河南能源化工集团 鹤煤八矿 河南鹤壁 458000
摘要：-655m水平北大巷贯通测量，贯通导线全长约4400m，由于-655m水平北大巷位于矿井深部，矿压显现较为明显，给贯通测量及巷道中腰线的日常管理工作带来很大困难，测量人员通过制定科学合理的贯通设计方案以及准确的贯通测量误差预计，并运用陀螺定向、红外三角高程与水准测量相结合等技术手段，保障了-655m水平北大巷的高精度贯通，同时为深井高矿压条件下大型贯通测量工作积累了经验。
关键词：矿井大型贯通、高矿压、贯通测量方案
1 贯通工程概况
-655m水平北大巷位于鹤煤八矿新副井轨道石门北部，2014年4月开始施工，该巷道分为南、北两段，-655m水平北大巷南段由新副井轨道石门开口，-655m水平北大巷北段由矿井北翼32轨道底开口，南、北两段均为平巷，相向掘进贯通。
-655m水平北大巷贯通属于一井内的巷道大型贯通，贯通线路全长约4400m，其中平巷3820m，斜巷580m，巷道设计断面5.4（宽）×3.8（高），采用全断面、一次喷浆成巷掘进，根据《煤矿测量规程》规定，在贯通面上两中线之间允许偏差为0.3m，两腰线之间的允许偏差为0.2m。-655m水平北大巷的贯通对鹤煤八矿井下系统优化及采掘接替具有重要意义。
2 高矿压对测量工作的影响
-655m水平北大巷贯通测量，贯通导线全长约4400m，由于-655m水平北大巷位于矿井深部，矿压显现较为明显，给贯通测量及巷道中腰线的日常管理工作带来很大困难。
在矿体没有开采之前，岩体处于平衡状态。当矿体开采后，形成了地下空间，破坏了岩体的原始应力，引起岩体应力重新分布，并一直延续到岩体内形成新的平衡为止。在应力重新分布过程中，使围岩产生变形、移动、破坏，从而对工作面、巷道及围岩产生压力。通常把由开采过程而引起的岩移运动对支架围岩所产生的作用力，称为矿压。
2.1测量标志点不稳定
测量标志是标定地面测量控制点位置的标石、觇标以及其他用于测量的标记物的通称。是测绘部门在测量时建立和测量后留存在地面、地下或者建筑物上的各种标志。矿井下测量标志点多设置于巷道顶板或两帮，包括巷道中线点、腰线点、永久导线点、临时导线点等。
巷道开挖以前其周围岩层处于自然平衡状态，由于巷道的开挖破坏了岩土内天然应力平衡，造成周围岩层应力发生重新分布，从而发生变形移动，布置在巷道顶板及巷道两帮的各类测量标志点随着巷道变形而发生位移，时间越长巷道变形量越大，测点资料的可靠性就越低，由于巷道的不稳定性导致测点不稳定，不仅加大测量人员的工作量，而且影响各类巷道贯通精度。
2.2测点保存时间短
巷道处于高应力中，巷道围岩破坏后将重新分布，应力在巷壁附近发生高度集中，导致该区域的岩层屈服进入塑性工作状态，从而形成塑性区，塑性区的出现，致使应力集中区从岩壁向纵深发展，出现松动破坏区，尤其是在垂直方向上，很容易出现顶板开裂甚至冒顶。顶板压力和水平挤压力共同作用下顶板易发生变形破坏和冒顶，伴随着两帮的压力很高，产生片帮现象越来越严重。在深部矿井的高地应力区极为普遍，顶板引起的底板破坏表现为张拉破坏特征，围压引起的底板破坏属于剪切破坏特征，巷道底鼓量大，导致巷道两侧不平需进行重新落底整平。
一般巷道使用寿命较短，需进行扩修加固等工程，布置在巷道里的各类测点，致使原来各测点数据无法使用，测点使用时间较短，再扩修完巷道需重新进行连测，并影响后期测量工作。
3 贯通测量方案
贯通工程，特别是重要的贯通测量工程，关系到整个矿井的建设生产，影响很大，因此，在进行贯通实际施测前，首先应该选择合理的测量方案和测量方法。
-655m水平北大巷位于矿井深部，矿井压力较大，测量控制点及中腰线点极易受矿压影响，遭到破坏贯通结果的好坏，固然取决于所选择的贯通测量技术方案和贯通误差预计是否正确，然而，由于井下条件复杂，井下实际施测以及日常巷道掘进中腰线管理工作的质量，也是决定贯通精度的关键因素，特别是，鹤煤公司地测部及八矿测量人员针对贯通工作难点，制定了以下措施：
3.1加强高矿压巷道中腰线管理。
-655m水平北大巷位于矿井深部，矿压较大，且部分地段巷道围岩呈软岩特性，巷道变形严重，设置于巷道顶板和两帮的中腰线点受矿压影响，经常发生位移或随浆皮掉落现象，给巷道掘进的中腰线管理工作带来很大困难，针对这一情况，测量人员改变巷道送线、验线的频率，由常规的巷道每掘进30-40m延设一次中腰线，改为每15-20m延设一次中腰线，且在延设腰线时，均采用高精度水准仪先对上一组腰线点进行检查，并实测出腰线点高程，现场计算出与对头巷道腰线高差，根据计算结果调整标定坡度。
3.2加测陀螺定向边。
陀螺定向测量是用陀螺经纬仪测定某控制网边的陀螺方位角，并经换算获得此边真方位角的测量工作。常用于定向连接测量。陀螺方位角，是从陀螺仪子午线（测站上通过假想的陀螺轴稳定位置的子午面，即陀螺仪子午面与地平面的交线）北方向顺时针量至某定向边的水平角。确定测站真子午线北方向的常用方向有：中天法，是通过对陀螺仪轴运转的观测，先确定近似北方向，在连续读记摆动的指标线（陀螺轴）反复经过分划线板零线时的时间，和到达东、西逆转点时的水平度盘读数，经计算获得近似北方向的改正数，进而确定测站真北方向；逆转点法，是用陀螺经纬仪跟踪观测摆动的指标线（陀螺轴）反复到达东、西逆转点时的水平度盘读数，经计算确定测站真北方向。
陀螺定向的基本特点是独立定向，定向位置可选取在任何需要的位置，测量人员在新副井井底、-655m水平轨道石门、-655m水平北大巷（北段）选取巷道围岩稳定处分别布设陀螺定向边“FD01”---“FD02”、“S72”---“S101”、“JK90”---“JK91”，由于定向不受导线测量影响，巷道内的导线在加测陀螺定向边后，限制了导线方位误差的积累，从而提高了贯通导线的方位精度，使贯通横向误差减少，横向精度产生增益。
3.3起算数据多方验证
本次贯通测量的起始点为设置于新副井井底车场的测点FD01、FD02，两测点虽为永久点但两点边长较短，且设置时间较长，为保证两起始点的准确性，测量人员首先对FD01、FD02、FD03一组永久点就行检验，符合要求后，以此组永久点为起算点向井底车场的已有固定点进行联测，将联测成果与原有导线数据进行对比，确认数据准确性后方对FD01、FD02进行使用。
3.4贯通测量误差预计。
本次贯通测量需要进行井下导线测量、陀螺定向测量和高程测量，贯通误差预计就是估算所采用的贯通测量方案在贯通相遇点K点处预计偏差。
通过计算求得贯通相遇点K在重要方向X轴上的预计误差为±0.296m，小于允许偏差值±0.3m；贯通相遇点K在高程方向上的预计误差为±0.064m，小于允许偏差值±0.2m；能够满足工程需要。
3.5测量工作独立检核、复测复算。
为保证测量数据的准确性，防止产生粗差，测量人员对每组测量数据进行独立检核，在进行复测时换人进行观测和计算，复测合格后再进行施工。
4 贯通效果检验
2020年11月，-655m水平北大巷顺利贯通，巷道贯通后，测量人员对贯通巷道两侧的贯通导线进行了连接，计算出距贯通相遇点最近的-655m水平北大巷井下两导线点JK99、JK100的坐标及高程。
距贯通相遇点最近的-655m水平北大巷井下导线点JK100在贯通重要方向X轴上的误差最大，为55mm，小于贯通相遇点K在重要方向X轴上的预计中误差±0.296m。距贯通相遇点最近的-655m水平北大巷井下导线点JK100在高程上的误差最大，为28mm，小于贯通相遇点在高程上的预计中误差±0.064m，贯通精度满足生产和设计要求。
5 结语
针对-655m水平北大巷高矿压条件给贯通测量工作带来困难，鹤煤公司及八矿测量人员通过制定科学合理的贯通方案、加强高矿压巷道中腰线管理，并采取加测陀螺边等措施，保障了-655m水平北大巷的高精度贯通，为八矿矿井系统优化、采掘接替工作做出了重要贡献，同时为深井高矿压条件下大型贯通测量工作积累了经验，具有很强的推广应用价值。