豎井貫通放樣與精度檢驗

孟春鋼

（新巴爾虎右旗榮達(dá)礦業(yè)有限責(zé)任公司 怡盛元礦，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021000）

1 豎井貫通的原因

隨著礦山企業(yè)的不斷發(fā)現(xiàn)壯大，生產(chǎn)任務(wù)的不斷增加，采用傳統(tǒng)的方法進(jìn)行豎井延伸，將引起生產(chǎn)礦井在豎井延伸階段無法進(jìn)行生產(chǎn)，從而影響礦山的生產(chǎn)任務(wù)，由于生產(chǎn)任務(wù)大，時間緊[1]。采用傳統(tǒng)的豎井延伸已不能滿足礦山的生產(chǎn)需要，因此，必須采用立井貫通的方法進(jìn)行井筒延伸[2]。

2 豎井貫通的方案

新巴爾虎右旗榮達(dá)礦業(yè)有限責(zé)任公司怡盛元礦一采區(qū)由1、2、3、4號提升井及若干回風(fēng)井組成一個生產(chǎn)系統(tǒng)。怡盛元礦一采區(qū)3號提升井盲井九中段現(xiàn)已下掘至400米標(biāo)高。并在400米標(biāo)高形成了完整的生產(chǎn)系統(tǒng)，并與一采區(qū)2號提升井及4號提升井完成了在400米標(biāo)高的貫通，井下7″導(dǎo)線在貫通巷道均已完成閉合并進(jìn)行了導(dǎo)線平差（圖1）。

圖1 新巴爾虎右旗榮達(dá)礦業(yè)圖

為了避免在3號豎井下掘措施井時與3號提升井的生產(chǎn)運(yùn)輸相沖突，權(quán)衡利弊后決定利用2號井在370米中段的巷道進(jìn)行豎井延伸，完成延伸后再與3號提升井的井筒進(jìn)行貫通[3]。

3 導(dǎo)線布設(shè)方法

由于2號提升井370米中段與400米中段是同時采用陀螺儀進(jìn)行的豎井定向，因此具有相同的精度。由于2號提升井7″導(dǎo)線在370米中段并未形成閉合導(dǎo)線。因此，370米中段的7″導(dǎo)線屬于狹長的支導(dǎo)線，檢核條件少，可靠性較低。為了增加檢核條件，提高導(dǎo)線的可靠性。需要在原導(dǎo)線的基礎(chǔ)上在增設(shè)一條7″級導(dǎo)線，并用陀螺全站儀對新布設(shè)的檢核導(dǎo)線加測陀螺邊，提高7″導(dǎo)線的方位角精度。再通過新布設(shè)的7″導(dǎo)線與原7″導(dǎo)線的最后兩個點(diǎn)重合，以此檢查原導(dǎo)線的精度[4-6]。在誤差范圍內(nèi)時，采用新舊7″導(dǎo)線的平均方位角及平均點(diǎn)位坐標(biāo)做為放樣起始點(diǎn)的坐標(biāo)。如坐標(biāo)或方位角誤差超過限差值，則需要對兩次的導(dǎo)線進(jìn)行檢查，直到找出原因為止。導(dǎo)線布設(shè)形式如圖2所示。

圖2 新巴爾虎右旗榮達(dá)礦業(yè)圖

4 兩井之間的坐標(biāo)誤差驗證

由于措施井是從2號提升井下掘，雖然重新布設(shè)了7″導(dǎo)線對原有的導(dǎo)線進(jìn)行了驗證，坐標(biāo)及方位角限差亦在誤差范圍內(nèi)，但是由于2號提升井和3號提升井之間距離較遠(yuǎn)，除了對原有的導(dǎo)線進(jìn)行檢驗外，還需采取其他的辦法，對兩個豎井之間的坐標(biāo)進(jìn)行驗證，保證測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤后，方可對豎井四角線進(jìn)行放樣。

圖3 新巴爾虎右旗榮達(dá)礦業(yè)圖

如圖3所示：利用2號提升井與3號提升井之間的通風(fēng)天井對兩個井的坐標(biāo)偏差做出檢驗，在3號提升井400米米中段，利用地井，下垂一根鋼絲到2號提升井370米中段，由于2號提升井至3號提升井之間的通風(fēng)天井并非是一條通視的直線。為了能夠利用該通風(fēng)天井進(jìn)行坐標(biāo)驗證，需要在中間e點(diǎn)懸掛一個重錘（10公斤）。在測量點(diǎn)2和測量點(diǎn)3分別假設(shè)儀器，瞄準(zhǔn)后視，對a、b、c、d進(jìn)行精確觀測，測量a、b、c、d點(diǎn)的精確三維坐標(biāo)，再用50米長鋼尺分別量出a到e和c到e的距離（也可以量出b到e和d到e之間的距離）。通過a和b的準(zhǔn)確坐標(biāo)，反算出a到b的方位角及a到b的坡度或垂直角。由于e點(diǎn)懸掛有重錘。因此，a到b與a到e在同一條直線上。同理：c到d與c到e也在同一條直線上。由此，可以根據(jù)a點(diǎn)的坐標(biāo)以及a到b的方位角α和a到e的水平距離S算出e點(diǎn)的坐標(biāo)。

根據(jù)此公式，分別計算出由a、b推算出的e點(diǎn)坐標(biāo)和由c、d推算出的e點(diǎn)坐標(biāo)。然后將兩個平面坐標(biāo)進(jìn)行比對，在50mm范圍內(nèi)時，說明2號提升井的導(dǎo)線坐標(biāo)滿足放樣的精度。

5 井筒四角線放樣

首先，利用3號提升井布設(shè)的7″級導(dǎo)線，準(zhǔn)確的測出3號提升井的井筒四角線坐標(biāo)，并繪制出3號提升井1∶200的井筒斷面圖，用于今后的放樣工作。根據(jù)3號提升機(jī)的四角線坐標(biāo)，計算出與2號提升井7″導(dǎo)線之間的關(guān)系，根據(jù)2號提升井的7″導(dǎo)線放樣出3號提升井在下掘中段的井筒四角線位置。由于2號提升井的導(dǎo)線點(diǎn)距離放樣點(diǎn)坐標(biāo)均未超過15米，為了提高放樣的精度，在采用全站儀進(jìn)行放樣時，采用多測回測角。減小因為角度因素引起的實地點(diǎn)位誤差。由于井下溫度保持在14℃-17℃，接近鋼尺的鑒定溫度。因此距離上采用鋼尺量距，避免全站儀測距（2+2ppm）的固定誤差。

6 結(jié)論

由此可以看出，豎井貫通在礦山貫通中一個比較重要的貫通工作，其要求的精度較高，需要測量人員根據(jù)不同的情況制定出不同的放樣方案，尤其是利用其它井口為另一個井口進(jìn)行豎井下掘時，更要注意導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)的檢驗工作，避免由于測量誤差或系統(tǒng)不統(tǒng)一引起的實際井筒的點(diǎn)位放樣誤差。