店坪煤礦兩點定位多點偏移法測設(shè)中心線技術(shù)的研究與應(yīng)用

賈冬冬

(霍州煤電集團(tuán) 呂梁山煤電有限公司，山西 方山 033199)

店坪煤礦位于山西省呂梁市方山縣大武鎮(zhèn)王家莊村一帶, 井田地處晉西黃土高原，屬呂梁山中段西側(cè)的中山區(qū)。本井田簡易公路在店坪村，和三交(鎮(zhèn))-大武(鎮(zhèn))公路相通，交通較為方便，本井田東西長4.17 km，南北寬4.10 km，井田面積13.53 km2，設(shè)計產(chǎn)能為260萬t/a。隨著礦井開采的不斷延伸，井下830南翼采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)不斷加長，從井底車場到最南端工作面行走路線長度約為1 700 m，且有很多生產(chǎn)隊組交叉施工作業(yè)，職工在上下班、施工作業(yè)過程中會產(chǎn)生諸多的不便和矛盾沖突。為了減輕工人勞動強(qiáng)度，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，設(shè)計從830水平南翼膠帶巷一聯(lián)巷至末端安裝一部RJY75-26/3000(A)型架空乘人裝置，全長約1 300 m。

架空人車的安裝首先是必須合理準(zhǔn)確的標(biāo)定人車安裝縱向中心線，以往采用的方法是根據(jù)實際巷道中心位置，或者膠帶運(yùn)輸中心進(jìn)行標(biāo)定。而實際布設(shè)時，受巷道坡度起伏變化以及儀器通視效果差的影響，導(dǎo)致測量作業(yè)繁雜、效率低，精度難以保證，所以應(yīng)用這個方法會產(chǎn)生比較大的誤差，對將來安裝固定好的架空人車整體調(diào)整帶來極大困難。通過研究分析后，采用兩點定位多點偏移技術(shù)，即在830南翼膠帶巷開口處(驅(qū)動輪)和末端(迂回輪)根據(jù)巷道原有導(dǎo)線點以及實際巷道位置定下人車縱向中心線的端頭點，用全站儀從大巷永久導(dǎo)線邊施測端頭點并復(fù)測膠帶巷原有導(dǎo)線點，將測量數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫成圖，將端頭點連成一條直線，并在圖中量取各點到該直線的垂直偏差，最后在830南翼膠帶巷將各個導(dǎo)線點進(jìn)行東西偏移，這樣標(biāo)定出的中心線誤差很小，完全能滿足架空人車的安裝要求。

1 店坪煤礦830南翼人車安裝工程概況

830水平南翼膠帶巷(兼做進(jìn)風(fēng))全長1 700 m，為矩形斷面，規(guī)格為4.8 m×3.0 m，采用高強(qiáng)錨網(wǎng)梁+錨索進(jìn)行聯(lián)合支護(hù),巷道內(nèi)施工有兩個人工風(fēng)橋，并安裝有一部強(qiáng)力膠帶運(yùn)輸設(shè)備。

為了方便職工上下班，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，設(shè)計從830水平南翼膠帶巷一聯(lián)巷至9-2032巷安裝1部RJY75-26/3000(A)型架空乘人裝置，全長約1 300 m。設(shè)計主要范圍及特點如下：

1) 本次設(shè)計根據(jù)礦井現(xiàn)有條件，充分考慮店坪礦的布局情況，合理確定架空乘人裝置。

2) 吊椅中心距離巷道一側(cè)距離不得小于0.7 m，雙向同時運(yùn)送人員時鋼絲繩間距不得小于0.8 m，固定抱索器的鋼絲繩間距不得小于1.0 m。

3) 根據(jù)巷道實際情況，提前研究設(shè)計并實地標(biāo)設(shè)人車縱向中心線(見圖1)。

圖1 830南翼膠帶巷架空人車縱向中心線平面

2 架空人車安裝測量方案設(shè)計

2.1 830南翼膠帶巷建立獨立的坐標(biāo)系統(tǒng)

為了保證測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)一準(zhǔn)確，減少測量粗差，以人車驅(qū)動輪中心M為坐標(biāo)中心，其與一聯(lián)巷點23的連線為坐標(biāo)縱軸X，假定M坐標(biāo)為(0,0)，定向邊M-23方位為180°建立獨立的坐標(biāo)系統(tǒng)。這樣能最大限度保障縱向中心線的直線度[1]，見圖2。

圖2 830南翼膠帶巷獨立坐標(biāo)系統(tǒng)示意

2.2 830南翼膠帶巷碎步測量

由于膠帶巷已使用多年，局部區(qū)域建有人工風(fēng)橋以及一些地方圍巖受壓變形，在準(zhǔn)確測定人車驅(qū)動輪和迂回輪的中心線后，能保證人車順利安全的通過整個膠帶巷，就必須進(jìn)行碎步測量。

依次在每個導(dǎo)線點上架站，定向于相鄰點，開啟激光，用鋼卷尺量取巷道變形點、膠帶H架以及風(fēng)橋至激光的距離。人車覆蓋區(qū)域?qū)挾壤碚摬坏眯∮?.2 m,低于此值的區(qū)域應(yīng)進(jìn)行調(diào)整或者擴(kuò)刷巷道，以滿足人車安全運(yùn)行的空間要求。測量結(jié)果見圖3。

圖3 830南翼膠帶巷碎步測量示意(m)

2.3 人車縱向中心線現(xiàn)場施測方法

在830南翼膠帶巷開口(驅(qū)動輪)和末端(迂回輪)兩處，根據(jù)人車安裝區(qū)域?qū)嶋H設(shè)計中心確定端頭中心點M、N兩點，在頂板楔入木樁鋼釘作為標(biāo)記，并用紅漆醒目標(biāo)注。然后從21-23起算邊往返獨立測量830南翼膠帶巷道原有導(dǎo)線點(包括M、N)，檢查數(shù)據(jù)無誤后，將測量數(shù)據(jù)導(dǎo)入龍軟數(shù)據(jù)庫成圖，連接端頭兩點M-N成一直線，從圖中量取巷道原有導(dǎo)線點偏移M-N線段的垂直偏移量，見表1，這樣就得到人車縱向中心線標(biāo)定的技術(shù)參數(shù)。

表1 830南翼膠帶巷導(dǎo)線點偏移量

再次檢查數(shù)據(jù)無誤后，將每個導(dǎo)線點的偏移量在實地標(biāo)設(shè)出來，并在頂板楔入木樁鋼釘作為標(biāo)記，并用紅漆醒目標(biāo)注，這些點連接成一條直線就是人車安裝縱向中心線。

2.4 誤差分析

人車安裝后，進(jìn)行一次全面的運(yùn)行檢測。在運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)人坐在猴車座椅上會和個別膠帶H架輕微碰撞，經(jīng)實測猴車和H架的間距大小、同時使用水準(zhǔn)儀對每個吊裝橫梁是否水平進(jìn)行檢查，分析得知誤差來源是膠帶架加工不完全合格或長時間運(yùn)行中發(fā)生一定的偏移；在猴車安裝過程中，個別吊裝鋼梁有輕微彈性錯動，不嚴(yán)格水平所致。經(jīng)過更換或調(diào)整問題H架、橫梁，猴車中心至H架、巷幫的間距均大于最小安全距離0.7 m,平均達(dá)到0.85 m。完全符合設(shè)計要求。故此方案可行，安裝精度高。同時降低了猴車的整體校正難度，方便快捷。

3 結(jié) 語

本文通過現(xiàn)場試驗、現(xiàn)場總結(jié)經(jīng)驗、不斷優(yōu)化測量方案研究，形成了一套符合我礦生產(chǎn)實際、理論與實踐緊密結(jié)合的兩點定位多點偏移技術(shù)理論，同時借助數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)快速導(dǎo)入、計算并成圖。給同行業(yè)礦井提供了線型設(shè)備安裝測量技術(shù)及經(jīng)驗方面的幫助。

1) 兩點定位多點偏移法為人車安裝確定中心線，極大提高了測量、計算精度，提高測量效率，降低人工勞動強(qiáng)度，同時加快了安裝進(jìn)度。按照此法安裝的人車，運(yùn)行正常。說明研究的測量方案可行，精度也滿足要求。

2) 此解算和標(biāo)定方法，不僅適用于人車安裝標(biāo)定，同樣也適用于運(yùn)輸大巷強(qiáng)力膠帶的安裝標(biāo)定，為今后膠帶安裝標(biāo)定工作提出了一種簡便易行的方法，避免了以往的返工、重復(fù)標(biāo)定現(xiàn)象。具有較好的社會意義，值得推廣應(yīng)用[2]。