矿井贯通

矿井贯通（共4篇）

矿井贯通 篇1

摘要：贯通测量是矿山测量的重要组成部分, 本文以某矿主井与副斜井的贯通测量为例, 设计了矿井定向测量方案和矿井高程测量方案, 并对高程测量方案进行了比选, 确定了最优方案。本文的探讨对于矿井贯通测量实践具有一定的参考意义。

关键词：矿山测量,贯通测量,矿井定向,高程导入

矿山测量是煤矿生产建设的一部分, 而贯通测量则是矿山测量工作中的重要组成, 其关系到矿井巷道是否可以顺利贯通, 因此对于矿井建设、生产推进极其重要。在贯通测量时, 矿山测量人员主要是保证巷道掘进位置与设计位置一致, 并保证沿着设计的方向掘进, 使巷道贯通后在相遇处的偏差符合规定限差。这就给矿山测量人员提出了很高的要求, 要求其在测量工作中要做到认真对待, 测量与计算均应一丝不苟。如果巷道贯通后在相遇处偏差超限, 轻则调整巷道走向与坡度, 重则巷道报废, 甚至于因贯通误差造成人员伤亡等重大生产安全事故, 给国家与企业造成经济损失。针对巷道贯通测量, 众多的技术人员做了相应的探讨与实践, 对指导贯通测量工作更好的开展提供了可借鉴的经验, 也为矿山测量技术发展提供了有益的探索。

1项目概况

某矿因连年高强度开采, 井田内采空区面积不断扩大, 为了保障井下作业安全, 需增加巷道内的通风, 为此, 决定将主井与副斜井进行贯通。为加快该工程进度, 经项目研究后决定采取两井同时以全断面相向掘进的方法施工。经井下测量后巷道全长5836m, 其中尚未掘进部分的长度为1886m, 根据两井的掘进速度, 经计算决定在距离主井1604m处的k点处相遇贯通。矿井地质情况良好, 施工巷道所在岩层地质情况简单, 围岩稳定, 地压不明显, 所采用的支护方式为喷浆。

2矿井定向测量方案

2.1一井定向测量方案 矿井定向一般分为一井定向和两井定向, 本次工作中主井采用一井定向来实现井上下平面坐标联系。在主井内竖向投下两根钢丝, 两钢丝之间距离3.0m, 下挂垂球, 以水或油使其稳定, 选井下一点后视近井点。地面上以5秒导线施测连接导线, 同时在井下布设7秒导线连接。连接方法具体为:由于在两根钢丝A、B点处不能架设测量仪器, 因此直接实现定向连接不可能。可以选井上下的连接点G3与1, 在井上下形成以AB为公共边的连接三角形ABG3和AB1。通过连接三角形的平面投影, 我们可以知道, 当已知G2点的坐标、G2-G3边的方位角、地面三角形的三个内角和边长时, 就可以以导线测量的计算方法算出A、B点在地面坐标系统中的坐标值, 同时得到AB连线的方位角。之后, 测定连接角, 再以导线推算方式计算出导线边起始边1-2的方位角及1点的坐标。

生产中, 选择井上下连接点时应符合以下要求: (1) 点G3与G2及点1与2应彼此通视, 且G3-G2和1-2的长度应该尽量大于20m。当G3-G2边小于20m时, 在G3点进行水平角观测, 每次观测时仪器应对中三次, 并且对中时应将照准部的位置变换120°, 消除度盘刻画不均差; (2) 为了构成比较有利的延伸三角形, 设置点位时应尽可能的将G3与1设在AB延长线上, 同时要求延伸三角形的锐角尽可能的小于2°, 提高连接效果; (3) 点G3和1适当地靠近离其最近的钢丝。

2.2陀螺定向测量方案 为了控制贯通中导线方位的误差, 提高贯通精度, 应在导线边上加测陀螺边, 以测得的真方位角检核该边的坐标方位角。经对比后选择索佳全站仪式陀螺仪-GP1X在主井中进行陀螺边定向, 用于未知测站坐标条件下的真北方位定向。全站式陀螺仪是地下或狭窄环境中进行测量与放样的理想设备, 索佳GP1X由手动型GP1陀螺仪和SET X全站仪组合而成, 真北方位测定精度小于20秒;平均定向测量时间约20分钟;出众的轻便、机动性能使其无需使用特型的笨重三脚架;特别安装陀螺定向测量的机载程序;新开发的遥控器DLC1, 使定向测量的操作更加方便;测定真北方向后, 在全站仪中自动计算并设定坐标方位角;SET X能抵御恶劣的测量环境, 其IP65的防尘防水等级, 在目前Win CE全站仪中具有最高水平;可提供4个等级的测角精度。

陀螺定向测量工作由三部分组成: (1) 通过矿井的立井, 以钢丝挂垂球的方式向待定向巷道实现投点; (2) 以连接三角形实现井上、下连接测量, 完成定向与平面坐标导入; (3) 在井下基本控制导线的起始边上用陀螺全站仪GP1X进行陀螺定向。a投点。立井的井筒较深、加之淋水、尘雾等影响, 选择采用钢丝投点。为了提高投点效率, 尽可能少占井筒, 将钢丝布设在管子间, 采用单重稳定投点。b连接。地面连接:在G2点安置测量仪器与垂球线A进行连接, 其测角、量边精度按《煤矿测量规程》执行。井下连接:由陀螺定向边1-2起敷设或15秒级导线至2、1点。在1点架仪器与垂球线A的稳定位置连测, 连接精度要求同15″导线。井上、下连接导线与垂球线A的连接都应独立进行两次, 其最大相对闭合差对地面二级导线不大于1/10000。c定向。在选定的起始边1-2上用陀螺全站仪-GP1X以逆转点法进行陀螺定向, 经真方位角与坐标方位角转换求出该边的坐标方位角α。

3矿井高程测量方案

3.1地面高程测量方案

为了统一井上、下高程系统, 在每个井口附近设立不少于两个井口高程基点, 其高程应尽可能从不低于四等的已知水准点起, 按四等水准测量的精度要求测定。在丘陵和山区难以布设水准路线时, 可用三角高程测量方法测定, 但应使高程基点的高程中误差不超过±3cm。

3.1.1水准测量方案。水准路线一般有闭合路线、附和路线和支水准路线。测量高程基点的水准路线可布设成附 (闭) 合路线、高程网或支水准路线。其中, 除支水准路线必须往返观测外, 其余均可只进行单程测量。在本次设计中地面高程测量路线与导线布设路线一致。

3.1.2三角高程测量方案。三角高程测量多用于丘陵和山区, 本次设计中地面高程测量路线与导线布设路线一致, 使用徕卡TC401型全站仪进行三角高程测量。

3.2导入高程测量方案

3.2.1长钢丝法方案。主井为立井, 长钢丝法投入标高较为方便可行。施测时将钢丝缠在小绞车上, 悬挂5kg垂球经井筒缓慢下放至巷道水平处, 确定自由悬挂后换上重砣。井上下各安置水准仪分别在钢丝上做标记, 同时井上下水准基点上立尺读数独立进行两次。

3.2.2光电测深法。测深可用大功率光管的光电测距仪传递高程, 在井下安置测距仪, 在井盖上设置反射镜, 使其和井下反射镜在同一铅垂线上, 同时井上、下各架设一台水准仪, 分别在水准点上和反射镜上立尺读数。

3.3井下高程测量方案

3.3.1水准测量方案。井下水准测量由已知高程点开始, 向未知高程点进行水准测量。为了求得各高程点的高程, 必须实地测出各相邻两测点间的高差。井下水准测量时, 当一段水准路线段施测完毕后, 应及时在现场对外业观测记录进行检查, 确定合格再搬站进行下一测段的施测。为避免导线重复测量, 井下高程点将使用导线点来进行测量。

3.3.2三角高程测量方案。根据规程规定, 倾斜巷倾角超过7°不得使用几何水准测量高程, 因此贯通工程中凡大于7°的斜巷均按照三角高程来测量标高。观测使用仪器及精度要求, 仪器高及棱镜高可用小钢尺在观测前及观测后各丈量一次, 两次丈量之差不大于4mm并取平均值作为丈量结果。

3.4高程测量择优方案通过精度预计, 采用可以满足精度要求而且更加方便和快捷的三角高程法来进行井口水准点的建立。主井的高程控制测量按《国家水准测量规范》有关地面四等水准测量规定执行, 四等水准测量独立进行两次取平均值。通过精度预计, 采用精度更高更加便捷的光电测距法来进行导入高程的方案执行。井下高程测量方案使用水准测量与三角高程测量结合的方案。

4结束语

实现成功贯通后, 还应进行如下联测工作: (1) 坐标的联测:贯通后, 从地面井筒中心下放钢丝, 垂球重量为35kg, 地面和井下各安置一台2″级全站仪, 水平角4个测回。 (2) 高程的联测:从地面井筒下放钢丝, 下放时先悬挂2kg的垂球, 下放到巷道水平后, 悬挂5kg的垂球放置于油桶中, 待钢丝稳定后, 在井上下各安置一台全站仪, 分别测量2个测回。

贯通测量工作对于保障矿井高效生产意义重大, 本文重点关注了定向测量与高程测量工作方案, 而未对陀螺定向工作做详细分析, 但鉴于陀螺定向的重要性, 应在今后的工作中加以专门探讨。

参考文献

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[2]郑永海, 马超, 郑刚.鹤壁九矿两井贯通测量误差预计[J].煤矿现代化, 2011 (001) :110-113.

[3]张成, 顾和和.现代矿井贯通测量方案设计与误差预计[J].北京测绘, 2012 (2) :41-43.

某矿井贯通测量技术设计分析 篇2

主井与副井间距离为80m, 深度为490m, 矿体长度约3.768km, 宽2.129km。采矿为地下水平分层开采, 下盘方向推进。下盘竖井多水平开拓, 主副井中央集中布置, 主副井布置在矿体下盘的中央, 相距矿体200m。主井净直径6m, 用3.1m3的双箕斗提升矿石。副井净直径8m, 供提升人员、设备、材料及废石, 副井与西风井、东风井构成完整的通风系统。由副井入风, 西风井、东风井回风形成中央对角式通风系统。

2 贯通测量技术设计分析

为了保证贯通的顺利进行, 防止发生意外事故, 注意以下几点:施工时必须作好劳动保护措施, 不戴安全帽, 不得作业;当巷道掘进一定深度时, 要采取相应的措施改善井下作业的通风情况, 防止因通风不良而引起的事故;当相向工作面的距离接近30m时, 要以书面形式通知施工单位和安全部门, 撤出一个工作面的施工人员, 集中在另一个工作面施工。

2.1 贯通测量注意事项

(1) 贯通测量内业关键问题。认真审核设计图纸, 消除图上的数字错误, 这是确保完成测量贯通工程与井巷工程顺利时间竣工的大前提;认真做好大型贯通的误差预计, 紧紧抓住贯通工程中可出现较大误差的薄弱环节, 进行方案优化。采用先进技术与相应的强化措施妥善解这些主要矛盾, 以保证测量成果的精度;采用先进的技术装腔作势备进行测角量与计算, 在外业作业前务必做好仪器的检验校正工作;在内业计算台帐登记中, 采用“重迭计算法”以消除粗差。计算时两人独立进得对算, 检查结果是否一致, 之后再用PC-1500A袖珍机将原始数据输入计算, 以检查结果是否与对算的成果相符, 如有出入则认真检查以纠正在计算或抄写中的错误。台帐登记则采用每一个月由两人联合复查, 尽可能消除抄写中的粗差。对内业资历料的保管则由专人负责, 保管人员不作变动, 保证了内业成果齐全完整;不断提高测量人员的素质, 保持业务技术骨干的稳定, 这是工作成败的关键。

(2) 贯通测量外业关键问题。注意原始资料的可靠性。对方位、坐标、距离、高程等进行认真检核。对起算数据进行反复核对, 确保准确无误。使用控制网时必须对原有精度, 是否采动等进行了解, 必要时要进行检查测量;各项测量工作都要有可靠的检核, 要进行复测复算, 防止产生粗差, 对于重要的贯通工程, 进行复测时, 要换人换仪器进行测量;精度高要求的贯通工程, 要采取相应的措施进行提高精度, 并注意解决实测中发现的问题。措施是多方面的, 例如:可以加测陀螺仪定向边, 并可以进行平差。钢尺量边时要精确尺长的钢尺, 制定量边细则等;对施测成果进行精度分析, 并与原误差预计的精度要求进行比较;利用施测成果进行标定要素时注意不能用错数据;贯通巷道挖掘过程中, 要及时进行测量和添图, 并根据测量成果, 及时调整巷道掘进的方向和坡度。

2.2 贯通测量的误差预计

近井点间距离是2.72km, 副井与东风井间距离是1.82km, i角为1/1850, 副井深510m, 东风井深560m。

(1) 地面四等GPS的误差预计。固定误差a≦10mm, 比例误差b≦10mm;

(2) 一井定向中误差。根据矿上已有资料求得一井定向一次测量中误差为mα=±35”。

(3) 井下导线测角中误差。根据矿上已有资料求得测角中误差为mβ下=±10"。

(4) 井下导线量边中误差。测距精度2mm+2ppm, 平均边长121米, ml=±2mm。

(7) 井下水准测量误差。每千米高差中误差mh L下=±15mm。

2.3 贯通相遇点K在x轴重要方向的误差预计

过K点以垂直于巷道的方向作为假定坐标x轴方向, 求相遇点K在水平重要方向上的误差, 求贯通相遇点K在水平方向x轴上的误差

(1) 地面测角误差影响,

α'两近井点连线与贯通重要方向x'之间的夹角

(2) 定向误差引起K点在x'方向上的误差

副井、风井两井独立两次定向平均值的误差所引起的

2.4 贯通相遇点K在高程重要方向的误差预计

(1) 地面水准测量引起的误差:

式中L—水准路线的单程长度, 以Km为单位。

(2) 导入高程引起的误差

经计算得;Mhoa=±0.0226mm;Mhob=±0.0288mm

(5) 贯通在高程方向上的预计误差

3 贯通后实际偏差测定

贯通后应该进行实际偏差的测定。这项工作很重要, 包括以下两项工作:

(1) 水平面内偏差的测定, 测定水平面内的偏差需要同时进行以下两项工作:把原来两个巷道的中线都延长到相遇点上, 测量两中线之间的距离, 这就是贯通巷道在水平重要方向上的实际偏差;将向导两端的导线点用经纬仪连测闭合导线, 以测定闭合边方位角差值, 并计算导线的角度闭合差, 和坐标闭合差, 并计算导线的相对闭合差, 以此检验是否符合井下所采用的7″级导线的精度要求。如果不符合精度要求, 则要重新敷设导线。

(2) 高程偏差的测定, 贯通后从巷道一端已知的腰线点用I级水准测量的方法连测到巷道另一端已知高程的腰线点, 计算其高程闭合差, 即为高程偏差。

4 结束语

矿井贯通测量误差是矿井开拓, 井下开采的重要测量工作。因此贯通测量技术设计中必然会包含测量误差预计, 这项工作是确保矿井顺利贯通前提和基础。通过贯通后测量实际偏差来验证贯通测量误差预计的科学性以及合理性, 从而为新下次矿井贯通设计提供参考, 进而不断积累经验, 提高贯通测量人员的技术水平。

参考文献

[1]吴永义等主编.冶金矿山测量规范[S].北京:冶金工业出版社, 1992.

[2]李德仁.误差处理与可靠性理论[M].武汉大学出版社, 2002.

矿井贯通 篇3

在煤矿挖掘的过程中,矿井建设的重要环节是贯通测量。贯通测量的精度涉及到矿井的挖掘、运输、安全等各种问题,贯通测量精度的大小深深地影响到全局工作的开展。只有贯通工作进行得顺利,后续工作才有可能顺利进行,但是假如贯通工作过程中产生差池,或者贯通的时候偏差较大,那么矿井的安全和巷道的质量则得不到保障。所以就贯通测量这一研究领域,工作人员在实践中积累了安全贯通的各种丰富的经验,下面为大家介绍在不同的大型矿井贯通的应用的多种测量技术[1]。

1 井巷贯通测量工作原则

在进行贯通测量工作时,测量人员要保障挖掘的工作面向着最先设计的方向前进,使贯通接合处的偏差在允许误差之内。所以,为了使巷道成功贯通,在贯通测量时,应该遵循以下几个原则:a)为了保障贯通精度在一定范围内,应该先确定采用哪种测量方案和方法。按照贯通测量的精度要求,最好选择常用的测量仪器和比较常见的测量方法,合理组织测量人员进行测量工作,并且优化测量方案和各阶段的测量方法;b)当贯通测量工作完成并计算完毕后,都应该进行检查工作。例如:对巷道进行了多次独立测量后,计算工作应该由至少两个人进行或者采用不同的测量方法;c)当贯通测量工程确定后,为了让贯通井巷各段的导线统一坐标系统、统一精度,测量人员必须要进行满足精度要求的控制测量,这同时也决定了井巷贯通能否成功。但是,因为较高精度的首级控制只是保障贯通成功的其中一个必要条件,所以通过以上方法并不能一定保障贯通成功[2]。各个阶段的测量和客观的检验与改正也是保证贯通成功的重要措施。

2 井巷贯通测量的方法

2.1 陀螺定向技术在矿井贯通测量中的应用

陀螺定向技术准备工作简单,不需要占用井筒,一次定向的中误差在5"~2'之间,精度较高。而且井筒深度不能影响定向精度。陀螺定向仪不仅可以检查和代替几何定向,而且当贯通导线很长时,通过增加测陀螺定向边变成方向附合导线,导线终点精度可以得到提高。

2.1.1 陀螺仪在深井定向测量中的应用

随着井筒深度的不断增加、井筒环境温度的提高、井筒淋水的不断加大,传统的几何定向已经无法满足对精度的要求[3]。陀螺定向不仅保障了井下工程的质量、保障了矿井安全而且减轻工作人员的劳动强度。

2.1.2 陀螺仪在井下平面控制中的应用

当在井下开始挖掘时,巷道掘进的方向用导线表示。通常在施工后阶段,由于巷道形成环形回路,只能应用单一支导线来决定挖掘的方向。但是单一支导线误差较大,难以保障贯通精度和工程质量。目前陀螺仪在煤矿方面普及越来越广,加测陀螺方位角已经成为主要技术手段。

2.1.3 陀螺定向技术在立井井筒装备安装中的应用

立井井筒装备涉及罐道、梯子间、罐道梁、电缆、管路等,其中罐道、罐道梁是重要组成部分。在立井井筒装备安装中,工作人员通常需要按照几何位置标定安装基准线。具体步骤是先应用井下陀螺仪定向确定基点成果,进而掌握井底垂球线的位置。然后把井底预埋的钢梁上固定,最后确定定位梁钢架所在的位置[4]。

2.1.4 陀螺仪在井下次要巷道和采区联系测量中的应用

进行井下开采时,进行的伞部测量工作称作采区测量。采取联系测量是采区测量最重要工作。因为工作比较艰苦如巷道窄,空气污浊等,再加上采取范围小。所以精度要求较低。用陀螺定向法,也就是用两逆转点观测法。方程式为:N=1/2(U1+U2),这种方法只需要10 min左右。并且定向精度很小可以达到±3'左右。测定时间6 min就可以完成。

2.1.5 陀螺仪在重要巷遒的检查验收中的应用

地面测量工作的顺序先控制后碎步。但是由于井下的环境与地面不同,所以井下的测量程序和地面相反。也就是先应用较低等级的导线来指导挖掘的方向,等工作进行到一定程度即导线拉得够长并且可以布设更高精度的导线时,将导线提高为高精度的控制导线。当一些重大的贯通工程进行时,假如没有条件布设更高等级的控制导线,可以应用陀螺仪方位角检查巷道方向,也就是要在施工过程中用陀螺仪测出它的实际方位角,进而与这个阶段的巷道的设计方位角比较,用来检验巷道挖掘的方向是否正确,并且查看是否要调整掘进的方向[5]。

2.2 中腰线一体测量在急倾斜巷道贯通中的应用

在急倾斜巷道贯通中经常会遇到采区运输及通风问题,所以必须用胶带运输上山(下山)并向上运输巷道,急倾斜巷道的坡度一般在600~700之间,非常陡峭,只能应用半圆仪和悬挂罗盘仪测量。测量人员一般都用以下方法进行测量:先在井巷的棚梁上打测钉,然后按设计方位用悬挂罗盘仪标定中线,最后再在井巷的棚梁下方1 m的地方打测钉。由于这类井巷过于陡峭,所以该方法在普通测量中不经常应用。中腰线一体测量的特点是中、腰线一体,并且一线多用,应用这种方法确定急倾斜巷道中、腰线既操作简便,而且使放线精度保持在规定范围内,适合300 m~800 m之间的较短距离的急倾斜巷道施工放线、贯通测量工作。根据操作规定,先确定备用井筒仓上、下中心位置,然后利用悬挂罗盘仪和半圆仪确定出巷道中、腰线。通常因为备用煤仓规定先挖掘5 m的垂直井巷后再以+70°坡度测量前进,在备用煤仓开始测量前需要先标定出煤仓下口十字中心线。通常先向上挖掘5 m后,在进行初次标定,用绳子联系并拉直十字中心线[6]。

在进行施工时还应注意:a)煤矿停止采取前6m及时上菱形网,停止采取后更应该注意对采区的超前护顶的工程质量验收工作,例如菱形网搭建不稳定或者小板梁距离不一致,导致在回收支架的过程中漏煤;b)如果没有进行临时支护,当移除悬移支架后,工作人员不准收取支架;c)工作人员有必要了解具体的工作情况,在工作岗位上一定要仔细查看施工环境、煤帮、顶底板、瓦斯、采空区、支护及其它设施的情况,严格排除不安全因素。

2.3 深部矿井长距离巷道贯通测量

有些煤矿井筒内部的环境比较复杂、内压较大、控制点容易产生变动,井筒上下边长变形大。所以在保障长距离井巷的贯通精度的同时,需要结合观测数据、地质条件分析的点位移动规律。

为了提高煤矿的生产产量,通常需要设计井筒两条巷道连接东西。矿井的地质条件较差再加上地压较大,由于井巷变形而导致待测点产生位移导致的误差成为主要误差。多数矿井因为地压较大而导致的巷道变形非常严重,待测点也因此而产生位移,有的甚至标记被破坏而认不出,给工作人员带来很大的困难。分析大量已有资料,因为地压较大产生的点位不可移动,而对方向观测误差产生重大影响。在往测记录的7″以下控制测量中,测量点的较小位移对测量成果的影响并不大。所以,在局部控制范围内,并没有引用已有成果。根据贯通预计理论,因为点位移动引起的方向偏差对贯通测量的水平方向影响最大。根据应力分析,在煤矿挖掘前,地下岩石保持静止,岩石内部保持着作用力的平衡。煤矿挖掘过程中,原有应力平衡的状态因为挖掘井巷而受到破坏,从而导致岩石内部应力的重新安排达到新平衡。

岩石内部应力达到新平衡的过程也就是岩层的移动过程。在这个过程中,井巷支护因为岩层压力的影响发生变形。综上所述,岩层巷道的顶板和底板的变形在平行于断面方向上最小。但是,这种巷道的底板最容易因为受到压力的影响而导致了向上凸起并产乍底鼓的现象,实际测量中误差在高程上较大。并且,待测点布设在了井巷的底板,那里容易受到行车、巷道维护的影响,并且测量点不容易保存;布设在顶板左右拱肩上的点因为压力不均匀而产生的位移,所以点位最适合布设在稳固的井巷中顶板上,结合井巷导线的发展现状、测量精度的规定,把导线点当作高程点。《规程》中规定,井下导线必须分两级布设,即先布设较低等级导线,等到井巷挖掘了300 m~500 m时,再布设较高等级控制点,以检验之前布设的较低等级导线是否符合规定。根据高等级控制点的实际测量的坐标,反求井巷的方位角和倾角,并适当改进井巷的中腰线。井巷挖掘过程中,以基本导线边作为基准,然后布设较低等级的导线。

3 结语

贯通测量在大型矿井测量中是一项非常重要的工作,测量人员必须使贯通测量能够按照设计的要求进行准确地贯通,进而使实际误差低于允许误差。本文从实际工作出发并且结合课本知识阐述了多种测量技术在大型矿井贯通的应用,这对于实际的贯通测量工作有重大意义,并且被测量人员熟练应用到实际中,具有很大的推广价值,有利于贯通测量的正确进行,同时提供了矿井地质预报,并保证了煤矿的安全生产。

摘要：针对不同类型的巷道,需要应用不同的测量技术。为了使巷道和初始模型吻合,需要经过多次试验,进行贯通测量过程中通过初始模型对各段巷道进行约束和调整,进而提高贯通的精度。介绍了多种矿井巷道贯通方案,通过中线沿引,不同的巷道需要不同的测量仪器和不同的导线施测方法。

关键词：大型矿井,贯通测量,测量方法,应用

参考文献

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[4]郭兴泉.煤矿井下双高工作面贯通测量方案设计与分析[J].科技资讯,2010(3):48.

[5]刘胜利,李宗稳.优化矿井测量控制系统提高巷道贯通准确性[J].山东煤炭科技,2009(5):16-17.

[6]王士平.贯通测量技术在整合矿井间的应用[J].价值工程,2013,32(6):38-39.

矿井贯通 篇4

鹤煤公司六矿-600 m北大巷位于井底车场东部, 为解决-600 m北大巷施工进度缓慢问题, 决定使用综掘机施工-600 m北大巷南端 (三水平轨道暗斜井一侧) , 从而加快与该巷道北端 (三水平回风暗斜井一侧) 贯通。

-600 m北大巷贯通属于一井内的巷道大型贯通, 贯通线路全长约 4 900 m (图1) , 其中平巷长为3 400 m, 斜巷长1 500 m, 贯通相遇点K点处巷道断面为4.6 m×3.6 m (宽×高) , 贯通段采用全断面、一次喷浆成巷掘进。根据施工工程要求, 贯通相遇点水平重要方向上的允许偏差为0.3 m, 高程方向上的允许偏差为0.2 m。

2贯通技术选择

-600 m北大巷贯通测量全长约4 900 m, 其特点为贯通路线长、风量大、高差大、要求精度高, 致使施测困难。根据此次贯通的特点, 决定采用以下测量方法:

(1) 采用陀螺定向技术, 加测陀螺定向边, 以陀螺定向边为坚强边对导线进行整体平差。

(2) 在井下导线测量中, 采用全站仪“三架法”导线测量技术进行7″级导线测量。

(3) 在井下高程测量中, 将“光电测距三角高程代四等水准”测量技术与全站仪“三架法”导线测量方法结合使用进行测量。

3贯通测量方案

3.1测量仪器

(1) 陀螺经纬仪。

采用WILD GAK1-41054型陀螺经纬仪陀螺定向, 选取一次定向中误差mA=±15″。

(2) 全站仪。

井下测角测边使用PTS-V2全站仪, 仪器等级Ⅲ等, 测边标称精度2 mm±2×10-6D, 测角标称精度Mβ=2′、MD=3 mm+2×10-6D, 其测角技术要求见表1。

注:①两测回间, 应将度盘位置变换180°/n (n为测回数) ;②n1, n2为复测支导线第一、第二测量的总站数。

此次全站仪测角中误差为±7″, 边长范围60～200 m, 观测方法为测回数, 同一测回半测回互差20″;两测回间互差12″;两次对中测回间互差20″;最大闭合差undefined。

3.2施测方法

3.2.1陀螺定向控制测量

陀螺定向使用WILD GAK1-41054型陀螺经纬仪, 采用地面两测回、井下两测回检测其固定角及边长。

在井底已知边布设陀螺边D1—S3;在-600 m北大巷一侧靠近巷道口布设陀螺边L31—L32;在暗斜井一侧靠近巷道口布设陀螺边L14—L15 (图1) 。《煤矿地质测量有关规程规定汇编》 (以下称“规程”) 规定:一测回测量陀螺方位角中误差为±15″, 实测为±4.4″, 满足精度要求。“规程”规定:测量陀螺方位角平均值的中误差为±10″, 实测为±1.6″, 满足精度要求。

3.2.2 “三架法”7″控制导线与红外测距三角高程测量

(1) -600 m北大巷侧。

-600 m北大巷一侧贯通导线以D1为起算点, 以此次D1—S3陀螺方位为起算方位进行导线测量, 方位闭合至陀螺边L31—L32, 进行方位角平差、方位角闭合差计算, 导线测量独立进行2次, L32点2次测量坐标互差为:ΔX=3 mm, ΔY=13 mm, 其导线坐标闭合差为13.3 mm, 满足导线全长相对闭合差1/6 000的精度要求。

-600 m北大巷一侧红外测距三角高程测量是以D1为起算点, 独立进行2次测量, L32点2次测量红外测距三角高程闭合差为9 mm, 满足undefined的精度要求。其中, L为导线点间的水平路线长度, km。

(2) 暗斜井侧。

暗斜井侧贯通导线以D1为起算点, 以此次D1—S3陀螺方位为起算方位进行导线测量, 方位闭合至陀螺边L9—L10, 进行方位角平差计算, 方位角闭合差16″, 导线测量再向前延伸至L15点, 导线测量独立进行2次测量, L15点2次测量坐标互差为:ΔX=35 mm, ΔY=32 mm, 其导线坐标闭合差为47 mm, 满足导线全长相对闭合差1/6 000的精度要求。

暗斜井侧红外高程测量以D1为起算点, 独立进行2次测量, L15点2次测量红外高程闭合差为12 mm, 满足undefined的精度要求。

4贯通测量误差分析

此次贯通测量主要实施井下导线测量、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点的预计偏差。

4.1贯通相遇点K在水平重要方向X轴上的误差

(1) 由陀螺定向误差引起的K点在贯通重要方向X轴上的误差。预计公式为:

MXα=±mαt/ρ×RY0

式中, mαt为陀螺定向中误差, 15 mm;ρ为固定常数, 206 265;RY0为井下导线起始点与K点连线在Y轴上的投影长, 1 150 m。

将数据代入公式计算得, MXα=±0.084 m。

(2) 由井下量边误差与以陀螺定向边为坚强边平差后的测角误差所引起的K点在贯通重要方向X轴上的误差。预计公式为:

undefined

代入数据计算得, MX下=±0.110 m。

(3) K点在贯通重要方向X轴上的预计误差。由于贯通测量时, 各项测量工作均独立进行2次, 故贯通相遇点K在重要方向X轴上的预计中误差为:

undefined

代入数据计算得, MX=±0.098 m。

贯通相遇点K在重要方向X轴上的预计误差为:

MX预=2MX, 即MX预=±0.196 m。

4.2贯通相遇点K在高程方向上的误差

(1) 井下红外代水准测量的高程误差。

按等外水准测量的标准, 井下“三架法”红外代水准测量路线长5 km, 引起的高程中误差为:

undefined, 即Mh下=±0.045 m。

(2) K点在高程上的预计误差。

由于贯通测量时, 各项测量工作均独立进行2次, 故贯通相遇点K在高程上的预计中误差为:

undefined, 即Mh=±0.032 m。

贯通相遇点K在高程上的预计误差为:

Mh预=2Mh, 即Mh预=±0.064 m。

4.3测量误差预计结果

由计算可知, 贯通相遇点K在重要方向X轴上的预计误差为±0.196 m, 小于允许偏差值±0.3 m;贯通相遇点K在高程方向上的预计误差为±0.064 m, 小于允许偏差值±0.2 m, 满足工程需要。

5效果检验

2010年5月, -600 m北大巷顺利贯通。巷道贯通后, 对贯通巷道两侧的贯通导线进行了闭合测量, 计算出距贯通相遇点最近的-600 m北大巷井下两导线点L15、L16的坐标及高程 (表2) 。

从表2可以看出, 距贯通相遇点最近的-600 m北大巷井下导线点L16在贯通重要方向X轴上的误差最大 (31 mm) , 小于贯通相遇点K在重要方向X轴上的预计中误差±0.196 m;距贯通相遇点最近的-600 m北大巷井下导线点L16在高程上的误差最大 (49 mm) , 小于贯通相遇点在高程上的预计中误差±0.064 m, 贯通精度满足生产和设计要求。

6结语