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摘要:在矿山巷道的贯通测量中,测量精度直接关系到巷道的贯通效果及质量,对矿井建设及生产效益最大化有着重要意义。基于此,文章就井下巷道贯通测量误差种类及产生的原因进行分析,并有针对性的提出误差控制措施,以保证巷道最终贯通效果。
关键词:井下巷道贯通;测量误差;误差控制
井下巷道作为矿山生产、运输的主动脉,巷道布局、安全性对生产进度以及经济效益有着极为重要的影响,而巷道贯通测量精度则是影响井下巷道施工质量及安全性能的关键因素。因此,为了确保井下巷道贯通测量误差在规定范围内,保证巷道贯通质量,需要对巷道贯通测量误差产生原因进行分析,并制定有效的应对措施,提升测量精度,保证其符合施工要求及生产要求。
一、造成巷道贯通测量误差的原因
在井下巷道贯通测量过程中,测量极易受多种因素影响,导致测量结果出现误差,为了有效控制贯通测量误差,需要对误差种类进行具体分析。常见的测量误差种类分为地面误差和井下误差两类,其中地面误差又分为地面角度测量误差、地面高程测量误差,井下误差细分为井下测角误差、井下钢尺量边误差、井下光电测距误差及井下高程测量误差。而造成这些误差的主要原因有以下几点:
1、控制点造成的误差
随着矿山开采的深入及外部环境的破坏,导致地面控制点遭到破坏甚至消失,或这与实际坐标误差较大,最终导致地面测量结果与实际情况出现较大误差。
2、测量仪器导致的误差
井下巷道贯通测量过程中,所有的测量仪器均有其精度,而仪器精度稳定性的高低直接影响测量质量。仪器未定期进行保养,测量前未进行调试等均会导致测量误差。
3、人为原因导致到的误差
观测人员对测量误差的识别能力有限,测量精度受仪器的影响较大,若测量仪器操作不当,则会导致测量误差较大。测量误差还受仪器位置、读数、观测人员的态度及专业水平等因素影响,此外,计算仪器的精度也是造成测量误差产生的重要因素。
4、外部条件导致的误差
在测量过程中,测量结果受风力、湿度、温度及折射率等因素的影响,这些外部因素直接作用于测量仪器,导致仪器精度不稳定,进而产生误差。
二、控制井下巷道贯通测量误差的有效措施
(一)测量前的准备工作
在测量开始前,应制定相应的测量计划,便于测量工作有序进行。首先,应选用科学合理的测量方法对地上及井下情况进行测量,通常情况下,当极限误差小于允许误差时,巷道贯通方案即可实现,因此,在进行穿透性测量时,需严格按照矿山测量标准及设计数据,将测量误差控制在允许范围内。其次,对测量仪器进行校准和选择,选择稳定性能良好且精度高度的仪器,提升测量效率和质量,降低因仪器原因导致的测量误差较大。最后,对基础数据进行收集,在确定工程建设用途及测量工作部署后,依据工程需求对测量极限误差进行确定,并收集与工程相关的数据资料,抄录必要的原始数据,在应用原始数据前对其准确性进行效验,保证巷道贯通测量起始数据的准确性、精准性。
(二)建立地面专用控制网
随着井下作业的深入,会对矿山原有形态造成一定的影响,同时也对地面控制的稳定性产生破坏,尤其是采空区域对地面结构的损害更大。因此,在井下巷道贯通之前,需要对地面控制网络进行重新部署,这不仅能有效降低矿山开采对地面稳定性的影响,同时也能有效确保巷道贯通精度。在测量过程中,工作人样应对地面原有控制点进行检测,确保其精度符合测量要求,若存在精度较低的情况,需重新构建地面控制网络,并依据实际情况和仪器设备布设三角网或精密导线,以便进一步保障巷道贯通测量精度。
(三)做好立井定向工作
立井定向是指通过地面或井下进行相向贯通,是巷道贯通测量中的重要环节,对实现坐标的统一具有重要意义。在开展立井定向贯通时,需对其进行定向测量,使得井上井下均能获得统一的坐标和高程。方位角传递是定向测量的主要目的,因此,在测量前,需要制定可靠的矿井测量方案,并用钢丝由地面向定向水平进行投点,该点用以传递坐标和方向,并加测陀螺定向边。此外,采用激光垂直仪进行水平投点,也能提升投点的精度。
(四)提高井下导线测量精度
井下巷道贯通过程中,受施工环境影响,井下测量精度难以保证,随施工不断推进,误差也会逐渐累积,进而影响巷道贯通精度,因此,为了提高井下巷道贯通精度,需从以下几点进行:
首先,测量时应严格按照测量计划和相关操作流程进行,选用三脚架法进行观测,观测时需确保各个基座与仪器、棱镜间无缝隙,且水平挠度不超过气泡半格,对准误差小于1mm,如果出现对中偏离或气泡偏离较大,需及时予以矫正,检修。
其次,巷道贯通施工到一定长度时,需对导线进行复测、检测及精度估算工作,可采用巷道贯通导线测量与陀螺方位边测量相结合的方式,保证整体测量精度。采用导线测量时,可适当减少测站数量,增加测量边缘长度,同时做好边长的投影计算工作,保证各点平面坐标计算的准确性。
最后,在进行三角高程测量时,需要按照相关标准和规范进行测量,垂直角的观测应与测距一起进行,若三角高程等级超过三等,需提高对中精度或采用隔点设站的方式提升测量精度,以达到减少测量误差,控制测量质量的目的。
三、井下巷道贯通测量中需要注意的问题
(一)中腰线巷道的标定
井下巷道测量中,中线直接关系到巷道贯通的水平方向,对正确标出巷道开切位置尤为重要。在贯通过程中,巷道中线点一组不得少于三个,这样既能有效的控制巷道水平掘进的方向,同时保证测量的准确性,为下一环节的贯通测量,提供坐标。此外,腰线直接控制着巷道垂直方向,标定腰线时,应在水准仪、经纬仪或连通管水准器测量辅助下进行标定。新设腰线点时,需对原有的腰线点进行核对,确定下一组腰线点的坐标。每掘进一段距离,就应对中腰线点进行复测,并依据检测结果对中腰线进行调整,在做到心中有数后方能进行下一组中腰线点的数据测量。
(二)做好数据的核算及登记
井下巷道贯通测量对数据的精确性要求较高,需要测量人员投入大量的精力和时间,尤其是测量计算时,一定要对所有已知点的原始数据进行检查和核对。内业计算时,不能抄错已知数据,再三核对无误后才能开始进行测量计算。测量后的各种数据资料都应进行独立检核,确保检测结果及精度,对于其中不合格的资料,及时予以补充或重测。
结束语
综上所述,井下巷道贯通测量直接关系到矿井生产安全及正常运行,因此,如何提高井下巷道贯通测量精度,减少测量误差成为当前矿山测量工作的重点和要点。为了更好的控制井下贯通测量误差,首先应对巷道贯通误差产生的原因进行分析,并制定有针对性的控制措施,提高测量精度。此外,在井下巷道贯通测量过程中,还应加强研究,不断优化测量方法,提高测量精度及效率的同时,实现测量误差的最小化,为有效降低井下贯通测量数据误差提供可靠的技术支持,也能进一步推进贯通测量水平。
参考文献:
[1]左付铁.浅谈矿山测量中井下巷道贯通测量问题[J].世界有色金属,2018(12):45-46.
[2]赵辉.提高煤矿特大型巷道贯通精度方案研究与应用[J].能源技术与管理,2017,42(3):184-185.
[3]房彦波.浅析煤矿井下巷道贯通测量技术[J].环球市场,2016(32):255.
[4]白利军.矿山井下巷道贯通测量精度分析及技术方法的探讨[J].中国金属通报 ,2019,000(006):46-48.