巷道拉門游標卡尺的研制

陳德新 鐵法煤業（集團）有限責任公司曉南礦

前言

隨著現代化礦井巷道掘進速度不斷增快，井下開拉門地點也隨之逐漸增多，這就需要測量人員頻繁到井下對巷道中心線進行拉門標定。使用該設備進行巷道中心線拉門標定工作，只需二人配合就可以完成新掘巷道的方位標定，并且使用該方法操作簡單，精度高，降低了勞動強度，提高了工作效率。我礦西三七層煤柱回收工作面兩順拉門標定工作使用了該設備，經過實際運行，使用效果非常理想，精度達到了工程要求，滿足了安全生產，達到了預期目的。

一、研制背景

礦山測量是礦山建設與生產的重要環節，是一項重要而嚴謹的工作，它被譽為礦山的“眼睛”。礦山測量的任何疏忽都會影響生產,甚至會導致嚴重事故發生。隨著曉南礦礦井巷道掘進速度不斷增快，井下開拉門地點也隨之逐漸增多，這就需要測量人員頻繁到井下對巷道中心線進行拉門標定。巷道開拉門位置和掘進方位的標定一般都采用全站儀標定法，但是由于準備施工的巷道開拉門位置處影響因素較多，綜掘機及各種設備影響全站儀導線通視，一般都采取皮尺拉門進行新掘巷道的方位標定。原有皮尺拉門方法在井下實際環境中，皮尺三條邊不易同時拉緊，皮尺中心與原巷道中心也不易精確對準，拉門工作需要至少三人完成。一旦皮尺三條邊為拉緊，皮尺中心與原巷道中心沒有對準，拉門標定的方位與設計要求的方位就會產生較大的誤差，甚至影響工程質量。

二、設備研制內容

為提高效率，降低勞動強度，我們自主研發制作了巷道拉門游標卡尺，該設備的研發過程如下：

巷道拉門游標卡尺基于傳統皮尺拉門的方法上進行更新改進，材質采用硬度較強的三個木板尺組成，如圖1所示，巷道拉門游標卡尺主要由兩個長度為1米的主尺和一個長度為1.5米的游尺組成，兩個主尺以零刻度為軸用螺母將兩尺連接在一起，即為圖1中O點，主尺A的另外一端1米處與游尺零刻度為軸用螺母連接在一起，主尺B的另外一端一米處安置一滑槽，并在滑槽上端安置一頂絲，以保證主尺B的一米處在游尺上的任意刻度都能固定。游尺上標注好以毫米為單位的刻度。在圖2中，虛線表示新設計的巷道，AB為巷道的中心線，CD為原有巷道的中心線，井下巷道需進行拉門標定時，首先計算好原巷道與新巷道夾角β，并計算出當巷道夾角為β時游尺所需要標定的長度，即l=2*sin(β/2)，將主尺B固定在游尺所計算的刻度上，此時主尺A與主尺B之間的夾角就是新巷道與原巷道的夾角。使用巷道拉門游標卡尺兩主尺零刻度軸O點對準巷道交叉點O’點，主尺A保持與原巷道中心線CD重合，此時主尺B所指示的方向就是新巷道掘進的方位。使用該方法進行巷道拉門方位標定時，一人對準巷道交叉點O與卡尺軸O’使兩點重合，同時使主尺A與原巷道中心線重合，另一人沿著主尺B指示的方位在原有巷道的頂板上固定臨時點，就完成了新掘巷道方位標定工作。此項工作僅需兩人完成，消除了皮尺三條邊不易同時拉緊的問題，提高了原來采用拉門皮尺中心與原巷道中心對準的精度，節省了人力投入，降低了勞動強度，提高了標定精度。

圖1

圖2

三、設備優點

該設備經過相關技術人員研究討論，根據預定方案，使用之后經過反復試驗，使用效果比較理想。它的操作方便，設計合理，得到工人和領導的一致好評。該設備操作方法簡單方便，精度較高，勞動強度低，工藝美觀，便于攜帶，模具使用壽命長。提高了巷道拉門標定精度，避免了井下巷道無效進尺。確保了煤礦施工質量及安全生產。降低了工人勞動時間，提高了工人工作效率。若加以推廣使用，將產生更大的社會效益。巷道拉門游標卡尺操作簡單，人員簡單的培訓后即可使用。

四、實際應用情況

曉南礦W3七層煤柱回收工作面運順于2012年5月23開工，開工前，由于開拉門位置臨近采空區，頂板壓力較大，巷道破壞變形嚴重，巷道全高僅為1.2米，無法使用全站儀進行標定，遂采用巷道游標卡尺進行拉門標定。待新巷道掘進10米時，原有巷道維修完畢，這時使用全站儀對巷道進行二次標定，標定方向與使用巷道拉門游標卡尺標定的方向偏差僅為5毫米，精度達到了工程要求，滿足了安全生產。

五、結論

本設備基于傳統皮尺拉門的方法上進行更新改進，材質采用硬度較強的三個木板尺組成，裝置成本低，易于攜帶，精度可靠，具有較好的適用性。本設備彌補了皮尺拉門精度偏低的不足，同時減少了勞動強度，提高了工作效率，提高安全性。在現場應用中得到了廣大職工和領導的一致好評，可以在煤礦中廣泛推廣使用。

[1]周立吾，張國良，林家聰.礦山測量學[M].中國礦業大學出版社，1987.

[2]煤礦測量手冊（上、下冊）修訂本[M].煤炭工業出版社，1990.