劉鵬山，張永龍，靳 博，楊瑾皓，宋 凱，邵云鵬，丁 科

(金川集團(tuán)股份有限公司龍首礦，甘肅 金昌 737100)

龍首礦東采區(qū)是現(xiàn)有儲量較多的高品位普采采場，采場回采面積共17 000 m2，回采至1040水平后，4～7行采場回采面積增大，層礦量達(dá)2.5萬t以上。由于采場面積的增大，電耙耙礦能力受限制，采場回采效率難以提高，同時普采采場勞動強(qiáng)度大，制約采場生產(chǎn)能力的發(fā)揮。為保證采場的穩(wěn)定高效回采，對采場采礦方式進(jìn)行優(yōu)化改造，降低施工人員的勞動強(qiáng)度，進(jìn)一步降低采礦成本，提高安全性。

1 貫通工程概況

針對東采區(qū)1100中段4～7行采場回采至1040中段以及礦體賦存條件，改變礦石運(yùn)搬方式，將4～7行采場劃分為一個盤區(qū)進(jìn)行回采，回采方式由普采轉(zhuǎn)為機(jī)械化回采，在1100水平施工斜坡道延伸至1040水平實現(xiàn)機(jī)械化回采，如圖1所示，斜坡道與采場進(jìn)行相互貫通。

圖1 措施斜坡道布置圖

2 行人井定向

行人井定向[1]是指在普采行人井筒內(nèi)懸掛兩根鋼絲或尼龍繩，行人井上巷道和行人井下采場進(jìn)行聯(lián)測，將行人井上巷道的兩重錘線中心的平面坐標(biāo)及其連線的坐標(biāo)方位角，傳遞給行人井下采場的控制點和導(dǎo)線邊，如圖2所示。行人井定向工作分為：(1)投點—行人井上巷道布設(shè)的控制點投點于行人井下采場定向水平；(2)連接—懸掛的鋼絲或尼龍繩與行人井上巷道和井下采場定向水平上相互連接。

圖2 行人井定向

2.1 導(dǎo)線布設(shè)

在行人井上巷道與井下定向采場中布設(shè)導(dǎo)線[2-3]，如圖2所示，兩根鋼絲或尼龍繩(通過行人井)吊有垂錘作為垂線1、垂線2。行人井上巷道布設(shè)的已知導(dǎo)線點為Z、A，及行人井下采場布設(shè)的待測導(dǎo)線點為B、G，布設(shè)行人井下、井上三角形時，應(yīng)滿足以下要求：

(1)垂線邊距a、a′應(yīng)盡量布置長些；

(2)e、f、e′、f′角度應(yīng)盡量小，最大應(yīng) ≤ 2°；

(3)b/a、b′/a′比值要盡量小，最大值應(yīng) ≤ 1.5。

2.2 投點坐標(biāo)測量

由圖2可知，E與E′、F與F′都分別處于一條垂線上，故E與E′、F與F′的X、Y坐標(biāo)保持不變。由上述可知，E坐標(biāo)(XE、YE、ZE)與F坐標(biāo)(XF、YF、ZF)經(jīng)行人井定向投點后，E′坐標(biāo)是(XE、YE、ZE′)，F(xiàn)′坐標(biāo)是(XE、YE、ZE′)，如表1所示。

表1 井下采場導(dǎo)線點坐標(biāo)

2.3 三角形測量

(1)測角：要求全站儀點下對中，控制行人井上、井下聯(lián)系三角形測角精度滿足≤ ±4″和≤ ±6″，測e、f、e′、f′角度[1]；

(2)測邊：要求垂線在穩(wěn)定時，連接三角形的各邊，以鋼尺的不同起點丈量各邊6次，量a、b、c、a′、b′、c′邊長[2](需估讀到0.5 mm)。

2.4 三角形平差計算

根據(jù)a、b、c、f，求解j：sinj=bsinf/a；

c的計算值：c算=bcosf+asinj；

c的不符值：h=c算-c；

a邊改正值：Δa=-h/4；

b邊改正值：Δb=-h/4；

c邊改正值：Δc=h/4。

經(jīng)上述公式計算后，求解出井下三角形平差后的邊角a′、b′、c′、i′、j′。其中，平差值a、b、c是改正后的邊長，求解出平差后的角值i、j(按正弦定理)。因f、f′改正很小，仍采用原測角值。

2.5 重復(fù)觀測

為保證行人井定向精度[4]，需多次重復(fù)觀測 。每次只稍加移動兩垂線位置，測量方法保持不變，再每次獨(dú)立求解出井下采場同一導(dǎo)線點、導(dǎo)線邊的坐標(biāo)與坐標(biāo)方位角。每次數(shù)值互差滿足限差規(guī)定時，行人井下采場導(dǎo)線點E′、F′和B的測量坐標(biāo)的最終成果取為各組的平均值，如表2所示。

表2 井下采場導(dǎo)線點坐標(biāo)

2.6 誤差計算

行人井下分別進(jìn)行兩次獨(dú)立定向，定向完成后，所求得的行人井下采場定向邊的方位角之差，應(yīng)≤±1′，則一次定向的中誤差為：

定向時 ，若忽略投向誤差θ，則

3 支導(dǎo)線測量

支導(dǎo)線[5]是指以井下1100中段巷道布設(shè)的已知控制點為起點，不附合、不閉合于巷道中任何已知控制點的導(dǎo)線。任何巷道的完成都是由支導(dǎo)線引導(dǎo)的，支導(dǎo)線沒有多余觀測值，導(dǎo)致無角度檢核條件，不會產(chǎn)生角度閉合差，故觀測值的誤差不容易被發(fā)現(xiàn)，需在計算時對其進(jìn)行再次檢核。在貫通測量工作中，為提高貫通精度，必須進(jìn)行支導(dǎo)線的多次測量以及數(shù)據(jù)計算，才能確保支導(dǎo)線測量成果的可靠性。

3.1 測量方法

1100至1040中段斜坡道與4～7行普采采場貫通工程中，采用的支導(dǎo)線測量是指利用一臺全站儀、兩臺棱鏡(棱鏡常數(shù)一樣)和三副角架進(jìn)行測角、測距的一種測量方法，如圖3所示。

圖3 支導(dǎo)線測量

操作步驟[6-7]為：(1)1100中段巷道導(dǎo)線點T5作為測站點，全站儀架設(shè)(嚴(yán)格點下對中整平)在測站點處；(2)后視棱鏡架設(shè)在T6處，同時要求對中整平；(3)1100中段巷道導(dǎo)線點1#作為前視點，前視棱鏡架設(shè)(點下對中整平)在前視點處；(4)在全部完成安置之后，按測量規(guī)程進(jìn)行觀測。

3.2 支導(dǎo)線測量

盲井1100中段井口的控制點至措施斜坡道布設(shè)測量導(dǎo)線，已知控制點1101X、61102和61103作為起始邊，采用雙設(shè)站雙測回法，按測量方法進(jìn)行全站儀測角、測邊。為了減少誤差對斜坡道與采場貫通的影響，嚴(yán)格利用人工擋風(fēng)和棱鏡進(jìn)行點下對中，并提高垂球?qū)χ械木取?/p>

3.3 全站儀支導(dǎo)線測量成果

盲井1100中段井口控制點至措施斜坡道布設(shè)的測量導(dǎo)線，測點總數(shù)12個，如表3所示，進(jìn)行斜坡道與采場兩端(B與W7)導(dǎo)線連測，最后的坐標(biāo)閉合差fx=+0.006 m，fy=+0.003 m，不超過誤差規(guī)定要求，所有貫通前測量工作都選擇1"級全站儀進(jìn)行觀測。

表3 支導(dǎo)線導(dǎo)線點坐標(biāo)/m

3.4 誤差計算

貫通誤差[8-9]就是以1100中段巷道支導(dǎo)線控制點1101 x為起點，由于支導(dǎo)線的測角、測距誤差而引起，經(jīng)多次支導(dǎo)線測量后，則1100至1040中段斜坡道支導(dǎo)線點W7在x′方向上的誤差分別為：

(1)

(2)

式中,mβ為井下導(dǎo)線的測角中誤差；Ry′為W7點與各導(dǎo)線點連線在y′軸上的投影長；α′為導(dǎo)線各邊與x′間的夾角；α為測距的偶然誤差影響系數(shù)；ml為測距誤差，m1=±(A+Bl)。

W7點在x′方向上的中誤差[10]為：

(3)

4 總 結(jié)

(1)行人井定向可以節(jié)省大量的工序和工作時間，也可以減小勞動強(qiáng)度，又建立了措施工程與采場統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)，提高了測量系統(tǒng)精度。

(2)支導(dǎo)線在斜坡道與采場貫通中的應(yīng)用，提高了貫通測量精度，指導(dǎo)1100中段4～7行采場與措施斜坡道精確貫通，為以后普轉(zhuǎn)機(jī)采場措施斜坡道與采場貫通提供了成熟的測量方案，在實際工作中具有一定的借鑒與指導(dǎo)意義。