煤礦井下地質測量的關鍵環節

季英強

摘 要：煤是一種珍貴的自然能源，廣泛的應用于人類的生活領域和工業領域。有科學數據表明，煤炭資源在世界一次能源消費量中占25%。2000年底，世界煤炭總產量為46.61億噸，消費量46.59億噸，貿易量5.9億噸。世界探明可采儲量為9842.11億噸。這充分表示了煤炭能源的豐富儲量以及對社會進步發展的重要性。因此，我們需要對煤炭開采方面進行深入研究，以保證煤炭資源開采更加高效、安全。本文將對煤炭開采的基礎技術煤礦井下地質測量工作進行重點討論。

關鍵詞：煤礦；地質測量；技術研究

引言：測量工作作為煤礦生產建設的基礎環節，對于煤炭企業的安全生產方面有著不可忽視的影響。煤礦井下地質測量有著具體的操作規定。按照具體的規定操作，不僅會使煤炭資源高效生產，也會對煤炭資源的合理利用和開發大有裨益。測量工作環節多，要求高，只有認真細致，盡量減少誤差，才會讓后續煤炭生產工作合理的進行下去，同時也保證礦井工作人員的生命安全。煤礦井下工程在規劃、設計、施工、竣工及經營管理各階段所進行的測量工作，包括主要石門、絞車房、變電所、上下山巷道、煤巷、切眼、回采等的工程測量。做好這些工作應注意幾個關鍵環節。

一、定向放樣與貫通測量環節

井下工程的定向放樣，主要根據施工中線和施工水準點進行。應先根據施工中線和水準點放樣出開挖斷面的中心點，布置炮眼進行鉆爆，或以掘進機械進行開挖。待巷體成型或部分成型后，即根據校準的中線放樣斷面線，進行襯砌。巷道貫通以后，施工中線即可對接，此時要測算巷道橫向、縱向的貫通誤差，并進行調整。在放樣精度要求較高時，貫通誤差調整前，應先進行貫通測量，亦即將相向開挖兩巷口附近的巷外控制點，重新施測并加以平差。在允許調整的范圍內，所有重要放樣工作，都以平差后的坐標和高程作為調整施工中線和放樣的依據。礦井測量在煤礦生產中有比較重要作用，貫通質量與否直接影響礦井安全生產與礦井效益。

二、控制測量與高程聯系測量環節

控制測量與高程聯系測量環節是需要按照相關測量方法和操作方式以保證精確的測量環節。在實際施工階段，進行施工控制測量和建筑物的定線放樣測量是精確測量工作的必要環節，也是保證井下工程按照設計步驟施工的基礎。井下工程測量由地面控制測量和井下控制測量兩部分組成，在兩部分分測之后，還需要將兩部分聯合測量，形成統一的控制網?？刂凭W顯示的相關坐標系數和高程系統相互統一，以保證測量的準確無誤。如果以斜井施工的方法進行測量，則要注意井上和井下位置的測量都要面面俱到。還有另外一種測量方式是通過井筒，將地面近井控制點的平面坐標和方向傳遞到井下平面控制點上，以這種方式得出數據，作為井下導線的起算坐標和起算方向的平面聯系測量。平面聯系測量經過時間的演變有了具體科學的改進，近代研發的科學設備，例如光學投點儀、激光垂準儀和陀螺經緯儀等，結合人類的智慧開場出了定向測量的新方法。由于單井平面測量通常采用投放鋼絲、測定垂線、投點連線的方法來測定坐標系數和坐標位置，工序較多，傳算過程復雜。所以已經逐漸被定向測量取代。定向測量通過兩個豎井之間投點的相互連接，通過兩井輔助進行定向測量。在高程測量方面，原有的吊垂線法、長鋼尺法或長鋼絲法逐漸被近代的電磁波測距儀測深的方法所取代。另外，還需要注意的是，在測量過程中所選的設備儀器都需要經過標準檢測，這也是保證測量精確的前提條件。

三、測圖比例環節

在井下工程規劃設計、施工階段，視工程規模的大小和建筑物所處的井下深度，需要使用已有的各種大、中比例尺地形圖，或測繪專用地形圖。地形圖測繪范圍，除滿足主體工程和附屬工程的設計需要外，還應考慮在巖體掘空后，地面沉陷、巖體移動以及地下水滲入的可能影響范圍。測圖比例尺，對大型地下工程，規劃階段為 1：500～1：10000；初步設計階段為 1：200～1：2000；施工設計階段為 1：200～1：2000。對小型地下工程，初步設計和施工計用圖常一次測繪，比例尺采用 1：500～1：2000。此外，還要測繪必要的縱、橫斷面圖以及地質剖面圖等。

四、礦山測量任務

明確礦山測量的主要任務，對煤礦井下測量工作有著很關鍵的幫助。礦山測量工作涉及到地面和井下多個區域，在涉足這些全新的自然區域時，有著諸多安全隱患的存在。因此礦山測量的任務就涉及到信息收集，準備措施等工作。具體來說，建立礦區地面控制網、礦區地圖的測繪、礦山施工測地表移動沉降觀測和礦體幾何圖繪制都是礦山測量的主要任務。其中，礦山施工測量是礦山建設和開采過程中為各種工程的施工所進行的測量工作，即地面上的土建工程測量、井下控制測量和施工測量、豎井定向測量和豎井導人高程測量、豎井貫通測量。在施工建造過程中和運營管理階段，還需定期進行巖層與地表移動沉降觀測、巷道及井身各部位及其相關建筑物及輔助建筑物的沉降觀測和位移觀測，以及為礦區的復耕進行測量服務等。參與“三下”采煤和塌陷區綜合治理以及土地征用和村莊搬遷的方案設計和實施；進行礦區范圍內的地籍測量；對于井下系統，要在煤礦生產各個階段，對采掘工程是否按設計施工進行檢查和監督；利用測繪資料，解決煤礦生產、建設和改造中提出的各種測繪問題，并為煤礦災害的預防、救護提供有關的測繪資料；要測繪各種煤礦井下相關測量圖件，滿足生產、建設和規劃各階段的需要；根據礦區地表與巖層移動變形參數，設計和修改各類煤。

五、結語

煤礦井下地質測量工作的難度大，要求高，在對數據精確性和人員專業性方面都有著極高的要求。由于地質數據會隨著時間和空間的變化而變化，所以數據的動態性使得地質測量工作難度變大，不確定性和誤差性大大增長，這也間接影響著施工人員的自身安全和煤礦生產設施的建設質量。因此，查找數據，膽大心細，及時繪圖，成為做好測量工作的必然要求。相關技術人員需要掌握一定的地質變化知識，通過精密的繪圖，做好對地質層的準確性分析，從而提高工作質量和工作安全性。

參考文獻：

[1]石智軍，李泉新，許超. 煤礦井下隨鉆測量定向鉆進技術及應用[J]. 地質裝備. 2013（14）

[2] 石智軍，董書寧. 煤礦井下近水平隨鉆測量定向鉆進技術與裝備[J]. 煤炭科學技術. 2013（03）