副斜井與西輔運(yùn)大巷貫通的實(shí)踐與分析

王金輝

摘 要：巷道貫通測(cè)量是煤礦重要的測(cè)量工作，貫通測(cè)量的精度直接決定了巷道貫通的質(zhì)量，也是礦井安全生產(chǎn)與建設(shè)的重要保證。本文以山西小回溝煤礦副斜井與西輔運(yùn)大巷的兩井貫通為例，從巷道貫通的目標(biāo)出發(fā)，根據(jù)貫通測(cè)量的精度要求，結(jié)合貫通測(cè)量的誤差預(yù)計(jì)，切合實(shí)際地給出了高效的貫通測(cè)量方案，并根據(jù)實(shí)際結(jié)果，總結(jié)出井下貫通測(cè)量方法和貫通測(cè)量注意事項(xiàng)，對(duì)煤礦貫通測(cè)量工作具有一定指導(dǎo)和借鑒意義。

關(guān)鍵詞：貫通測(cè)量；兩井貫通；誤差預(yù)計(jì)；測(cè)量精度

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.084

1 引言

貫通測(cè)量，尤其是大型貫通測(cè)量是礦山測(cè)量的一項(xiàng)重要工作，貫通測(cè)量的主要任務(wù)就是保證巷道在貫通點(diǎn)上或相遇點(diǎn)上，其測(cè)量誤差不超過(guò)一定數(shù)值能夠滿足測(cè)量規(guī)程和巷道使用需要[1]。不論何種貫通，在施工前必須做貫通預(yù)計(jì)。應(yīng)根據(jù)誤差預(yù)計(jì)結(jié)果和貫通巷道性質(zhì)、用途和自然條件等因素充分考慮測(cè)量中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，制定最佳的測(cè)量的方案，編制測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)書，確保巷道貫通萬(wàn)無(wú)一失[2-5]。貫通工程質(zhì)量的好壞，直接影響巷道質(zhì)量，甚至造成巷道報(bào)廢等非常嚴(yán)重的后果，在經(jīng)濟(jì)上和時(shí)間上給國(guó)家、集體或個(gè)人造成巨大的、難以彌補(bǔ)的損失[6-8]。為了加快礦井建設(shè)速度、縮短建井周期保證礦井正常生產(chǎn)接替和提高礦井產(chǎn)量，經(jīng)常采用多井口和多頭掘進(jìn)，這樣就會(huì)出現(xiàn)兩井間或井田長(zhǎng)距離巷道貫通測(cè)量[9-10]。因此，兩井間貫通測(cè)量就成為礦井生產(chǎn)中的一項(xiàng)必不可少的工作任務(wù)。

由于貫通測(cè)量的重要性，許許多多煤炭工作者針對(duì)貫通測(cè)量方面展開(kāi)了研究。黃恒等研究了豎井與斜井之間的貫通測(cè)量預(yù)計(jì)工作，并在阜新礦業(yè)集團(tuán)興阜煤礦-340m回風(fēng)大巷進(jìn)行了實(shí)例驗(yàn)證[2]。張成校[11]等根據(jù)姚橋煤礦西六采區(qū)的貫通測(cè)量案例，詳細(xì)介紹了采用精密儀器進(jìn)行貫通測(cè)量時(shí)的注意事項(xiàng)。。因此，本文以山西小回溝煤業(yè)副斜井與西輔運(yùn)大巷貫通為例，首先根據(jù)貫通精度要求對(duì)巷道貫通進(jìn)行誤差預(yù)計(jì)，通過(guò)預(yù)計(jì)給出切實(shí)可行的測(cè)量方案，并對(duì)實(shí)際貫通測(cè)量中的細(xì)節(jié)進(jìn)行了剖析與探討，最后根據(jù)案例，總結(jié)貫通測(cè)量中所需要注意的細(xì)節(jié)進(jìn)行了經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。

2 工程概況及要求

小回溝礦井隸屬于山西小回溝煤業(yè)有限公司，井田位于山西省太原市清徐縣西北15km處，行政區(qū)劃隸屬清徐縣、古交市管轄，井田地理坐標(biāo)：東經(jīng) 112°13′00″～112°17′30″，北緯 37°40′00″～37°43′30″，開(kāi)采資源屬太原西山煤田，井田面積為33.5877平方千米。

井田采用立井、斜井混合開(kāi)拓方式。投產(chǎn)時(shí)礦井工業(yè)場(chǎng)地布置有主斜井、副斜井、管道斜井、專用進(jìn)風(fēng)斜井、回風(fēng)立井5個(gè)井筒，其中副斜井、回風(fēng)立井為新開(kāi)鑿井筒。根據(jù)煤層賦存條件，全井田劃分為三個(gè)水平，一水平大巷共四條，分別為輔運(yùn)大巷、運(yùn)輸大巷和兩條回風(fēng)大巷。本礦井屬高瓦斯礦井，二期施工區(qū)域內(nèi)多陷落柱，水文地質(zhì)情況中等，頂板破碎。

副斜井井筒入口坐標(biāo)X=4175470.451 Y=37613099.840 Z=+1139.8m

，井筒掘進(jìn)方位角α=257°；在平距897.225m，方位角由257°變?yōu)?70°，井筒傾角以-6.5°為主，設(shè)計(jì)井筒基巖段斜長(zhǎng)（至一水平）2435m，落底于井田中部通過(guò)副斜井繞道與西輔運(yùn)大巷相連，落平標(biāo)高為893.495m。副斜井施工完畢后進(jìn)入輔運(yùn)大巷，輔運(yùn)大巷由管道斜井落平后向西施工輔運(yùn)大巷，故本次貫通為兩井貫通。，進(jìn)風(fēng)井井口至預(yù)計(jì)貫通點(diǎn)距離1890m（平距），其中斜井550m（平距），大巷1340m（平距）；副斜井至預(yù)計(jì)貫通點(diǎn)2395.6m，其中副斜井2110m（平距），輔運(yùn)大巷110m（平距），繞道215m（平距）。依據(jù)《煤礦測(cè)量規(guī)程》規(guī)定和實(shí)際工程要求：水平方向的允許偏差在0.5m 以內(nèi)，高程方向上允許偏差在0.3m以內(nèi)。

3 測(cè)量方案的選擇

由于現(xiàn)在管道斜井為礦回風(fēng)斜井，風(fēng)速較大、能見(jiàn)度差，測(cè)量方案選擇由進(jìn)風(fēng)斜井往下測(cè)量，由進(jìn)風(fēng)井與副斜井進(jìn)行聯(lián)測(cè)沿設(shè)導(dǎo)線點(diǎn)到井底，在井下進(jìn)行同一系統(tǒng)聯(lián)測(cè)。且導(dǎo)線均由地面近井點(diǎn)XHG1、XHG2和XHG3起始，起算資料為《山西小回溝煤業(yè)有限公司礦區(qū)E級(jí)GPS近井點(diǎn)測(cè)量成果表》，7″級(jí)測(cè)設(shè)精度（詳見(jiàn)圖1）。由于礦井風(fēng)力較大，對(duì)中誤差是影響井下導(dǎo)線測(cè)量精度的主要原因。因此，在施測(cè)井下導(dǎo)線時(shí)，采用了三架法。這樣，使對(duì)中誤差減少到最小程度。

3.1 井下導(dǎo)線測(cè)量

（1）測(cè)量方案：施工導(dǎo)線按基本控制7秒級(jí)導(dǎo)線進(jìn)行觀測(cè)。

（2）測(cè)量?jī)x器及設(shè)備：采用徠卡TC-702全站儀一臺(tái)、棱鏡2臺(tái)、架腿3個(gè)、小鋼卷尺3把、垂球3個(gè)、線繩。

（3）井下平面控制測(cè)量。1）水平角采用測(cè)回法進(jìn)行觀測(cè)，每站采用一次對(duì)中，一個(gè)測(cè)回，獨(dú)立測(cè)量?jī)纱?。?秒級(jí)要求施測(cè)，同一測(cè)回間半測(cè)回互差不超過(guò)20秒，兩測(cè)回間互差不超過(guò)30秒，兩次對(duì)中測(cè)回間互差不超過(guò)45秒。如果超過(guò)以上要求，必須進(jìn)行重新觀測(cè)。2）導(dǎo)線點(diǎn)之間測(cè)距采用架棱鏡正反測(cè)，兩次所測(cè)平距不超過(guò)3mm。

（4）本次高程測(cè)量全部采用三角高程測(cè)量，垂直角觀測(cè)不少于兩個(gè)測(cè)回，儀器和前視高在開(kāi)始前和結(jié)束用小鋼尺各量一次精確到毫米，兩次丈量互差不大于4mm，取其平均值作為最終丈量結(jié)果，相鄰兩點(diǎn)往返高差不應(yīng)大于10mm±0.3*L（L為導(dǎo)線水平邊長(zhǎng)，m）。

3.2 貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)

本次貫通是兩井貫通，需預(yù)計(jì)貫通相遇點(diǎn)K在水平重要方向X軸上和高程上的偏差。

3.2.1 重要方向X軸上誤差參數(shù)的確定

根據(jù)以上預(yù)計(jì)可以看出，如果獨(dú)立施測(cè)7″級(jí)導(dǎo)線兩次后，則貫通點(diǎn)在水平重要方向上的預(yù)計(jì)誤差為±0.402米，小于±0.5米；在高程上的預(yù)計(jì)誤差為±0.272m，小于±0.3m。該方案可以滿足生產(chǎn)需要。故本次貫通測(cè)量方案采用布設(shè)附合高級(jí)導(dǎo)線方式，且附合導(dǎo)線必須獨(dú)立觀測(cè)兩次。endprint

4 貫通測(cè)量設(shè)計(jì)方案的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

貫通測(cè)量的好壞，固然決定貫通質(zhì)量的好壞，固然決定于所選擇的貫通方案和測(cè)量方法是否正確，但更重要的是實(shí)際施測(cè)工作的質(zhì)量。一方面在重要貫通工程開(kāi)始施測(cè)前，充分做好人員準(zhǔn)備，另一方面切實(shí)抓好質(zhì)量保證體系貫徹落實(shí)。除此以外，還要注意采取以下措施：

（1）采用高精度的測(cè)量?jī)x器；增加對(duì)中次數(shù)；多測(cè)回測(cè)角；調(diào)整導(dǎo)線邊長(zhǎng)，盡量減少前后視長(zhǎng)短邊懸殊太大，造成的望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦誤差；短邊角測(cè)量時(shí)，嚴(yán)格整平對(duì)中儀器、多測(cè)回測(cè)角，減少對(duì)中誤差，前后視采取擋風(fēng)措施，減小風(fēng)流對(duì)儀器在照準(zhǔn)時(shí)的誤差。

（2）導(dǎo)線點(diǎn)全部設(shè)于頂板上；選點(diǎn)時(shí)要根據(jù)巷道具體情況盡量加大邊長(zhǎng)，一般邊長(zhǎng)在30～120米左右；導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)設(shè)在頂板堅(jiān)固，避開(kāi)淋水和積水的地方；導(dǎo)線點(diǎn)處應(yīng)便于安設(shè)儀器，并不影響運(yùn)輸，并且前后視通視良好。

（3）每次進(jìn)行導(dǎo)線延伸時(shí)，必須先對(duì)上一次所測(cè)量的最后一架儀器進(jìn)行檢查，當(dāng)檢查角符合要求時(shí)方可繼續(xù)往前延伸導(dǎo)線，否則必須一直往后檢查，直到符合要求后，方可由此向前延長(zhǎng)導(dǎo)線。每次延設(shè)中線時(shí)，中線點(diǎn)必須至少三個(gè)一組，并盡可能拉開(kāi)距離，相鄰兩個(gè)中線點(diǎn)間距離不得小于5m，以提高給線精度。并要求施工隊(duì)組要準(zhǔn)確調(diào)整激光指向儀，確保施工精度。

（4）在施工時(shí)用激光指向儀指向，以提高貫通精度。

（5）團(tuán)結(jié)協(xié)作，充分調(diào)動(dòng)職工的積極性，是提高測(cè)量貫通精度和工作效率的有效途徑。

鑒于上述分析，只要抓好貫通測(cè)量中的每一個(gè)環(huán)節(jié)的工作，就能保證每一個(gè)貫通工程都能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確a貫通，使測(cè)量真正起到“眼睛”的作用。

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