提高矿山井巷贯通测量精度方法探讨

提高矿山井巷贯通测量精度方法探讨

刘桥来

铁山垄钨业有限公司江西赣州342306

摘要：主要介绍贯通巷道中腰线的计算和标定，贯通后实际偏差的测定和中腰线的调整，其主要任务是保证井巷开挖按规定的精度贯通。

关键词：井巷贯通中腰线贯通偏差贯通修正提高精度

井巷贯通一般分为一井内巷道贯通、两井之间的巷道贯通和立井贯通3种类型。凡是由一条导线起算边开始，能够敷设井下导线到达贯通巷道两端的，均属于一井内的巷道贯通。两井间的巷道贯通，是指在巷道贯通前不能由一条起算边向贯通巷道的两端敷设井下导线，而只能由两个井口，通过地面联测、联系测量，再布设井下导线到待贯通巷道两端的贯通。立井贯通主要包括从地面及井下开凿的立井贯通和延深立井时的贯通。

1贯通巷道误差分三类：

1.1水平面内沿巷道中线方向上的长度偏差。

1.2水平面内垂直于巷道中线的左、右偏差∆X。

1.3竖直面内垂直于巷道腰线的上、下偏差∆h

以上三种偏差中，第一种偏差只对贯通在距离上有影响，对巷道质量没有影响；后两种偏差∆x和∆h对于巷道质量有直接影响，所以又称为贯通重要方向的偏差。

井巷贯通的允许偏差值，主要根据工程的需要，按井巷的种类、用途、施工方法及测量工作所能达到的精度确定。

2贯通巷道几何要素和标定要素的计算

井下主要巷道的位置是根据矿井的总体设计决定的，但在施工过程中还要根据实际情况作必要的修改。采区巷道更需要根据已有巷道和地质变化情况逐步作出施工设计。测量的任务是要把图上设计好的巷道，随着巷道不断向前掘进逐步地标设于实地，也就是要在实地上标定出巷道的开挖位置和给定巷道的掘进方向。

巷道水平投影的几何中心线称为巷道中线。标定出巷道中线就可控制巷道在水平面内的掘进方向。新开巷道标定中线的过程大致如下：

2.1检查设计图纸。设计的巷道要和已有的巷道保持一定的几何关系，或本身要符合一定的几何条件。测量人员在接到掘进任务书以后，须首先了解该巷道的用途和与其它巷道的几何关系，检核设计的角度和距离是否满足这些几何条件，并检查设计图上的角度和长度是否与注记的数字相符合，巷道的各部分尺寸、角度、高程、坡度等是否相互协调。然后根据工程要求和现有的测量仪器，决定测量的方法和精度要求，对主要巷道和要到达某一指定位置的巷道，测量精度要求高些，对次要巷道则可低些。

2.2确定标设的必要数据。经检查确认设计资料无误后，便可计算标定所需的数据，就近利用可靠的已知点的资料进行计算，在应用已知点时不要搞错了点，已知点的原始数据也不许抄错。由于这些差错造成测量事故的教训是很深刻的，务必引起注意。

2.3标定巷道开挖点和掘进方向。根据计算的标设数据，按选定的测量方法标定巷道的开挖点和掘进方向，并检查其正确性。

2.4随着巷道的不断向前掘进，标定和延长巷道中腰线。

2.5完工的巷道，应及时测绘到矿图上，在接近一些危险区或巷道快贯通时，要特别注意已完工巷道的位置，及时下发贯通通知单要求相关部门做好安防措施，以防意外。在掘进到设计位置时要及下发停工通知单，以免出现废巷。

2.6中线标定的具体方法如下：P1、P2为导线点，A为巷道中线点，已知P1、P2的实测坐标及A的设计坐标和巷道中线的设计方位角。根据上述已知数据，即可计算出放样中线点所需的有关数据β2、βA和L。

求得上述数据后，即可将经纬仪安置在导线点P2上，用盘左后视导线点P1，拨角度β2，并在视线方向上丈量距离L，即可得到中线点A1。然后盘右用同法可得A2，取A1A2的分中点得到A点。在A点上埋设与导线点相同的标志，并应用经纬仪重新测定出A点的坐标。标定开挖方向时可将仪器安置于A点，后视导线点P2，拨角βA，即可得到中线方向。

图1-1中线标定示意图

2.7巷道腰线的标定工作

为了运输，排水或其他技术上的需要，井下巷道须具有一定的坡度（平巷）或倾角（斜巷），有时则要根据实际测量资料来决定，在掘进过程中有时还要根据测量结果会同采矿人员对设计坡度和倾角加以调整。

巷道腰线是用来指示巷道在竖直面内的掘进方向及调整巷道底板或轨面坡度用的。腰线通常标设在巷道的一帮或两帮上，离轨面1m，每组腰线点不得少于三个,点间距以不小于2m为宜.最前面一个腰线点至掘进工作的距离一般不应超过30米。

腰线标定的方法如下：A点为已知点,C、D为待标定的腰线点.标定腰线点时,首先在适当的位置安置水准仪,后视水准点A.依此可计算出仪器视线的高程.根据井巷坡度l以及C、D点的里程计算出两点的高程,并求出C、D点与仪器视线间的高差△h1、△h2.由仪器视线向上或向下量取△h1、△h2,即可求得C、D点的位置。

图1-2腰线标定示意图

标定巷道腰线时的准备工作和标定中线时基本是一样的,实地标设工作也往往同时进行,要注意它们之间的联系。

3贯通后实际偏差的测定

测定贯通巷道在水平面内的偏差包括下列两项工作：

（1）用经纬仪把两端巷道的中心线都延长到巷道接合面上，量出两中心线间的距离，其大小就是贯通巷道在垂直于巷道中心线方向的实际偏差，如图2-1中的a,但是应当指出，有时候还是不能完全反映偏差的真实情况。如图2-1中b所示,K点是贯通巷道A、B两端的相遇点。尽管巷道两端在水平面内发生偏斜，但两中线也可能相交于一点K，此时应将两中线方向的实际偏差角△β测出来。

（2）将巷道两端导线的端点，用经纬仪连测闭合起来，计算出闭合边方位角的差值和坐标闭合差，这些差值实际上也反映了贯通平面测量的精度。

图2-1

2平、斜巷道贯通时竖直面内偏差的测定

测定贯通巷道在竖直面内的偏差包括下列两项工作：

（1）用水准仪测出或直接量出贯通接合面上两端腰线点的高差，其大小就是贯通在竖直面内的实际偏差。

（2）用水准测量或经纬仪三角高程测量连测两端巷道中的已知高程点（水准点或经纬仪导线点），其高程闭合差也就是贯通点在竖直面内的偏差，它实际上反映了贯通高程测量的精度。

3贯通后巷道中腰线的调整

井巷贯通有实际偏差后，须对中腰线进行调整。

3.1中线的调整

巷道贯通后，如实际偏差在容许的范围之内，对次要巷道只需将最后几架棚子加以修整即可。对于运输巷道，则可将巷道相遇点一端的中线点与另一端的中线点的连线代替原来的中线，作为铺轨的依据。如下图为运输巷贯通后中线的调整：

3.2腰线的调整

实测巷道两端的腰线点高差之后，可按实测高程和距离算出坡度。在运输平巷中，如果算出的坡度与原设计坡度相差在2‰以内，则按实际算出的坡度调整腰线。如果相差超过2‰，则应延长调整坡度的距离，直到调整的坡度与设计坡度相差不超过2‰为止。

图3-2

4、结语

贯通测量的好坏，决定贯通质量的好坏,固然决定于所选择的贯通方案和测量方法是否正确,但更重要的是实际施测工作的质量。一方面在重要贯通工程开始施测前,要充分做好人员准备,另一方面要切实抓好质量保证体系的贯彻落实。除此之外,还要注意采取如下措施:

4.1提高控制测量的精度。

4.2测量过程中,提高仪器对中精度。

4.3在斜巷中测角时,注意对中精度和仪器整平的精度,每测回重新对中整平。

4.4矿山井巷易受地质条件限制形成短边巷道,建议使用陀螺全站仪加测短边陀螺方位角,提高贯通精度。

4.5在巷道中,由于顶裂隙水等原因,导线点的标识有时不清楚。专门制作导线点标志牌,实行挂牌管理。

4.6小断面掘进。当贯通距离剩余20m以上时,采取小断面掘进,提高贯通段巷道质量。

总之，只要做好贯通测量中的每一个环节，就能保证每一个贯通工程都能实现准确贯通，使测量真正起到“眼睛”的作用。

参考文献

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