龍橋鐵礦副井延深掘砌安精密定位測(cè)量

田 發(fā)，楊玉訪，趙家偉

（安徽省廬江龍橋礦業(yè)公司，安徽 合肥 231500）

1 副井井筒概況

龍橋鐵礦副井(原名混合井)，該井井口標(biāo)高為+88.8m，目前井底標(biāo)高為-522.00m，井筒總深為610.8m，井筒直徑φ5.5m，井筒內(nèi)裝備有一個(gè)箕斗和一個(gè)罐籠，并設(shè)有梯子間。罐道為方鋼罐道，井筒正常段罐道梁層間距為5.0m。井筒最底層--尾繩隔離保護(hù)裝置安設(shè)在-510.856m標(biāo)高。井底已施工一條直徑為φ3m的井筒至-550m標(biāo)高，在-550m水平已施工了一條有軌的粉礦回收道與混合井相通，用于回收粉礦[1]。

為了解決-490m中段以上廢石提升問題，礦業(yè)公司決定將原混合井(現(xiàn)為副井)井筒延深至-550m中段，并將原-481m裝礦系統(tǒng)下移至-510m中段，以保證-490m中段以上廢石的提升，為此需在-490m中段增加一條措施斜坡道與-510m皮帶道相通、在-490m運(yùn)輸巷與-510m皮帶道之間設(shè)一個(gè)礦倉(cāng)，礦倉(cāng)上部設(shè)一個(gè)卸載站，礦倉(cāng)下部設(shè)一個(gè)裝礦硐室；拆除原尾繩隔離裝置鋼梁，重新安裝16層罐道梁以及罐籠和箕斗方鋼罐道。

2 現(xiàn)有測(cè)量控制點(diǎn)情況

龍橋鐵礦在建井期間原地面控制網(wǎng)大部分被破壞，2007年5月安徽省池洲市工程勘察院進(jìn)行重建,重建后的地面控制網(wǎng)為E級(jí)GPS平面網(wǎng)及四等水準(zhǔn)網(wǎng)。經(jīng)聯(lián)測(cè)，重建后地面控制網(wǎng)與原控制網(wǎng)存在誤差（混合井井筒施工及井筒裝備安裝使用的是原地面控制網(wǎng)），且誤差較大，為了保證二期井下工程準(zhǔn)確施工，于2007年12月采用兩井定向（混合井、東風(fēng)井）將地面控制系統(tǒng)傳遞到-370m中段，且兩井定向精度遠(yuǎn)高于規(guī)范要求，滿足了井下各項(xiàng)工程需要。

考慮到今后混合井可能要進(jìn)行延深，在混合井原井筒十字中心線均已破壞的情況下，于2009年6月采用新地面控制系統(tǒng)對(duì)混合井井筒裝備安裝圖中罐道提供的相關(guān)尺寸進(jìn)行了測(cè)量，實(shí)測(cè)后推算井中坐標(biāo)為X=3444571.745m，Y=543716.267m，與原混合井井筒中心坐標(biāo)平面點(diǎn)位誤差為0.366m。

3 測(cè)量方案的選擇

（1）因混合井原井筒十字中心線均已破壞，井底井壁上未預(yù)埋井筒十字中心線，所以無法利用原混合井井筒十字心線進(jìn)行延深段井筒掘砌安工程[2]。

（2）-490m中段導(dǎo)線是從進(jìn)風(fēng)井地表經(jīng)陀螺定向至-490m中段，未進(jìn)行兩井定向聯(lián)測(cè)及閉合測(cè)量，均為全站儀支導(dǎo)線，導(dǎo)線點(diǎn)精度不能滿足副井延深段井筒提升裝備安裝精度要求。另外-510m中段導(dǎo)線點(diǎn)是從-490m～-510m措施斜坡道經(jīng)全站儀支導(dǎo)線形成，其導(dǎo)線點(diǎn)精度比-490m中段全站儀導(dǎo)線還要低，所以也不能保證其安裝精度。

（3）因原井筒十字中心線已破壞及-490m中段、-510m中段全站儀導(dǎo)線精度低，滿足不了井筒裝備的安裝精度。

（4）-370m中段測(cè)量控制點(diǎn)為兩井定向(混合井、東風(fēng)井)的成果，精度高，能滿足副井原位延深掘、砌、安的精度要求。

綜上比較，采用-370m中段兩井定向高精度導(dǎo)線作為副井井筒延深段掘砌安工程首級(jí)控制點(diǎn)。其測(cè)量方法如下：

第一次在-370m井筒內(nèi)罐籠側(cè)鋼梁上布設(shè)2個(gè)檢查測(cè)量點(diǎn)，將[10的槽鋼焊接在罐道梁上，槽鋼長(zhǎng)度伸出鋼梁110mm，槽鋼中心距鋼梁邊100mm和罐道邊100mm的位置用適當(dāng)直徑的鉆頭鉆一眼孔，將兩根測(cè)量線（18#細(xì)鐵絲）投放至-490m中段，在-370m中段采用全站儀對(duì)細(xì)鐵絲和鋼梁罐進(jìn)行實(shí)測(cè)，以推算出井中點(diǎn)的平面坐標(biāo)，并對(duì)-370m中段～-490m中段已安裝的罐道梁及罐道幾何相關(guān)尺寸進(jìn)行實(shí)測(cè)，以檢查原井筒裝備的安裝精度和安裝誤差。

然后在-490m中段投放一根線至-522m中段（因井底有尾繩隔離裝置，無法投放兩根測(cè)量線），將-490m中段控制點(diǎn)經(jīng)陀螺定向聯(lián)系測(cè)量傳遞至-522m中段全站儀導(dǎo)線上，利用-522m聯(lián)系測(cè)量成果，在-522m采用全站儀放樣出井中點(diǎn)和井筒十字中心線點(diǎn)，以指導(dǎo)副井井筒延深段掘砌安工程施工。

4 測(cè)量方案的實(shí)施

根據(jù)確定副井延深段的測(cè)量方案，本次測(cè)量分兩次進(jìn)行，第一次測(cè)量時(shí)間為2020年6月3日，第二次為2020年6月6日，兩次主要測(cè)量工作如下。

4.1 第一次測(cè)量工作

（1）從-370m中段投放兩根垂線至-490m中段，對(duì)-370m～-481m中段之間罐籠側(cè)25層罐道及鋼梁實(shí)際尺寸進(jìn)行了測(cè)量。

（2）在-370m中段已有導(dǎo)線邊上進(jìn)行陀螺測(cè)量，以求得陀螺常數(shù)，然后對(duì)-522m中段未知導(dǎo)線邊進(jìn)行陀螺定向測(cè)量，根據(jù)-370m中段求得陀螺常數(shù)計(jì)算出-522m中段未知導(dǎo)線邊方位角。

（3）以在-370m中段測(cè)量控制點(diǎn)成果為基準(zhǔn)，通過聯(lián)系測(cè)量方式，將-370m中段的平面測(cè)量成果傳遞到-490m中段。

（4）將長(zhǎng)150m的鋼尺從-370m下放至-490m，分別在-370m中段和-490m中段同時(shí)進(jìn)行高程測(cè)量，將-370m中段高程傳遞到-490m中段。

4.2 第二次測(cè)量工作

（1）從-490m中段下放一根18#細(xì)鐵絲至-522m中段。

（2）在-490m中段導(dǎo)線邊上進(jìn)行陀螺測(cè)量，根據(jù)-370m中段求得陀螺常數(shù)可計(jì)算出-490m中段未知導(dǎo)線邊方位角。

（3）分別在-490m中段和-522m中段對(duì)一根細(xì)鐵絲線進(jìn)行角度及距離測(cè)量，將相關(guān)的幾何關(guān)系傳遞到-522m中段。

（4）從-490m中段下施工鋼尺至-522m中段，分別在-370m中段和-490m中段同時(shí)進(jìn)行高程測(cè)量，將-490m中段高程傳遞到-522m中段。

5 豎井延深精密定位測(cè)量

5.1 -522m延深段井筒施工測(cè)量

根據(jù)-522m中段的聯(lián)系測(cè)量成果和實(shí)測(cè)井中坐標(biāo)及其相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，采用高精度全站儀標(biāo)定-522m井筒十字線，指導(dǎo)-522m以下延深段井筒的刷大和砌壁的施工。

5.2 -522m～-510m井筒段施工測(cè)量

采用單線投點(diǎn)聯(lián)合陀螺經(jīng)緯儀定向測(cè)量技術(shù)[2]，將-522m平面測(cè)量系統(tǒng)傳遞至-510m中段；平面定向結(jié)束后，在-510m井筒內(nèi)下放1把50m鋼尺，進(jìn)行導(dǎo)入高程測(cè)量，將-522m的導(dǎo)線點(diǎn)的高程聯(lián)測(cè)至-510m定向點(diǎn)上。利用-510m聯(lián)系測(cè)量成果，采用高精度全站儀放樣出-510m井筒十字線，以指導(dǎo)該井筒和計(jì)量硐室的施工。

5.3 延深井筒段安裝測(cè)量

-510m～-522m井筒段和計(jì)量硐室砌壁結(jié)束后，采用高精度全站儀重新放樣出井筒十字線，并在井壁和計(jì)量硐室?guī)捅谏瞎潭ê脺y(cè)量標(biāo)志。

罐道梁安裝之前，在原安裝的最下一層罐道梁上，投放卡線至-510m中段十字線位置，卡線下端配以適當(dāng)重量的垂球，等垂線擺動(dòng)趨于平穩(wěn)之后，將-510m中段十字線投放至原安裝的最下一層罐道梁上，投點(diǎn)結(jié)束后，檢測(cè)十字線的相互關(guān)系，并與設(shè)計(jì)參數(shù)比較。經(jīng)檢測(cè)，其誤差符合規(guī)范要求。

然后根據(jù)投放到原安裝的最下一層罐道梁上十字線，定出延深段井筒罐道梁安裝的6個(gè)測(cè)量點(diǎn)，以指導(dǎo)延深段井筒裝備安裝。

井筒裝備安裝結(jié)束后，經(jīng)輕載試車，罐籠運(yùn)行正常；后帶負(fù)荷運(yùn)行，罐籠運(yùn)行平穩(wěn)。至此，龍橋鐵礦副井掘砌安豎井延深獲得圓滿成功，其測(cè)量精度和質(zhì)量等方面均符合規(guī)范要求，為該礦創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

6 結(jié)語

該工程的順利完成，為我們提供了許多值得借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

（1）豎井延深掘砌安精密定位測(cè)量，應(yīng)有準(zhǔn)確并優(yōu)化了的測(cè)量方案和誤差預(yù)計(jì)，使誤差控制在容許范圍內(nèi)[3]。

（2）由于該工程采用單線投點(diǎn)聯(lián)合陀螺定向技術(shù)，減少了測(cè)量人員在井下惡劣環(huán)境條件下的工作時(shí)間，減少了井筒的占用時(shí)間，提高了工效，縮短了工期，增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

（3）井筒內(nèi)聯(lián)系測(cè)量時(shí)，井上、下必須明確專人負(fù)責(zé)，專人管理信號(hào)聯(lián)系；進(jìn)入井筒須配帶安全帶，并應(yīng)特別警惕不要將物件掉入井筒，以確保人員、設(shè)備、設(shè)施安全。