象參數(shù)及時(shí)改正。對(duì)同一邊長(zhǎng)進(jìn)行往返觀測(cè)時(shí)，坐標(biāo)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(yùn)輸巷道進(jìn)行布置；對(duì)井下進(jìn)行基本導(dǎo)線布置時(shí)，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(cè)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(cè)量中誤差為：式中：fh為閉合差，R為閉合導(dǎo)線長(zhǎng)度，N為閉合圈個(gè)數(shù)。通過(guò)對(duì)8623工作面的貫通測(cè)量，以D1為起算點(diǎn)，一面到8623工作面，一面到5623-1工作面，最終相遇在K點(diǎn)。在進(jìn)行井下測(cè)量時(shí)，根據(jù)貫通測(cè)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(cè)量方法，對(duì)工作面的貫通精度進(jìn)行分析?！?a href="http://wda8f421.cn/lunwen/mkjxlw/158269.html" target="_blank">煤礦測(cè)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(guò)誤差計(jì)算得到貫通預(yù)計(jì)的高程誤差為±0.122m，水平誤差為±0.246m，在實(shí)際貫通后，測(cè)得實(shí)際高程誤差為+0.076m，水平誤差為+0.178m，進(jìn)行閉合差計(jì)算，得到fx=±0.140m，fy=±0.109m，fz=±0.022m，導(dǎo)線全長(zhǎng)3063m，坐標(biāo)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(jìn)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(yǔ)
針對(duì)云岡礦8623工作面銜接不好，無(wú)法正常回采的問(wèn)題，將8623工作面與5623-1、2623-2工作面進(jìn)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(cè)量方法，得到結(jié)果如下：1）貫通后的實(shí)際高程誤差為+0.076m，水平誤差為+0.178m，導(dǎo)線全長(zhǎng)3063m，坐標(biāo)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(dá)85%，可采煤0.2Mt，創(chuàng)造利潤(rùn)200萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益明顯。
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作者：黃紅龍 單位：山西省同煤集團(tuán)云崗礦地質(zhì)測(cè)量科
