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煤矿井下巷道贯通测量技术及其精度控制研究

作者:未知

  摘要:根据巷道贯通中收集的数据,分析贯通产生误差的原因,并提出减小误差的措施,分析矿井映射校正误差和贯通精度的关系。根据巷道贯通可能受井下导线测量操作、立井定向和地表变化等的干扰,采取有效的控制方法。
  关键词:巷道贯通;校正误差;精度
   1 巷道贯通简介
  为了保证矿井的正常生产,某矿对第一水平的胶带运输大巷进行延伸,主要向北部及东部延伸,其中北部主要包括与1#斜井的贯通,贯通距离3216m;东部与2#斜井贯通,距离达1132m。巷道贯通过程中采用15个位置点组成的三角形小网,有效距离可达到1700m,并布置102个导线点组成的10条导线网,有效距离能达到7100m左右。矿井内部有5条螺旋边,该巷道贯通工程是矿井生产中的一个较大工程。
   2 贯通影响因素
   2.11#斜井贯通精度分析
  在1#斜井贯通方案制定过程中,对比不同的方案,并结合现场的实际情况以及影响因素,使用定点发送高度信息,并增加测量螺旋边;斜井内使用多导线控制的方法确保巷道精度;根据巷道的具体情况,以及导线点的安装要求设置导线点,当导线点间距为50-80m为近距离,导线点距离超过300m为远距离,螺旋边设置在1/3 或其它贯通点附近。通过对导线点的确定,计算1#斜井的贯通误差横向控制在300mm以内,纵向误差控制在160mm以内。待巷道实际贯通后测量发现横向贯通误差106mm,纵向贯通误差87mm,满足生产需要。
   2.22#斜井贯通精度分析
  本段工程为两个斜井之间的贯通,在两个斜井内使用全站仪进行测量,标高可以根据三角高程确定,经计算该工程巷道贯通横向误差控制在250mm以内,纵向巷道贯通误差控制在170茂名以內。待巷道贯通后实际测量发现,横向贯通误差为10mm,纵向误差7mm,可以满足生产需要。
   2.3 误差产生原因
  本次巷道贯使用了地面测量、标高确定以及非水平井的测量,巷道内使用的导线包括距离测量导线和螺旋定向边导线;当巷道贯通后,通过收集数据分析各种误差参数,并综合考虑各参数在总的误差中所占比重,以及影响因素,发现在巷道贯通中距离误差、定点测量误差、井下测量距离导线误差比例为1:2:3。
  在1#斜井贯通中测量横向贯通误差106mm,所以在整体的误差中地面误差、定点测量误差、井下测量距离导线误差树脂分别为17.6mm、35.3mm、53mm;其中矿井内的误差受角度和距离测量影响,此外巷道内导线点较多,累计误差较大,所以在误差的影响当中角度的测量对整体误差影响较大。
  通过数据分析发现,巷道角度误差是巷道贯通整体误差产生的主要因素。而角度测量过程使用全站仪测量,其产生的读书误差在0.75′′。在井下巷道中,由于井下条件较差,以及施工条件的印象会导致误差偏大,超过该范围,从而使测得的角度误差接近2.9′′。而巷道内导线点的距离较大,在队中过程中会产生误差,经过贯通后实测发现各项误差基本和计算值差别不大。
   3 贯通精度提高的技术方法
   3.1 专用控制网
  煤矿上工作的数据资料采用的是以前的标准数据,由于煤矿井下不断开采,开采区和三角点的位置发生了特别大的变化,使得许多地表上布置网位置的测量值出现了很大的误差。在矿井巷道贯通以前,为了保障工程的质量,于是重新规划设计了地表布置网系统,在煤矿井田的北部搭建了拥有15个测量站点的小型地面三角控制网,使用平差计算方法得到的三角网单位权中误差控制在18′′左右,点位的最弱点误差控制在19mm。在测量的中间部分搭建了封闭导线,该导线位置与进口处附近点位精度误差的横向误差为12.1,纵向误差为15.9。全程的矿井地面测量工作,减少了不必要的误差,保证了地面上建立的控制网测量精度。估计算得的角度误差、地表面的距离误差值反映了获得巷道贯通高精度时地面控制精度起着非常重要的作用。
   3.2 井下导线测量的精度
  在整个开采水平大巷贯通过程中涉及的导线点和步骤较多,共包含110个导线点10条导线,在提高巷道贯通准确率的过程中需注意已下事项:需根据目前的行业标准和要求合理布置导线点,确保满足相关要求;使用三脚架法,从而降低干扰项,提高测量的准确度;在具体巷道测量过程中提高测量准确度,将测量的准确度控制在0.8mm以内;施工导线距离测量仪时,适当增加导线间距,提高整体的的精度。
   4 导线距离映射改正误差分析
  不同巷道间的贯通需考虑其所处的巷道贯通网,导线距离的校正对巷道贯通有横向的影响,包含巷道精度的校正值,最终形成整体的校正精度。通过对数据分析发现,巷道横向精度的校正对整体的影响只管重要,在实际操作中需要反复测量,有效提高其测量精度,准确贯通的目的。
   5 结论
  构建巷道布置网可以有效降低精度误差,提高测量点的测量精度。多次测量螺旋导线点的方向可以进一步提高定向精度和导线精度。通过三脚架法的使用,可以提高对中、对准的精度,从而使角度测量更加准确。通过对数据的分析对比发现,距离误差、定点测量误差、井下测量距离导线误差比例为1:2:3。井下巷道导线映射到映射横向面及映射到高斯平面的两项校正对精度测量误差影响很大。
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