摘 要:為了確保板集煤礦能夠按照設(shè)計(jì)施工,決定對(duì)礦井風(fēng)井井筒實(shí)施聯(lián)系測(cè)量和陀螺定向測(cè)量工程,得出了風(fēng)井聯(lián)系測(cè)量坐標(biāo)成果和陀螺定向成果,為指導(dǎo)礦井施工奠定了實(shí)測(cè)基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:風(fēng)井;聯(lián)系測(cè)量;陀螺定向;結(jié)果分析
板集煤礦總體開(kāi)拓方案為采用立井、主要石門(mén)及分組大巷開(kāi)拓方式。根據(jù)設(shè)計(jì)方案,礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力300萬(wàn)噸/年,礦井工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)設(shè)主井、副井和回風(fēng)井3個(gè)立井井筒。主井、副井和回風(fēng)井3個(gè)井筒于2008年第三季度實(shí)現(xiàn)貫通。2009年4月18日,副井井筒發(fā)生突水淹井事故后經(jīng)專(zhuān)家組多次論證,決定對(duì)3個(gè)井筒采取綜合防治,并在原井位恢復(fù)。目前主井改絞工程順利推進(jìn),回風(fēng)井完成改絞工程進(jìn)行井下巷道清理修復(fù)工作,副井井筒清理到井底,完成了井底車(chē)場(chǎng)馬頭門(mén)和破壞井壁的修復(fù)工作,現(xiàn)在實(shí)施井筒套壁工程。為了井上、下采用統(tǒng)一的平面坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng),保證礦井能夠按照設(shè)計(jì)施工滿(mǎn)足礦井建設(shè)、生產(chǎn)需要,確定井下基本控制導(dǎo)線起算邊的坐標(biāo)方位角、起算點(diǎn)坐標(biāo)和起算點(diǎn)高程,需主、副、風(fēng)三井進(jìn)行井上下聯(lián)系測(cè)量與陀螺定向。
1 總體方案的確定
本次聯(lián)系測(cè)量工作的主要方案是:起算資料的復(fù)測(cè),在進(jìn)行三井聯(lián)系測(cè)量和陀螺定向之前將國(guó)家三等水準(zhǔn)點(diǎn)陶集點(diǎn)復(fù)測(cè)至礦內(nèi)水準(zhǔn)基點(diǎn)BS4上、復(fù)測(cè)礦內(nèi)平面控制網(wǎng),必要時(shí)將GPS靜態(tài)點(diǎn)BF、XGL與外圍靜態(tài)點(diǎn)重新做GPS靜態(tài)。在坐標(biāo)的引入上,采用鋼絲穩(wěn)定投點(diǎn)的方法;在方向上,采用陀螺經(jīng)緯儀定向的方法進(jìn)行測(cè)定。高程導(dǎo)入是采用經(jīng)過(guò)比長(zhǎng)的千米鋼尺從地面已知點(diǎn)導(dǎo)入,導(dǎo)入高程的最終成果應(yīng)加入鋼尺比長(zhǎng)、溫度、自重、拉力等改正數(shù)。為了減少測(cè)量工作對(duì)礦井清淤施工的影響并考慮到現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,本次測(cè)量任務(wù)將方向?qū)牒妥鴺?biāo)高程導(dǎo)入分開(kāi)進(jìn)行測(cè)定,主要工作流程如下:首先,在井下埋設(shè)好的定向邊控制點(diǎn)上進(jìn)行陀螺經(jīng)緯儀定向測(cè)量測(cè)定出定向邊的坐標(biāo)方位角;然后,再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況擇時(shí)進(jìn)行坐標(biāo)、高程的導(dǎo)入工作。
2 方案的實(shí)施
聯(lián)系測(cè)量用的鋼絲、鋼尺在地面從風(fēng)井罐籠中下放至井底,利用地面現(xiàn)有的測(cè)量成果成圖資料,井上、下同時(shí)觀測(cè),將地面坐標(biāo)、高程傳遞至井下,在井底大巷施測(cè)三個(gè)永久測(cè)點(diǎn)和一條陀螺定向邊,使井上、下形成一個(gè)完整、統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)[1-2]。方案實(shí)施前應(yīng)對(duì)地面現(xiàn)有的測(cè)量成果做必要的檢核。近井點(diǎn)點(diǎn)位中誤差不得超過(guò)±7cm,后視邊方位角中誤差不得超過(guò)±10\";近井點(diǎn)至井口的連測(cè)導(dǎo)線邊數(shù)應(yīng)不超過(guò)三個(gè),高程基點(diǎn)不少于兩個(gè);由近井點(diǎn)向井口定向連接點(diǎn)連測(cè)時(shí),應(yīng)設(shè)測(cè)角中誤差不超過(guò)±5\"閉合導(dǎo)線或復(fù)測(cè)支導(dǎo)線;連測(cè)導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)標(biāo)石,并盡可能與礦區(qū)控制網(wǎng)連測(cè),井口高程基點(diǎn)的測(cè)量,應(yīng)按四等水準(zhǔn)測(cè)量的精度要求測(cè)設(shè)。具體實(shí)施:
(1)地面近井點(diǎn)布設(shè):地面近井點(diǎn)聯(lián)測(cè)利用板集煤礦地測(cè)科提供的控制點(diǎn)“行管樓”、“泵房”、“一號(hào)樓”(經(jīng)檢查,相對(duì)精度良好),采用徠卡TC1202型全站儀,按5″級(jí)導(dǎo)線要求施測(cè)導(dǎo)線“泵房-行管樓-1-2-3”。
(2)陀螺定向:本工程陀螺定向采用中天法進(jìn)行測(cè)量,以“行管樓-泵房”為起算邊使用瑞士GAK-1型15″級(jí)陀螺經(jīng)緯儀施測(cè)風(fēng)井井下“K1-FJ1”陀螺邊。井上、下應(yīng)由同一觀測(cè)者進(jìn)行觀測(cè),由一個(gè)測(cè)回轉(zhuǎn)到下一個(gè)測(cè)回時(shí),應(yīng)停止陀螺轉(zhuǎn)動(dòng)10-15min,方可再次起動(dòng)觀測(cè)。陀螺經(jīng)緯儀定向每測(cè)回連續(xù)觀測(cè)五個(gè)中天時(shí)間,計(jì)算三個(gè)“兩側(cè)擺動(dòng)”的時(shí)間差。相鄰時(shí)間差的互差小于或等于0.4s,間隔時(shí)間差的互差小于或等于0.6s。同一陀螺定向邊兩測(cè)回陀螺方位角的互差不得超過(guò)40″,測(cè)前測(cè)后儀器常數(shù)互差不得超過(guò)40″,測(cè)前與測(cè)后零位值的互差不得超過(guò)0.2格。井上、下零位變化超過(guò)±0.3格時(shí),應(yīng)加入零位改正。
(3)坐標(biāo)傳遞:坐標(biāo)傳遞從罐籠預(yù)留洞下放φ1.2mm單根鋼絲,下掛75kg重鉈,并放入盛滿(mǎn)油的大桶中,以穩(wěn)定鋼絲。待鋼絲穩(wěn)定后,地面采用徠卡TC1202型全站儀測(cè)角、測(cè)距,井下采用GTS-332N型全站儀測(cè)角、測(cè)距。井上、下均兩測(cè)回獨(dú)立觀測(cè)。井下觀測(cè)平臺(tái)要放穩(wěn)定重鉈的水桶,當(dāng)重鉈掛好后,要檢查重鉈是否與桶壁、桶底及鋼絲與井壁、井筒設(shè)備之間有無(wú)接觸之處,當(dāng)確認(rèn)無(wú)接觸后,方可進(jìn)行連接測(cè)量。井下角度觀測(cè)應(yīng)首先進(jìn)行擺動(dòng)觀測(cè),不少于5個(gè)測(cè)回,取其平均值作為角度觀測(cè)點(diǎn),水平角觀測(cè)按7″導(dǎo)線要求獨(dú)立觀測(cè)兩測(cè)回,測(cè)回間互差不超過(guò)12″。第一次觀測(cè)完畢后,移動(dòng)鋼絲(不小于20mm),重復(fù)以上工作,進(jìn)行第二測(cè)回。在誤差允許范圍內(nèi),取其平均值做為最終實(shí)測(cè)結(jié)果。
(4)高程傳遞:按四等水準(zhǔn)要求,利用風(fēng)井井架水準(zhǔn)點(diǎn)“風(fēng)井西南”點(diǎn)作為井下高程起算點(diǎn),“風(fēng)井東南”作為高程檢核點(diǎn)。高程傳遞采用100m比長(zhǎng)鋼尺鉚接成的1100m長(zhǎng)鋼尺,下掛鋼尺比長(zhǎng)時(shí)的拉力15kg重鉈,井上、下均采用DS3自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀同時(shí)觀測(cè),第一次兩測(cè)回,測(cè)回互差小于4mm,動(dòng)鋼尺后再測(cè)兩測(cè)回。井上、下均記錄溫度,內(nèi)業(yè)計(jì)算應(yīng)加溫度、自重、比長(zhǎng)等改正數(shù)。在誤差允許范圍內(nèi)(規(guī)程要求不大于井深1/8000)取其平均值做為最終實(shí)測(cè)結(jié)果。
3 開(kāi)采效果分析
K1-FJ2:85°56′34″
K1-K4:266°49′12″
FJ2-FJ1:82°02′18″
4 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)對(duì)板集煤礦風(fēng)井井筒聯(lián)系測(cè)量技術(shù)的實(shí)施,得出了聯(lián)系測(cè)量坐標(biāo)成果和陀螺定向成果,可有效的確保礦井能夠按照既定設(shè)計(jì)要求施工,也為以后礦井各項(xiàng)工程的實(shí)施奠定了實(shí)測(cè)基礎(chǔ),社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益顯著。
參考文獻(xiàn)
[1]劉戰(zhàn)偉.陀螺定向技術(shù)在孟津煤礦風(fēng)井聯(lián)系測(cè)量中的應(yīng)用[J].河南科技,2013(11):38.
[2]王平.祁東煤礦風(fēng)井聯(lián)系測(cè)量技術(shù)[J].煤炭技術(shù),2004,23(2):83-84.
作者簡(jiǎn)介:王永瀚(1987,12-),男,安徽淮南人,助理工程師,主要從事煤礦地質(zhì)測(cè)量管理工作。