王亞東

（山西高河能源有限公司，山西 長治 047100）

煤礦地質(zhì)測量工作貫通礦井的規(guī)劃、開拓、開采等施工階段，地質(zhì)測量工作的精度及效果，直接影響煤礦的生產(chǎn)和經(jīng)濟效益。若精度較低可能會導(dǎo)致井下相向掘進(jìn)巷道不能貫通、或影響安全措施的決策，誘發(fā)安全事故[1-3]。隨著我國許多礦井淺部資源的枯竭，采礦形式變得越來越復(fù)雜。因此，研究提高煤礦井下地質(zhì)測量的精度，對保證礦井安全生產(chǎn)、降本增效具有十分重要的意義[4-5]。

1 煤礦地質(zhì)測量常用方法

煤礦井下由于受到地形和環(huán)境的限制，如空間較小、環(huán)境潮濕等復(fù)雜條件，其地質(zhì)測量工作通常使用以下幾種方法。

1.1 GPS地質(zhì)測量技術(shù)

GPS技術(shù)自發(fā)明以來，由于其具有測量精度高、受地形限制較小、測量速度快等優(yōu)點，已在土木、水利等各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過研究者和工程師的不斷探索，近年來，GPS地質(zhì)測量技術(shù)也在煤礦井下測量中得到了應(yīng)用且日趨成熟。GPS技術(shù)與井下傳統(tǒng)測量技術(shù)相比提高了井下測量的精度和效率，目前已經(jīng)成為煤礦測量的常用技術(shù)手段之一。

1.2 GIS地質(zhì)測量技術(shù)

隨著計算機信息技術(shù)的發(fā)展，GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)也在煤礦測量中得到了應(yīng)用。GIS技術(shù)具有高度信息化的優(yōu)點，在測量時可通過數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備將測量數(shù)據(jù)導(dǎo)入計算機，通過計算機繪制煤礦地質(zhì)地形圖，節(jié)省了傳統(tǒng)測量技術(shù)所需的內(nèi)業(yè)作業(yè)時間，且計算機處理數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，減小了測算誤差。GIS技術(shù)的應(yīng)用又一次大幅提升了煤礦測量效率，同時提高了技術(shù)資料的可靠性。GIS系統(tǒng)示意圖如圖1所示。

1.3 陀螺定向地質(zhì)測量法

陀螺定向測量技術(shù)具有操作簡便、測量精度高的優(yōu)勢，在井下聯(lián)系測量時，采用陀螺定向測量技術(shù)優(yōu)勢明顯。該技術(shù)適應(yīng)于地質(zhì)環(huán)境較復(fù)雜的環(huán)境中，在進(jìn)行測量時，對煤礦的正常生產(chǎn)無較大影響，在保證測量精度的同時，又提高了礦井的生產(chǎn)效率。陀螺儀示意圖如圖2所示。

圖1 GIS系統(tǒng)示意圖

圖2 陀螺儀示意圖

2 影響煤礦地質(zhì)測量精度的主要因素

煤礦井下測繪作業(yè)主要包括：測量、數(shù)據(jù)記錄、內(nèi)業(yè)計算、繪圖、校正等環(huán)節(jié)，各個環(huán)節(jié)之間相互影響關(guān)系密切，而地質(zhì)測量工作又是其他環(huán)節(jié)工作的基礎(chǔ)，其測量精度直接影響測繪作業(yè)的成敗。影響煤礦測量作業(yè)精度的因素主要有以下幾方面。

2.1 選擇與校對設(shè)備

隨著煤礦開采機械化、現(xiàn)代化程度的提高，井下設(shè)備的選擇對礦井的經(jīng)濟效益和正常生產(chǎn)都有著十分重要的影響。對于煤礦地質(zhì)測量工作也不列外，要得到較好的測量數(shù)據(jù)，首先要選擇合適的測量儀器。測量儀器在使用前要有專業(yè)技術(shù)人員對其進(jìn)行校正，若不進(jìn)行校正工作，或校正工作有誤，將會造成測量數(shù)據(jù)不可靠，影響測量作業(yè)的繼續(xù)進(jìn)行。

2.2 篩選測點

煤礦地質(zhì)測量工作具有作業(yè)空間狹小、測量儀器設(shè)備及測點所處環(huán)境復(fù)雜多變的特點，尤其在地應(yīng)力較大的情況下，選取的測量點會在地應(yīng)力作用下發(fā)生位移，從而影響測量作業(yè)。因此，在選擇測點的位置時，必須考慮各種因素的影響，來保證測點位置在測量作業(yè)時間段內(nèi)。

2.3 技術(shù)人員專業(yè)素質(zhì)

人員是一切施工作業(yè)的關(guān)鍵性影響因素之一，人員素質(zhì)的高低直接影響作業(yè)結(jié)果。若煤礦地質(zhì)測量工作人員操作不熟練，或基本原理掌握不扎實，則在儀器調(diào)平、對中、校正、讀數(shù)等環(huán)節(jié)都可能產(chǎn)生誤差，從而使得測量數(shù)據(jù)不可靠。

3 提升煤礦地質(zhì)測量精度的措施

3.1 做好測量前期準(zhǔn)備工作

凡事預(yù)則立，在煤礦地質(zhì)測量作業(yè)中也是如此，高效、合理、完善的準(zhǔn)備工作，可決定整個地質(zhì)測量工作的最終結(jié)果。煤礦地質(zhì)測量的準(zhǔn)備工作主要包含以下幾點。

（1）進(jìn)行地質(zhì)測量作業(yè)之前，應(yīng)對測量儀器進(jìn)行仔細(xì)校正，盡可能地減少儀器所造成的誤差，從而規(guī)避儀器誤差積累導(dǎo)致的問題。

（2）因地制宜地選擇測量方案。根據(jù)煤礦的實際地質(zhì)條件和巷道布置情況，選取適合的測量方案，并由相關(guān)專家進(jìn)行評定，對不適當(dāng)之處進(jìn)行修改。

（3）對測量數(shù)據(jù)的處理和審核要采用科學(xué)的方法，保證測量作業(yè)讀取的相關(guān)數(shù)據(jù)全面審核，嚴(yán)防數(shù)據(jù)處理和審核工作中出現(xiàn)的遺漏失誤。

3.2 核對原始數(shù)據(jù)

測量作業(yè)現(xiàn)場記錄的原始數(shù)據(jù)對測量的最終效果影響很大，因此應(yīng)保證測量作業(yè)原始數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，從第一道工序上來杜絕誤差和錯誤，從而使得整個測量工作具有較高的精度。測量作業(yè)時，讀數(shù)后應(yīng)當(dāng)及時進(jìn)行記錄，記錄者要留意當(dāng)前記錄的數(shù)據(jù)和之前的原始數(shù)據(jù)是否存在較大出入，并進(jìn)行原始數(shù)據(jù)的不定期對比分析。若發(fā)現(xiàn)存在較大差別的情況，應(yīng)進(jìn)行進(jìn)一步的分析，得出原因，若屬于誤差或失誤范疇，應(yīng)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理。由于原始數(shù)據(jù)較多，對比起來較為復(fù)雜，因此，可采取初審和復(fù)審相結(jié)合的方法，來保證原始數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3.3 布置監(jiān)測點

煤礦地質(zhì)測量工作中，影響測量誤差的因素相當(dāng)多，為減小誤差同時及時發(fā)現(xiàn)和糾正誤差，可在井下測量線路上布置監(jiān)測點，對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行校正和控制。監(jiān)測點的布置位置對測站的測量結(jié)果影響甚大，因此，盡量將監(jiān)測點布置在地質(zhì)條件較好，不易受不良地質(zhì)條件影響的位置。同時，監(jiān)測點的數(shù)量也應(yīng)當(dāng)合理，使之既能保證對誤差的監(jiān)控，又盡可能地節(jié)約成本。技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)煤礦具體條件，來合理的選擇監(jiān)測點數(shù)量。

3.4 繪圖應(yīng)準(zhǔn)確

測量得到的地質(zhì)地形圖可直觀地表現(xiàn)井下實際情況，指導(dǎo)下一步的施工作業(yè)。因此，繪圖精度的高低，也直接關(guān)系到后續(xù)施工的精度。通過工程實踐總結(jié)，在繪圖時應(yīng)做到以下要求。

（1）繪圖作業(yè)人員應(yīng)對煤礦的地質(zhì)情況有較為深入的了解，有扎實的繪圖功底，保證礦井的原貌可以真實完備地展現(xiàn)在圖中。

（2）在圖中應(yīng)當(dāng)對重要點位和未測量的點位進(jìn)行專門的標(biāo)注，使施工人員可以在圖上了解所需要的信息，保證后續(xù)測量工作的順利開展。

3.5 重視培訓(xùn)、管理測量人員

如前所述，測量作業(yè)人員素質(zhì)高低，對測量工作有著決定性的影響，因此，要想提高測量作業(yè)的精度就要提高測量作業(yè)人員的整體素質(zhì)。礦山可以組織技術(shù)人員針對測量作業(yè)進(jìn)行專門的定期日常培訓(xùn)，同時，為提高技術(shù)人員的專業(yè)素質(zhì)，可對技術(shù)人員進(jìn)行外派到其他礦井或相關(guān)科研單位進(jìn)行學(xué)習(xí)，制定完善的學(xué)習(xí)激勵機制，充分調(diào)動員工的學(xué)習(xí)積極性，從而全面提升測量作業(yè)人員的整體素質(zhì)。

3.6 運用計算機進(jìn)行輔助

計算機已經(jīng)成為當(dāng)今各個領(lǐng)域不可缺少的“得力助手”，在煤礦地質(zhì)測量工作中，也應(yīng)充分使用計算機進(jìn)行輔助。礦山?jīng)Q策者可引入先進(jìn)的測量軟件和繪圖軟件，從而提高測量效率，減小測量誤差，使得測量工作的信息化、智能化水平整體提高，有效確保測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和控制測量精度。

4 結(jié)論

（1）對煤礦地質(zhì)測量常用的測量方法進(jìn)行了闡述，從設(shè)備、測點布置、人員素質(zhì)等方面分析了影響煤礦地質(zhì)測量精度的因素。

（2）在對煤礦地質(zhì)測量影響因素分析的基礎(chǔ)上，從準(zhǔn)備工作、數(shù)據(jù)處理、監(jiān)測點的設(shè)計、繪圖工作、計算機輔助等角度闡明了提高測量精度的措施，應(yīng)用效果良好，值得借鑒。