高段溜井測設貫通的應用

呂英磊，張國棟，于常先

(山東黃金礦業(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位于萊州市三山島鎮新立村西南，北距三山島鎮1.5 km，南距倉上金礦4.5 km。該礦區屬于海底開采，采用豎井與平巷開拓形式，溜井卸載與電機車有軌運輸配合為主，斜坡道運輸為輔，為適應8000 t采選擴建要求和加大三山島金礦的生產出礦能力，提高井下卸載能力，自2013年以來，采用反井鉆機導孔施工－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(長約150 m)等，針對上述高段溜井的施工，采用多種儀器開展了測量工作的研究與實踐，取得了創新性研究成果，確保了高段溜井的精確貫通，縮短了工程施工周期，提高了新立礦區卸載能力。

1 LM120反井鉆機簡介

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

2 卸載巷及鉆機硐室施工中的測設

如圖1，－200 m中段西南巷119線卸載巷施工距離較長，卸載巷的施工質量尤為重要，直接關系后續鉆機硐室、溜井和卸載站的施工和貫通。

表1 LM120反井鉆機主要技術參數

圖1 卸載巷設計

為確保卸載巷施工質量，方便作業人員日常施工，在卸載巷開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，并采用全站儀測設卸載巷中線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量，為后續的鉆機硐室、溜井和卸載站施工提供了有力保證。

如圖2，在巷道頂板安設指向儀的安裝調節步驟如下。

(1)在中線1點安置全站儀，按設計方位在巷道頂板上標定中線2點和中線3點。

(2)在中線1點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點和中線3點懸掛垂線，中線1至中線2點的距離約為10 m，中線2點至中線3點的距離約為20 m。

(3)接通電源，指向儀發出激光束，反復調整固定指向儀螺母和水平微動手輪，使光束中心穿過中線2、中線3點所掛垂線，此時的光束方向即為設計方位。

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

圖2 激光指向儀標定卸載巷中腰線

3 反井鉆機安裝和施工中的測設

如圖3，在鉆機硐室施工完成后，首先采用全站儀在鉆機硐室頂板放樣天井開孔位置點1個和天井中線一組(2根)，開孔位置確定后與反井鉆施工人員溝通交流，進行技術交底，協調進行電纜架設及水窩施工，按照反井鉆主機基礎施工圖協調進行基礎標定和澆灌?；A澆灌達到強度后，現場與操作人員在基礎上測量鋪設反井鉆道軌，為便于后續調控反井鉆、鉆桿方向施工導孔及擴刷，要多次測量保證反井鉆道軌中心線(見圖4)與高段溜井中線的垂線重合。鉆機沿道軌運至基礎后，須保證溜井中線和鉆機主軸中心線重合，微調鉆機找正位置固定，多次檢校鉆桿方位和測量鉆桿傾角方可開孔，開孔施工中現場跟班與操作人員檢校鉆機、鉆桿方位并采用測斜儀測量鉆桿傾角，進行了6次測斜，根據測斜所得的偏斜值和偏斜增長率來預測終孔貫通位置。由于下中段的探礦巷無實測，阻礙了溜井的貫通，及時對泄水井下中段的老巷進行實測，通過上、下中段巷道實測圖復合，從而實現了溜井按期順利貫通。

4 結論

指向儀激光束作為中腰線直觀清晰，方便了作業人員日常施工，減少了測量放線占用時間，保證了卸載巷的施工方向與坡度。采用測斜儀測量鉆孔傾角，保證了導孔偏斜率不大于1.0%，根據測斜所得的偏斜值和偏斜增長率來預測終孔貫通位置，確保了高段溜井的精確貫通。采用全站儀在鉆機硐室頂板上放樣天井開孔位置點和天井中線，方便了操作人員調控反井鉆桿方向施工導孔及擴刷，保證了反井中心線和鉆機主軸中心線重合，提高了工程的施工精度。

圖3 高段溜井導孔貫通

圖4 全站儀標定反井鉆軌道中線

與傳統的爆破施工相比，采用反井鉆施工高段溜井機械化程度高，成井質量好，施工人員都在環境和安全狀況較好的上部，工人不需進入工作面進行打眼、裝藥等作業，減輕了工人勞動強度，保證了作業人員安全性。

通過一系列的實踐、研究及多種測量儀器(指向儀、全站儀、測斜儀等)的綜合運用和現場跟班，順利實現了高段溜井的貫通，縮短了工程施工周期，提高工效2～3倍，為高段溜井的測設提供了參考。

［1］趙幼森.大直徑高段溜井破碎系統在大型水電站的應用［J］.采礦技術，2009，9(3):24-25.

［2］李恩濤.反井鉆機在豎井施工中的應用［J］.現代礦業，2013(6):148-150.

［3］趙大江.淺談激光指向儀的安裝［J］.礦山測量，2011(5):77-78.

［4］鄒雨霖.嵩山煤礦2203膠帶巖石集中巷貫通測量［J］.采礦技術，2013，13(3):119-121.

［5］黃春榮.激光指向儀在井下測量中的應用及誤差分析［J］.北京測繪，2009(4):76-78.

［6］鄭躍兵.測斜儀對頂板高位瓦斯抽放鉆孔參數的優化［J］.現代礦業，2012(12):127-129.