吳富奇 吳越

摘要：為了提高箕斗井施工速度確保施工質(zhì)量和施工安全，采用不同（高度）中段同時(shí)施工一條井，在太白金礦取得了理想的效果。本文通過(guò)箕斗井施工管理和多年來(lái)貫通測(cè)量經(jīng)驗(yàn)，闡述箕斗井貫通測(cè)量技術(shù)措施和誤差控制方法，以及在施工管理中應(yīng)注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：施工質(zhì)量；誤差控制；組織管理

一、 箕斗井施工的目的與意義

主豎井建成后，采礦工程下移，1200中段開(kāi)始供礦。主豎井承擔(dān)人員及材料輸送和廢石與礦石的提升，隨著地表以上平硐礦石生產(chǎn)能力不足，逐漸加大了豎井提升負(fù)擔(dān)。為了解決日益嚴(yán)重的供礦矛盾，太白金礦與蘭州有色冶金設(shè)計(jì)院研究決定，提前施工箕斗井，要求盡最大能力在較短時(shí)間內(nèi)完成該工程，確保礦山生產(chǎn)持續(xù)、穩(wěn)定，和經(jīng)營(yíng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

1.1 現(xiàn)有工程及開(kāi)拓情況

豎井工程從地表1306m掘至1130m，分別建有1290、1250、1200、1150等4個(gè)中段，中段高度50m，并于2000年完成所有開(kāi)拓工程。1150中段與1200中段建有廢石井和溜礦井，裝礦平臺(tái)位于1150中段。豎井內(nèi)所有礦石和廢石從1150中段提升至1290中段，經(jīng)1290中段平硐運(yùn)至地表。

1.2 箕斗井工程設(shè)計(jì)

箕斗井工程由蘭州有色設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)，經(jīng)我礦與設(shè)計(jì)單位研究后作了局部調(diào)整?；肪c豎井直線距離25m，箕斗井?dāng)嗝嬖O(shè)計(jì)半徑1m，井中心標(biāo)定誤差20mm，從地表1312m掘至1150中段，與1150中段開(kāi)拓工程相通，井深162m。在1200中段建一些溜礦井與箕斗井裝礦巷道于1185m相通，礦石在1185m裝礦，提升至1305m，經(jīng)自卸裝置倒入礦倉(cāng)，由1290中段運(yùn)出。在1150建礦石回收倉(cāng)，將回收礦石由豎井提升。箕斗井穿過(guò)巖層的巖石硬度系數(shù)f=7.6，較穩(wěn)固，除局部用混凝土支護(hù)外其余井筒不用任何支護(hù)。利用現(xiàn)有工程采用多頭掘進(jìn)施工井筒是最合理、最有效、最安全的方法，由作者提出方案經(jīng)設(shè)計(jì)部門和本單位批準(zhǔn)，同意從1150、1200、1250、1290等4個(gè)中段同時(shí)反掘，地表1312m采用正掘施工。（見(jiàn)示意圖1）

1.3箕斗井工程施工組織

2001年6月成立箕斗井工程指揮部。為了確保施工質(zhì)量和施工進(jìn)度，制定了嚴(yán)密的施工計(jì)劃，認(rèn)真做好了貫通前的預(yù)計(jì)工作并優(yōu)選了貫通測(cè)量施策方案，從我礦調(diào)配了優(yōu)秀的施工隊(duì)伍，由測(cè)量人員具體管理、監(jiān)督施工質(zhì)量和施工進(jìn)度。

二、 井下掘進(jìn)箕斗井貫通測(cè)量誤差控制

2.1箕斗井貫通測(cè)量技術(shù)保證

在礦山測(cè)量中經(jīng)常遇到平巷、斜巷貫通測(cè)量，貫通面只是一個(gè)。且縱向誤差對(duì)其沒(méi)有任何影響，而在箕斗井貫通中是多個(gè)工作面的整體貫通，每一個(gè)工作面的點(diǎn)位誤差都將影響箕斗井貫通精度。而工作面中心的點(diǎn)位誤差又由導(dǎo)線的縱、橫誤差引起，況且標(biāo)定井筒中心難度大。因此，目前礦山還沒(méi)有采用此方法掘進(jìn)豎井。通過(guò)仔細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)影響箕斗井貫通測(cè)量誤差來(lái)源主要是單井定向所帶來(lái)起始方位角誤差、復(fù)測(cè)支導(dǎo)線測(cè)角和測(cè)邊引起的放樣控制點(diǎn)誤差、放樣井筒中心時(shí)的標(biāo)定誤差等。而在這5個(gè)工作面中，由于各中段支導(dǎo)線長(zhǎng)度以及測(cè)站數(shù)相近，可以認(rèn)為支導(dǎo)線引起的誤差相等，標(biāo)定點(diǎn)的采用方法和使用儀器相同，所以標(biāo)定精度也相同。而在1150中段采用幾何定向，鋼絲最長(zhǎng)，鋼絲受井下側(cè)壓風(fēng)和水珠的擊打最大，容易產(chǎn)生晃動(dòng)，觀測(cè)條件最差，那么它的定向精度最低。因此，貫通點(diǎn)誤差來(lái)源較大的是1150中段中心點(diǎn)位誤差，地表1312m最小。取最大（1150中段）為例加以分析和研究，依據(jù)國(guó)家計(jì)委、經(jīng)委頒發(fā)的《礦山生產(chǎn)地質(zhì)和測(cè)量工作暫行規(guī)定》和《煤礦測(cè)量規(guī)程》對(duì)于10〃導(dǎo)線等級(jí)，復(fù)測(cè)支導(dǎo)線測(cè)角與測(cè)邊引起的點(diǎn)位誤差分別為：

圖1太白金礦箕斗井設(shè)計(jì)施工示意圖

（1） （2）

（1）式中M—導(dǎo)線測(cè)角中誤差引起的點(diǎn)位差，mm；mα—測(cè)角中誤差，這里取值10〃；ρ—一弧度對(duì)應(yīng)的秒206265；L —觀測(cè)邊長(zhǎng)度，mm。

（2）式中Mi—井下導(dǎo)線測(cè)邊中誤差引起的點(diǎn)位差，mm；

α平—邊偶然誤差系數(shù)，這里取值為0.0005；α斜—量斜邊偶然誤差系數(shù)，這里取值為0.001；p—井下量邊系統(tǒng)誤差系數(shù)0.00005；L直—兩井之間直線距離，25m。一井定向所產(chǎn)生的起始方位角，這里取值2′，引起的導(dǎo)線點(diǎn)位誤差應(yīng)為：

=±14.5（mm）。

貫通面預(yù)計(jì)點(diǎn)位誤差為：

=316.4；

±17.79mm。

預(yù)計(jì)誤差小于設(shè)計(jì)誤差20mm ，況且在正常情況下，一般預(yù)計(jì)誤差均偏大于實(shí)際誤差，說(shuō)明測(cè)量貫通方案可行。在技術(shù)上給予了保證。

2.2 在實(shí)施過(guò)程中誤差控制方法

從誤差預(yù)計(jì)中發(fā)現(xiàn)，誤差主要來(lái)源于定向和測(cè)角，因此，在定向觀測(cè)中盡量取較有利的圖形條件，將連接點(diǎn)適當(dāng)靠近垂線，但不能小于望遠(yuǎn)鏡的明視距離2m。觀測(cè)工作應(yīng)井上、井下同時(shí)進(jìn)行。在復(fù)測(cè)導(dǎo)線中應(yīng)盡量減少短邊，否則應(yīng)增加觀測(cè)測(cè)回，采用兩次獨(dú)立對(duì)中觀測(cè)等方法提高該站的觀測(cè)精度。

在標(biāo)定井中心點(diǎn)時(shí)，不要在地板做點(diǎn)。因爆破后產(chǎn)生的廢石將會(huì)埋住中心點(diǎn)，出渣時(shí)將會(huì)毀掉該測(cè)點(diǎn)，應(yīng)用間接方法將點(diǎn)固定在井壁上，呈米字形，其交叉點(diǎn)為井筒中心點(diǎn)，既方便定位和檢查，又不容易損壞，在竣工后利于評(píng)定（見(jiàn)圖2所示）。

貫通后應(yīng)進(jìn)行閉（附）合聯(lián)測(cè)、評(píng)定，為今后其它貫通工程成果使用提供可靠的依據(jù)。由于在箕斗井貫通測(cè)量過(guò)程中，我們將重點(diǎn)放在點(diǎn)的水平精度控制上，因而在高程上的精度就不一定能達(dá)到相同的等級(jí)，同樣在隧道貫通中縱向誤差就很難確保，因此，該成果沒(méi)有評(píng)定之前還不能作為下一個(gè)工程的控制點(diǎn)。

2.3 注意事項(xiàng)

認(rèn)真審核圖紙資料，把好圖紙質(zhì)量審核關(guān)是確保貫通工程順利竣工的前提，也是測(cè)量人員在實(shí)施貫通測(cè)量工程中首先應(yīng)抓好的大事。一張井巷設(shè)計(jì)圖紙，雖然由設(shè)計(jì)部門各級(jí)人員層層校核簽字，但最后難免在圖紙上存在著或多或少的錯(cuò)誤，如果按這些錯(cuò)誤數(shù)據(jù)計(jì)算標(biāo)定要素與放樣要素，再以這些要素去定位工程位置及方向，必定會(huì)造成工程報(bào)廢，甚至由此引發(fā)安全事故。

認(rèn)真做好儀器檢核工作避免因儀器誤差超限而降低貫通精度，做好臺(tái)帳和原始資料的管理，是貫通測(cè)量不可忽視的基礎(chǔ)工作。保管好測(cè)量成果，并按導(dǎo)線等級(jí)編號(hào)存檔。嚴(yán)格執(zhí)行內(nèi)外業(yè)獨(dú)立計(jì)算制度，所有測(cè)量的內(nèi)外業(yè)成果均須由兩人以上獨(dú)立計(jì)算后進(jìn)行校對(duì)，發(fā)現(xiàn)不符應(yīng)查找原因，以糾正在計(jì)算或者抄錄外業(yè)資料中的錯(cuò)誤。要克服麻疲思想和僥幸心理。

三、施工組織和管理

在箕斗井工程指揮部統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，下設(shè)混凝土支護(hù)施工組、鑿巖爆破組、材料設(shè)備組。測(cè)量人員負(fù)責(zé)組織、安排，并協(xié)調(diào)混凝土支護(hù)組和鑿巖爆破組，材料設(shè)備組負(fù)責(zé)材料的供應(yīng)和設(shè)備采購(gòu)，以及設(shè)備驗(yàn)收等工作。在我礦箕斗井施工過(guò)程中，所有鑿巖爆破工作依據(jù)施工指令進(jìn)行，在井掘進(jìn)到離貫通面20m時(shí)，必須交叉作業(yè)，由指揮部統(tǒng)一協(xié)調(diào)組織。每一中段作業(yè)面距貫通面最后2m時(shí)采用從上向下鑿巖，也就是正掘，但不裝藥。比如：1200中段向上掘進(jìn)，在距1250中段貫通面2m時(shí)從1250中段向下鑿巖，炮孔完成后用鋼板蓋好，以保護(hù)炮孔完整。等到全部完成后，4個(gè)貫通面從下向上逐次裝藥爆破。測(cè)量在施工管理中的領(lǐng)導(dǎo)作用不可忽視，是保證箕斗井貫通的必要條件，即使井中心控制點(diǎn)精度符合要求，但在施工爆破人員技術(shù)水平不高或者責(zé)任心不到位，也難以保證貫通精度。因此測(cè)量人員在施工管理中應(yīng)具有一定的管理權(quán)，作者就在工程指揮部擔(dān)任副總指揮，這也為順利貫通提供了前提基礎(chǔ)。

四、箕斗井貫通后設(shè)備安裝調(diào)試

在箕斗井全線貫通后，依據(jù)井口中心點(diǎn)檢測(cè)各貫通面中心偏差，最大偏差為14mm，小于預(yù)計(jì)誤差17.79mm，做出貫通點(diǎn)平面圖，改正中心點(diǎn)坐標(biāo)。依據(jù)改正后的坐標(biāo)重新標(biāo)定井筒中心，安裝設(shè)備就依新標(biāo)定的井筒中心為依據(jù)?；肪O(shè)備有：卷?yè)P(yáng)機(jī)、天輪、側(cè)卸式箕斗、管道、管道梁、S型滑槽等。振動(dòng)放礦機(jī)在安裝過(guò)程中由測(cè)量人員在井口懸掛4個(gè)定滑輪，放下細(xì)鋼絲，4條細(xì)鋼絲連線的交點(diǎn)為井中心點(diǎn)，相鄰連線為管道梁的方向和出礦方向。因此，標(biāo)定方向和中心也是箕斗井能否投入順利使用的關(guān)鍵，同時(shí)設(shè)備安裝是否準(zhǔn)確也需要把好最后一關(guān)。依設(shè)計(jì)制定的設(shè)備計(jì)劃，設(shè)備將按順序陸續(xù)到位，根據(jù)到位的情況及時(shí)調(diào)整好安裝計(jì)劃，將計(jì)劃做到以小時(shí)為單位。建立一套設(shè)備到位和即將到位的臺(tái)帳，并安排好時(shí)間表，這點(diǎn)也很重要。

五、結(jié)束語(yǔ)

作者在此工程施工測(cè)量中最大的收獲：一是多頭反掘施工，在給定井筒中心時(shí)采取特殊方法；二是要預(yù)先搞好點(diǎn)位誤差預(yù)計(jì)，且一般實(shí)際誤差小于預(yù)計(jì)誤差；三是井筒整體貫通后實(shí)測(cè)中心點(diǎn)最大偏差為14mm，小于預(yù)計(jì)誤差17.79mm，并對(duì)中心點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行改正，再安裝井筒設(shè)備以保證該箕斗井正常作業(yè)。工作應(yīng)認(rèn)真、細(xì)致，并提倡精益求精才能達(dá)到更高的技術(shù)要求。

箕斗井貫通工程在建井中有很大的使用潛力，首先大大節(jié)約了成本，一改過(guò)去經(jīng)常正掘的施工方法，變成反掘。其次不必要在掘進(jìn)當(dāng)中還使用提升設(shè)備，影響施工進(jìn)度。還有掘進(jìn)效率高，可以同時(shí)作業(yè)，掘進(jìn)高度大大降低，增大了安全系數(shù)，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，在每一中段做好漏斗，無(wú)需人工出渣。隨著測(cè)繪科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步豎井貫通的精度會(huì)越來(lái)越高，應(yīng)用會(huì)更加廣泛。例如：采用陀螺儀定向，那么相距有較大距離兩條井也可以取得理想的效果。

（作者單位：陜西太白黃金礦業(yè)責(zé)任有限公司）