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        巷道貫通測量方案設計及精度控制研究

        2019-01-03 16:13:12王增祥田旭升
        中國金屬通報 2019年10期
        關鍵詞:全站儀高程巷道

        王增祥,田旭升

        (赤峰柴胡欄子黃金礦業(yè)有限公司,內(nèi)蒙古 赤峰 024000)

        在實際的礦山生產(chǎn)過程中,巷道貫通測量工作對于確保井下的生產(chǎn)安全和作業(yè)效率具有十分重要的現(xiàn)實意義。為了確保巷道能夠順利的貫通,就要對井下情況進行充分的了解,并制定有針對性的測量方案和精度控制措施,但是在實際的測量過程中,誤差會不斷的進行積累,當其積累到一定程度后,就會引起測量結果出現(xiàn)較大的偏差,進而會給巷道貫通造成不利影響。因此,通過對巷道貫通測量方案和測量技術方法進行深入的分析研究,并結合巷道貫通的特點,采取系統(tǒng)全面的控制措施,確保巷道能夠順利的貫通。

        1 巷道貫通測量的意義

        1.1 保證進度及節(jié)約成本

        在巷道貫通施工過程中,測量數(shù)據(jù)對于巷道長度具有決定性的影響,只有確保測量數(shù)據(jù)具有足夠的精度,才能將多余的巷道挖掘控制在合理范圍內(nèi),進而加快巷道的掘進速度,從而實現(xiàn)縮短巷道建設周期的目的。同時,通過精確地巷道測量,能夠避免不必要的巷道掘進工作,進而最大限度的降低掘進成本,為施工企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟效益,因此,在巷道施工過程中,要充分重視巷道測量工作。

        1.2 確保施工安全

        在礦井施工過程中,巷道的貫通測量直接影響著工程施工的順利實施和安全保障。當巷道測量數(shù)據(jù)的精度較低時,也就無法滿足巷道的對接需求,進而影響巷道之間的順利對接,這就會增加巷道施工的危險性,給安全施工帶來不小的安全隱患。

        2 巷道貫通測量方案設計

        2.1 測量方案設計

        在進行巷道測量方案的設計之前,施工的技術人員要對井下的地質情況進行系統(tǒng)全面的調(diào)查研究,尤其是對測量方案具有重要的影響的地質情況更要引起充分的關注。在充分了解地質情況的基礎上,再對能夠使用的測量儀器進行統(tǒng)計,選用其中測量精度較高的儀器,淘汰測量精度低的儀器。然后,再根據(jù)巷道貫通的特點,進行測量方案的設計。

        2.2 測量誤差預計

        在實際的巷道測量過程中,會受到多種不利因素的影響,這就會給巷道測量帶來不同程度的誤差,進而降低測量數(shù)據(jù)的精度。為了能夠有效的應對測量誤差,測量的技術人員要對影響測量的不利因素進行統(tǒng)籌規(guī)劃、合理分析,進而能夠對測量誤差進行初步的判斷,并制定相應的改善措施,進而能夠將測量誤差控制在合理范圍內(nèi),避免其對測量工作造成嚴重的影響,從而確保測量工作的順利實施,為巷道貫通提供科學合理的數(shù)據(jù)支持。

        3 巷道貫通測量技術方法探究

        3.1 貫通測量勘查技術

        從上述對礦山井下巷道貫通測量精度的分析可以看出,貫通測量精度受多方面因素影響,需要采用先進的測量技術方法,為測量精度提供保障。而且巷道貫通測量對整個井下作業(yè)影響重大,必須確保其測量精度符合要求。通過貫通測量勘查技術能夠對需要進行勘察的內(nèi)容進行明確,進而就能對測量技術方案進行系統(tǒng)全面的規(guī)劃,確保所選用的測量方法能夠滿足實際的測量需求。在實際的巷道測量勘查過程中,其中的高程測量是整個勘察工作的重點和難點,在實際的測量過程中要予以充分的關注。在井下測量過程中,由于其通視條件較差,其測量位置通常設置在頂板位置處,水準尺在進行測量的過程中需要進行倒立放置。當采用以上的測量方法時,獲取相應的讀數(shù)后,就需要將負值帶入到公式中進行進一步的計算。

        3.2 陀螺定向技術

        運用陀螺定向技術進行測量的過程中,不會受到礦井深度的影響,這就有助于確保測量精度,尤其適用于貫通導線較長的巷道測量,通過運用轉化復合導線進行測量,就能有效規(guī)避終點測量過程中的誤差。當前陀螺定向技術被廣泛的應用于巷道測量工作中,具體應用如下所示:

        (1)深井定向測量,為了避免受到井深和測量溫度的不利影響,采用陀螺測量技術替代傳統(tǒng)的測量技術,就能確保貫通測量精度;

        (2)控制井下平面,井下平面的穩(wěn)固性是巷道能夠進行順利挖掘的關鍵所在,通過將陀螺定向技術與導線指示進行有機結合,就能在一定程度上提高巷道掘進在方向和長度上的精度,進而確保巷道的順利貫通;

        (3)井筒安裝,在礦井下巷道作業(yè)中,可以使用陀螺儀輔助井筒安裝,快速測定井下幾點,幫助工作人員掌握井底情況,應用陀螺定向測量技術可以確保井筒安裝位置準確。

        3.3 中腰線一體測量技術的應用

        在井下巷道的施工過程中,難免會遇到傾斜度較大的巷道施工,這就會給巷道的安全施工帶來不小的安全隱患,巷道通風和運輸都會受到嚴重的影響。相較于其他類型的巷道貫通施工而言,由于急傾斜巷道所具有的坡度非常大,其施工難度非常大,為了確保巷道貫通施工的安全順利實施,可以采用中腰線一體測量技術。通過采用該技術就能提高巷道的防線定位精度,為防線的合理設置提供數(shù)據(jù)支持,同時還能輔助貫通測量確定井筒倉的準確位置,進而為井下的安全施工提供可靠保障。

        3.4 新貫通測量技術

        隨著科學技術的不斷發(fā)展,出現(xiàn)了越來越多的巷道貫通測量新技術,當前比較常用的主要有:

        (1)全站儀測量技術,采用功能強大的全站儀,充分發(fā)揮其三維測量優(yōu)勢,進而提高巷道的測量精度,并且全站儀具有高度的自動化,能夠最大限度的降低人工測量誤差;

        (2)全球定位技術,該技術在巷道貫通過程中,主要用于控制網(wǎng)的構建工作中,通過對巷道貫通施工進行全過程的監(jiān)控,就能及時發(fā)現(xiàn)其中存在的風險因素,并采取有效的控制措施,進而確保巷道貫通施工的順利實施;

        (3)三維激光技術,該技術能夠有效擴大貫通測量范圍,提高測量精度,為巷道貫通施工提供技術支持。

        4 工程應用

        赤峰柴礦公司為有效解決3#盲豎井+620m水平與新探礦豎井之間通風、運輸、排水等問題,提高生產(chǎn)效率,決定在+620m水平施工一條運輸大巷。貫通巷道全長1225m,屬于兩井雙向大型貫通,共布設28個導線點。在預定貫通地點貫通,其水平方向誤差10cm,高程方向誤差8cm,遠小于測量規(guī)范要求(貫通水平方向誤差50cm,高程方向誤差20cm的要求)。

        新探礦豎井井口標高+938m水平,井筒凈直徑5.5m,共計20個中段。每個中段設計馬頭門5m,車場平巷15m,出車方位角225°。由于新探礦豎井正在井建過程中,沒有進行裝配,聯(lián)系測量困難且存在巨大安全隱患,為了不影響工程進度和兩井正常貫通,除了井筒中心線外,又在馬頭門側225°方向加放了一條邊線(碳素鋼絲),采用瞄直法指導掘進工程。近井點采用10″小三角高程法測量,水平角采用三個測回,高程采用三絲法觀測。

        在3#盲豎井與新探礦豎井+620m水平貫通巷道設計會審通過后,為了提高測量精度,確保貫通準確無誤,測量人員在作出貫通誤差預計后,制定兩套貫通方案。

        方案一:采用Ⅱ級導線測角左右角各一測回,全圓平差計算,2c值限制在18″以內(nèi),邊長采用全站儀前后視正倒鏡兩次觀測,其誤差不大于3mm,高程采用全站儀三角高程觀測。在3#盲豎井+620水平馬頭門處加測一條陀螺邊。

        方案二:采用Ⅰ級導線往返測量,水平角采用左右角各兩個測回,2c值限制在12″以內(nèi),邊長采用全站儀前后視正倒鏡4次觀測,其誤差小于3mm,高程采用水準儀往返觀測,高程閉合差符合測量規(guī)范要求。本著集團“降本增效”的運營理念,在保證精度及貫通效果的前提下選擇最為經(jīng)濟的方案二作為最終貫通測量方案。

        5 結語

        總而言之,為了確保巷道貫通施工的安全順利實施,就要結合井下的實際情況,制定有針對性的測量方案,進而能夠為貫通施工提供高精度的測量數(shù)據(jù),從而促進巷道貫通施工技術水平的不斷提高。

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