某礦45202工作面井巷貫通測(cè)量設(shè)計(jì)及實(shí)施方案

閆小軍

(山西鋪龍灣煤業(yè)有限公司, 山西大同 0371000)

1 前言

某礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力45萬t/a，核定生產(chǎn)能力36萬t/a。井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，采深大，造成礦壓大。井田走向長(zhǎng)1.5km，傾斜長(zhǎng)3.4km，井田面積5.12km2，開采石炭二疊系二1煤層，煤層厚度8.0m，煤層傾角平均19°。礦井開拓方式為立井、暗斜井、多水平、主下山開拓。45202工作面采用走向長(zhǎng)壁爆破放頂煤采煤法，通風(fēng)方式為中央并列兩翼對(duì)角混合式，通風(fēng)方法為機(jī)械抽出式。全礦有井筒4個(gè)，主井、副井、西風(fēng)井和南風(fēng)井。主井提煤，副井進(jìn)風(fēng)兼上下人員和運(yùn)料提矸，西風(fēng)井和南風(fēng)井擔(dān)負(fù)全礦回風(fēng)。南風(fēng)井為斜井，并作為礦井的另一安全出口，其余井筒為立井。

(1)45202運(yùn)輸巷道設(shè)計(jì)水平長(zhǎng)度為6 400m，沿5- 2煤層掘進(jìn)，設(shè)計(jì)方位180°。與其同時(shí)開工的45203回風(fēng)巷道，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度大約6 500m，與45202運(yùn)巷道相距25m(中心線)，當(dāng)與45202開切眼貫通后，只掘進(jìn)45203回風(fēng)巷道至6 500m處。

(2)45202回風(fēng)巷道至2002年9月已掘進(jìn)至6 270m處，沿5- 2煤層掘進(jìn)，設(shè)計(jì)方位180°。當(dāng)45202開切眼掘進(jìn)至245m處時(shí)再返掘130m與45202回風(fēng)巷道貫通。

本項(xiàng)工程為一井內(nèi)的重要貫通工程，貫通導(dǎo)線全長(zhǎng)約為13 000m。導(dǎo)線按7″基本控制導(dǎo)線的精度進(jìn)行要求，由井下7″控制導(dǎo)線網(wǎng)以總回大巷中的H25、H26兩點(diǎn)為起始點(diǎn)，經(jīng)45202運(yùn)輸巷道、開切眼到貫通點(diǎn)K形成閉合導(dǎo)線網(wǎng)。

為了提高貫通精度應(yīng)做好以下幾項(xiàng)工作。

(1)水平角觀測(cè)目標(biāo)照線繩，有風(fēng)時(shí)要采用擋風(fēng)措施。測(cè)回法觀測(cè)，用J2經(jīng)緯儀一次對(duì)中(對(duì)中不超過1mm)，觀測(cè)兩個(gè)測(cè)回。若邊長(zhǎng)小于30m時(shí)，每測(cè)回對(duì)中一次，觀測(cè)兩個(gè)測(cè)回[1]。

(2)一個(gè)測(cè)回，四次讀數(shù)，計(jì)算時(shí)要修正(加、乘常數(shù))，邊長(zhǎng)要先投影到大地水準(zhǔn)面，再投影在高斯面上[2]。

(3)在測(cè)量導(dǎo)線的同時(shí)量取儀器高、覘標(biāo)高，兩次測(cè)量的互差不足4mm時(shí)取中數(shù)。還要量取本站的巷道左、右寬及巷道高[3]。

2 井巷貫通偏差及差參數(shù)

2.1 貫通允許偏差的確定

(1)根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定“新建礦井、生產(chǎn)礦井新掘運(yùn)輸巷的一側(cè)，從巷道道碴面起1.6m的高度內(nèi)，必須留有寬度0.8m的人行道，管道應(yīng)吊掛在1.8m以上的巷道上部；另一側(cè)的寬度不得小于0.3m，巷道內(nèi)安設(shè)輸送機(jī)時(shí)，輸送機(jī)距支護(hù)或碹墻的距離不得小于0.5m”。

Δx=a-(b0+b1+b2+b3+b4)

(1)

式中：a——巷道寬度；

b0——帶式輸送機(jī)寬度；

b1——行人道寬度；

b2——輸送機(jī)距巷幫的間距；

b3——綜采面專列寬度；

b4——專列與輸送機(jī)的安全間距；

Δx——允許偏差。

45202運(yùn)輸巷道設(shè)計(jì)寬度為5.4m，高度3.4m，帶式輸送機(jī)寬度為1.8m，行人道寬度0.8m，輸送機(jī)距巷幫的間距為0.5m，專列寬度1.1m，專列與輸送機(jī)的安全間距為0.2m。

代入式(1)得

Δx=5.4-(1.8+0.8+0.5+1.1+0.2)=1m

由于45202運(yùn)輸巷道中心線與帶式輸送機(jī)中心線不重合，所以式(1)應(yīng)修改為

右側(cè)允許偏差:Δx=5.4/2-0.8-1.8/2-0.5=0.5m，

左側(cè)允許偏差:Δx=5.4/2+0.8-1.8/2-0.2-1.1-0.8=0.5m。

(2)45202回風(fēng)巷道在生產(chǎn)中主要起通風(fēng)作用，有時(shí)起輔助運(yùn)輸?shù)淖饔茫饕\(yùn)輸工具為無軌膠輪車或農(nóng)用柴油車，巷道設(shè)計(jì)寬度為5m。若農(nóng)用柴油車兩輛并行，留安全距離0.3m。因此，

允許偏差:Δx=5-(1.7×2+0.3×3)=0.7m

因此，根據(jù)以上計(jì)算最小允許偏差值為0.5m。

(3)由于45202工作面兩巷道是沿5- 2煤層掘進(jìn)，故巷道腰線允許偏差按0.2m要求。

2.2 誤差參數(shù)的確定

(1)測(cè)角中誤差：根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，使用J2全站儀進(jìn)行觀測(cè)，邊長(zhǎng)超過30m，一次對(duì)中，兩個(gè)測(cè)回，測(cè)角中誤差一般不超過6″，所以估算時(shí)測(cè)角中誤差定為6″。

(2)測(cè)距誤差：根據(jù)多年經(jīng)驗(yàn)，邊長(zhǎng)在150m左右時(shí)往返差數(shù)最大為4mm，即可達(dá)到1/37 500；按Ⅲ級(jí)測(cè)距儀每千米20mm誤差計(jì)算即可達(dá)到1/50 000，導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差按1/15 000要求(即取5″和10″導(dǎo)線的中數(shù))[4]。

測(cè)距中加入氣象改正，計(jì)算中又加入尺長(zhǎng)(加、乘常數(shù))改正，系統(tǒng)誤差相當(dāng)小，可以不計(jì)。測(cè)距中對(duì)中要求不超過1mm，偶然誤差系數(shù)一般采用0.000 5。

3 貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)

3.1 起算點(diǎn)精度情況

導(dǎo)線精度良好，導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差為1/42 610，測(cè)角中誤差0.2″，座標(biāo)閉合差fs=0.16m，能夠滿足規(guī)程要求。

3.2 水平方向上貫通誤差

本次貫通為同一系統(tǒng)內(nèi)貫通，貫通點(diǎn)預(yù)計(jì)在45202回風(fēng)巷道6 270m處貫通。本次貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)按6 400m進(jìn)行估算。45202工作面回風(fēng)巷道已掘進(jìn)至6 270m，45202運(yùn)輸巷道、45203回風(fēng)巷道由礦連采一隊(duì)于2002年9月底開始掘進(jìn)。為保證工作面貫通精度，滿足工程質(zhì)量，采用7″控制導(dǎo)線的方法進(jìn)行施測(cè)，即一次對(duì)中、兩個(gè)測(cè)回、單程測(cè)邊的測(cè)量方法。用支導(dǎo)線向貫通點(diǎn)發(fā)展，每掘進(jìn)800～1 000m時(shí)形成一閉合環(huán)，進(jìn)行平差后再用支導(dǎo)線往前延伸。

4 巷道貫通的實(shí)施

45202回風(fēng)巷道貫通起始點(diǎn)坐標(biāo)及高程，從三水平延深軌道延59#點(diǎn)開始，以延52#—延59#邊為起算邊開始施測(cè)(以此導(dǎo)線點(diǎn)及導(dǎo)線邊為起算資料，是經(jīng)過45202中巷及45202邊界回風(fēng)上山閉合計(jì)算和精度分析過的，其精度完全符合《煤礦測(cè)量規(guī)程》之規(guī)定的)，然后按設(shè)計(jì)方位和坡度向前掘進(jìn)，這樣待巷道貫通后導(dǎo)線自成閉合[5]。

5 總結(jié)

45202工作面貫通最小允許偏差值為0.5m，巷道腰線允許偏差為0.2m。測(cè)角中誤差定為6″，測(cè)距中對(duì)中要求不超過1mm，偶然誤差系數(shù)一般采用0.000 5，同時(shí)提出了巷道貫通的實(shí)施方案。