煤矿工程井下测量工程分析

【摘要】为使测量工作更好地为煤矿生产和建设服务， 对于规模较大的煤矿， 应建立煤炭开采专职测量队伍， 配置专职的测量员， 根据矿生产部门下达的测量任务书进行测量。测量员每月至少到各...

【摘要】测量工作是煤矿生产建设的一项重要的技术基础工作，也是煤矿企业不可缺少的重要组成部分，因此， 重视煤矿井下测量工作， 加强煤矿井下工程测量研究， 对提高煤矿的安全生产和保障煤矿工人的生命安全有着重要的意义。

【关键词】煤矿； 工程测量； 井下测量

测量工作的主要任务是： 建立矿区地面和井下测量控制系统，为煤矿各项测量工作提供起算数据； 对于地面系统： 要依据设计方案，进行地面生产系统、土建、管线和机电安装等工程测量工作； 建立地表、岩层和建筑物变形观测站，开展矿区地表与岩层移动规律、采矿或非采矿沉陷综合治理以及环境保护工作；进行矿区范围内的地籍测量； 对于井下系统，要在煤矿生产各个阶段，对采掘工程是否按设计施工进行检查和监督； 利用测绘资料，解决煤矿生产、建设和改造中提出的各种测绘问题，并为煤矿灾害的预防、救护提供有关的测绘资料； 要测绘各种煤矿井下相关测量图件，满足生产、建设和规划各阶段的需要； 根据矿区地表与岩层移动变形参数，设计和修改各类煤柱。并且参与月度、季度、年度生产计划和长远发展规划的编制工作。

1 煤矿测量工作的主要任务

测量工作的主要任务是： 建立矿区地面和井下测量控制系统， 为煤矿各项测量工作提供起算数据； 对于地面系统： 要依据设计文件， 进行地面生产系统、土建、管线和机电安装等工程测量工作； 建立地表、岩层和建筑物变形观测站， 开展矿区地表与岩层移动规律、采矿或非采矿沉陷综合治理以及环境保护工作； 参与“三下”采煤和塌陷区综合治理以及土地征用和村庄搬迁的方案设计和实施； 进行矿区范围内的地籍测量； 对于井下系统， 要在煤矿生产各个阶段， 对采掘工程按设计施工进行检查和监督； 利用测绘资料， 解决煤矿生产、建设和改造中提出的各种测绘问题， 并为煤矿灾害的预防、救护提供有关的测绘资料； 要测绘各种煤矿井下相关测量图， 满足生产、建设和规划各阶段的需要； 根据矿区地表与岩层移动变形参数， 设计和修改各类煤柱， 并且参与月度、季度、年度生产计划和长远发展规划的编制工作。

为使测量工作更好地为煤矿生产和建设服务， 对于规模较大的煤矿， 应建立煤炭开采专职测量队伍， 配置专职的测量员， 根据矿生产部门下达的测量任务书进行测量。测量员每月至少到各矿井进行现场测量工作3次以上， 主要是主要巷道的经纬仪导线测量； 次要巷道的罗盘导线测绘； 巷道的中、腰线的标定和延长； 周边矿井的测量上图； 提供矿井所需的采掘工程平面图； 完成矿井其他测量工作。

2 井下测量工作的主要做法

煤矿井下工程在规划、设计、施工、竣工及经营管理各阶段所进行的测量工作， 包括主要石门、绞车房、变电所、上下山巷道、煤巷、打眼、破压及采面等的工程测量。

2.1 测图比例

井下工程规划设计、施工阶段， 视工程规模的大小和建筑物所处的井下深度， 需要使用已有的各种大、中比例尺地形图， 或测绘专用地形图。地形图测绘范围， 除满足主体工程和附属工程的设计需要外， 还应考虑在岩体掘空后， 地面沉陷、岩体移动以及地下水渗入的可能影响范围。测图比例尺， 对大型地下工程， 规划阶段为1∶500～1∶10000；初步设计阶段为 1∶200～1∶2000； 施工设计阶段为 1∶200～1∶2000。对小型地下工程， 初步设计和施工设计用图常一次测绘， 比例尺采用1∶500～1∶2000。此外， 还要测绘必要的纵、横断面图以及地质剖面图等。

2.2 施工控制测量与高程联系测量

在施工阶段， 应配合施工步骤和施工方法， 进行施工控制测量以及建（ 构） 筑物的定线放样测量， 保证井下工程按照设计正确施工。井下工程施工控制测量分为地面控制和井下控制两部分， 并将两部分联测， 形成具有统一坐标和高程系统的控制网。如果采用斜井施工， 要进行井上、井下的平面和高程联系测量。平面联系测量是通过井筒进行联系三角形测量， 将地面近井控制点的平面坐标和方向传递到井下平面控制点上， 作为井下导线的起算坐标和起算方向。单井平面联系测量通常采用重锤投放两条钢丝， 测定垂线投放点的坐标和投点连线的坐标方位角， 地下导线即由此传算。近代已逐步采用光学投点仪、激光垂准仪和陀螺经纬仪定向的方法代替上述几何联系测量。如有已掘成的两个竖井， 彼此有坑道连通， 则可通过井下导线连接两个竖井的投点， 进行2井定向测量。高程联系测量通常采用吊垂线法、长钢尺法或长钢丝法，近代则采用电磁波测距仪测深的方法。地面控制测量和地下控制测量所用仪器、工具（尤其全站仪）， 应进行检定， 取得一致的标准。

地面平面控制一般采用导线、测角网、测边网或边角网。高程控制一般采用水准网或电磁波测距三角高程控制网。井下控制测量从各洞口或井口引进， 随巷道掘进而逐步延伸。地下控制网的形状和测量方法，依巷道的形状和断面的大小而定。平面控制一般多采用导线或狭长的导线网。在井下导线中， 采用能够保证设计精度的全站仪， 加测一边或数边的方位角， 可减少横向贯通误差的积累。小型井下工程常采用中线控制。高程控制一般采用水准测量或测距仪测高。井下所设的控制点比较容易产生位移， 在使用前应予检测。井下工程施工时， 因岩体掘空， 围岩应力发生变化， 可能导致井下建筑及其周围岩体下沉、隆起、两侧内挤、断裂以至滑动等变形和位移因此， 必要时， 从施工前开始， 直到经营期间， 应对地面、地面建筑物、井下岩体进行系统的变形观测， 以保证安全施工， 鉴定工程质量， 开展相应的科学研究工作。

2.3 井下工程定向放样与贯通测量

井下工程的定向放样， 主要根据施工中线和施工水准点进行。先根据施工中线和水准点放样出开挖断面的中心点， 布置炮眼进行钻爆，或以掘进机械进行开挖。现在大多已用激光导向的方法操纵掘进机械的进程。待洞体成型或部分成型后， 即根据校准的中线放样断面线， 进行衬砌。巷道（洞）、坑道贯通以后， 施工中线即可对接， 此时要测算巷道横向、纵向、高程和方向的贯通误差， 并进行调整。《煤矿测量规程》规定贯通横向偏差不大于0.5m ， 高程偏差不大于0.3m ， 设计预计横向偏差0.334m， 高程偏差0.173m 。在放样精度要求较高时， 贯通误差调整前， 应先进行贯通测量， 亦即将相向开挖2洞口附近的洞外控制点（或洞内贯通面两侧的导线控制点）连成贯通导线或贯通水准线路， 重新施测并加以平差。在允许调整的范围内， 所有重要放样工作， 都以平差后的坐标和高程作为调整施工中线和放样的依据。地下工程衬砌后， 要进行断面测量、核实、净空。对于洞室、地下库房等还要进行实际库容的测算。井下工程竣工后要测制竣工图和记录必要的测量数据， 在经营管理阶段还要进行井下工程的设备安装、维修、改建、扩建等各种测量工作。

3 结语

煤矿地质测量资料是一种活跃的、动态变化的、与空间位置密切相关的信息， 而且具有一定的不确定性， 对煤矿的安全生产和煤矿生产能力具有重要的影响。要认真做好采掘工作面的测量工作， 遇到复杂的地段， 共同分析， 查找问题症结， 取得准确的测量数据， 并及时绘图，为采掘技术员提供准确的测量资料。