高段溜井測(cè)設(shè)貫通的應(yīng)用

呂英磊，張國(guó)棟，于常先

(山東黃金礦業(yè)(萊州)有限公司三山島金礦， 山東萊州市 261442)

0 引言

三山島金礦新立礦區(qū)位于萊州市三山島鎮(zhèn)新立村西南，北距三山島鎮(zhèn)1.5 km，南距倉(cāng)上金礦4.5 km。該礦區(qū)屬于海底開(kāi)采，采用豎井與平巷開(kāi)拓形式，溜井卸載與電機(jī)車有軌運(yùn)輸配合為主，斜坡道運(yùn)輸為輔，為適應(yīng)8000 t采選擴(kuò)建要求和加大三山島金礦的生產(chǎn)出礦能力，提高井下卸載能力，自2013年以來(lái)，采用反井鉆機(jī)導(dǎo)孔施工－267 m中段至－320 m中段85線卸載溜井、－200 m中段至－320 m中段119線卸載溜井(長(zhǎng)約150 m)等，針對(duì)上述高段溜井的施工，采用多種儀器開(kāi)展了測(cè)量工作的研究與實(shí)踐，取得了創(chuàng)新性研究成果，確保了高段溜井的精確貫通，縮短了工程施工周期，提高了新立礦區(qū)卸載能力。

1 LM120反井鉆機(jī)簡(jiǎn)介

LM120反井鉆機(jī)是以正向鉆出導(dǎo)孔、反向擴(kuò)孔方式進(jìn)行作業(yè)，鉆鑿鉆孔時(shí)只需先鉆Φ244 mm的導(dǎo)孔，直至導(dǎo)孔鉆透至下水平巷道，如果導(dǎo)孔偏斜率在允許范圍(不大于1.0%)內(nèi)，將導(dǎo)孔鉆頭卸下，接上Φ1.4 m的擴(kuò)孔刀盤(pán)，再由下向上擴(kuò)孔。反井鉆機(jī)應(yīng)用于高傾角天井中，在保證施工安全方面值得推廣。LM120系列反井鉆機(jī)主要技術(shù)參數(shù)詳見(jiàn)表1。

2 卸載巷及鉆機(jī)硐室施工中的測(cè)設(shè)

如圖1，－200 m中段西南巷119線卸載巷施工距離較長(zhǎng)，卸載巷的施工質(zhì)量尤為重要，直接關(guān)系后續(xù)鉆機(jī)硐室、溜井和卸載站的施工和貫通。

表1 LM120反井鉆機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

圖1 卸載巷設(shè)計(jì)

為確保卸載巷施工質(zhì)量，方便作業(yè)人員日常施工，在卸載巷開(kāi)口處頂板打孔裝備激光指向儀，采用激光光束為中、腰線控制施工方向和坡度，并采用全站儀測(cè)設(shè)卸載巷中線1組(3根)，用于指向儀激光束的日常檢校。激光束作為中腰線施工直觀清晰，保證了卸載巷的施工質(zhì)量，為后續(xù)的鉆機(jī)硐室、溜井和卸載站施工提供了有力保證。

如圖2，在巷道頂板安設(shè)指向儀的安裝調(diào)節(jié)步驟如下。

(1)在中線1點(diǎn)安置全站儀，按設(shè)計(jì)方位在巷道頂板上標(biāo)定中線2點(diǎn)和中線3點(diǎn)。

(2)在中線1點(diǎn)將固定指向儀的角鋼按中線方向固定在頂板上，用螺母將指向儀固定在角鋼架上，在中線2點(diǎn)和中線3點(diǎn)懸掛垂線，中線1至中線2點(diǎn)的距離約為10 m，中線2點(diǎn)至中線3點(diǎn)的距離約為20 m。

(3)接通電源，指向儀發(fā)出激光束，反復(fù)調(diào)整固定指向儀螺母和水平微動(dòng)手輪，使光束中心穿過(guò)中線2、中線3點(diǎn)所掛垂線，此時(shí)的光束方向即為設(shè)計(jì)方位。

(4)用全站儀正、倒鏡分別按設(shè)計(jì)坡度(－6°)在中線2點(diǎn)垂線、中線3點(diǎn)垂線上標(biāo)定點(diǎn)a1、a2、b1、b2，取正、倒鏡所標(biāo)定點(diǎn)位的平均位置a、b，調(diào)整指向儀豎直微動(dòng)手輪，使兩垂線上光斑中心到a、b的距離相等，即aA=bB，此時(shí)的光束坡度即設(shè)計(jì)坡度。指向儀光束指示了巷道的設(shè)計(jì)方位和設(shè)計(jì)坡度，方便作業(yè)人員日常施工。

圖2 激光指向儀標(biāo)定卸載巷中腰線

3 反井鉆機(jī)安裝和施工中的測(cè)設(shè)

如圖3，在鉆機(jī)硐室施工完成后，首先采用全站儀在鉆機(jī)硐室頂板放樣天井開(kāi)孔位置點(diǎn)1個(gè)和天井中線一組(2根)，開(kāi)孔位置確定后與反井鉆施工人員溝通交流，進(jìn)行技術(shù)交底，協(xié)調(diào)進(jìn)行電纜架設(shè)及水窩施工，按照反井鉆主機(jī)基礎(chǔ)施工圖協(xié)調(diào)進(jìn)行基礎(chǔ)標(biāo)定和澆灌?；A(chǔ)澆灌達(dá)到強(qiáng)度后，現(xiàn)場(chǎng)與操作人員在基礎(chǔ)上測(cè)量鋪設(shè)反井鉆道軌，為便于后續(xù)調(diào)控反井鉆、鉆桿方向施工導(dǎo)孔及擴(kuò)刷，要多次測(cè)量保證反井鉆道軌中心線(見(jiàn)圖4)與高段溜井中線的垂線重合。鉆機(jī)沿道軌運(yùn)至基礎(chǔ)后，須保證溜井中線和鉆機(jī)主軸中心線重合，微調(diào)鉆機(jī)找正位置固定，多次檢校鉆桿方位和測(cè)量鉆桿傾角方可開(kāi)孔，開(kāi)孔施工中現(xiàn)場(chǎng)跟班與操作人員檢校鉆機(jī)、鉆桿方位并采用測(cè)斜儀測(cè)量鉆桿傾角，進(jìn)行了6次測(cè)斜，根據(jù)測(cè)斜所得的偏斜值和偏斜增長(zhǎng)率來(lái)預(yù)測(cè)終孔貫通位置。由于下中段的探礦巷無(wú)實(shí)測(cè)，阻礙了溜井的貫通，及時(shí)對(duì)泄水井下中段的老巷進(jìn)行實(shí)測(cè)，通過(guò)上、下中段巷道實(shí)測(cè)圖復(fù)合，從而實(shí)現(xiàn)了溜井按期順利貫通。

4 結(jié)論

指向儀激光束作為中腰線直觀清晰，方便了作業(yè)人員日常施工，減少了測(cè)量放線占用時(shí)間，保證了卸載巷的施工方向與坡度。采用測(cè)斜儀測(cè)量鉆孔傾角，保證了導(dǎo)孔偏斜率不大于1.0%，根據(jù)測(cè)斜所得的偏斜值和偏斜增長(zhǎng)率來(lái)預(yù)測(cè)終孔貫通位置，確保了高段溜井的精確貫通。采用全站儀在鉆機(jī)硐室頂板上放樣天井開(kāi)孔位置點(diǎn)和天井中線，方便了操作人員調(diào)控反井鉆桿方向施工導(dǎo)孔及擴(kuò)刷，保證了反井中心線和鉆機(jī)主軸中心線重合，提高了工程的施工精度。

圖3 高段溜井導(dǎo)孔貫通

圖4 全站儀標(biāo)定反井鉆軌道中線

與傳統(tǒng)的爆破施工相比，采用反井鉆施工高段溜井機(jī)械化程度高，成井質(zhì)量好，施工人員都在環(huán)境和安全狀況較好的上部，工人不需進(jìn)入工作面進(jìn)行打眼、裝藥等作業(yè)，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了作業(yè)人員安全性。

通過(guò)一系列的實(shí)踐、研究及多種測(cè)量?jī)x器(指向儀、全站儀、測(cè)斜儀等)的綜合運(yùn)用和現(xiàn)場(chǎng)跟班，順利實(shí)現(xiàn)了高段溜井的貫通，縮短了工程施工周期，提高工效2～3倍，為高段溜井的測(cè)設(shè)提供了參考。

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