礦山豎井延伸安裝工程測量放線流程解析

牛家寬 錢小峰

（南京寶地梅山產城發展有限公司礦業分公司）

豎井對于地下礦山的生產運營至關重要，承擔著作業人員、設備、材料、礦巖等上下運輸以及通風、供水、供電等重要功能［1］。隨著采礦生產的持續，當豎井深度不能滿足持續生產時，需要進行開拓延伸，以滿足礦山的可持續發展要求。由于豎井開拓延伸工程的特殊性，其測量方法不同于平巷的貫通測量，其測量過程和操作環境受到諸多環境因素的不利影響，且對測量的精度要求很高。一旦出現較大的偏差，將對礦山企業造成不可挽回的重大損失。必須制定科學合理的測量方案，精心組織測量，才能確保目標的實現。由于豎井在生產過程中存在地質變形、罐道磨損變形等情況，原設計井筒中心已經不能作為延伸段井筒設施安裝工程貫通測量的依據。根據工程實際，提出實測井筒的提升中心坐標和罐道梁的坐標，作為開拓延伸和設施安裝的基準依據，實現新舊井筒和罐道梁的精準貫通。

1 工程概況

某礦山豎井延伸工程根據生產需要，從-330 m水平延伸到-420 m 水平，目前井筒掘進砌筑工作已經結束，現場具備井筒內部設備安裝條件。測量人員主要負責井筒設備安裝工程的基準線放樣測量、錨桿眼位置標定、安裝施工期間基準檢查校準以及安裝后的檢查評定工作。

井筒測量由于儀器可架設點位置少，坐標豎向傳遞，因而測量精度較難做到很好的控制。本次施工基準線放樣定線精度需達到±2 mm，這對測量方案提出了很高的要求。同時，各步驟任務互相影響，任何一步的誤差和錯誤將累計進入下一步的工作，因此，要做到每一步精確無誤。

2 技術設計

2.1 現有資料解讀

技術設計部門只能提供一份井筒原設計安裝平面圖（圖1），其他資料缺失。加上井筒運營過程中存在地質變形和磨損變形的原因，井筒實際的中心已經發生偏移，不能直接作為此次延伸工程測量基準使用。雖然井筒發生變形，但井筒中鋼梁與井筒提升中心以及井筒中心的相對幾何關系可以沿用。

繪制現場安裝示意圖這一過程至關重要，因為它對后續所有的測量、施工任務產生直接影響，示意圖繪制的精度及完整度將直接影響實際測量和安裝效果。

測量任務中放樣標定位置涉及到各類型鋼梁的安裝，其規格不一致。因此，測量人員對提供的60多幅施工安裝圖進行了逐一分析，并運用AutoCAD 繪制了近20幅的罐道梁、梯子間梁、支座梁等精確的安裝位置示意圖，其中一幅如圖2所示。

2.2 技術設計

按照工程實際要求及現有資料的情況，經過與各方協調，制定測量方案，測量作業主要內容：

（1）井筒提升中心線的檢查測量。

（2）-330 m水平與-345 m水平聯系測量。

（3）安裝基準線放樣。

（4）井筒各類鋼梁安裝位置標定。

這4個步驟中，步驟（1）、（2）可以互不干擾，實際測量中不分先后順序，可以根據現場具備的條件進行變動。但是步驟（3）必須在步驟（1）、（2）完成后才能進行，而步驟（4）則需要步驟（3）完成方可進行。因此，實際測量時必須要個按照設計要求進行。

3 方案實施

3.1 注意事項

測量方案的實施要重點關注以下幾點。

（1）原始資料的可靠性及資料之間的關系。

（2）測量要有可靠的檢驗，杜絕粗差的產生。

（3）要重視測量質量。

（4）對施測的成果應進行精度分析，做到心中有數。

（5）要提高井筒中坐標豎向傳遞的精度，需要現場關閉井筒通風，并關閉井樓進出口，減少井筒通風造成鋼絲不穩，從而保證投點的精度。

（6）在井筒作業時，安全工作由專業部門負責協調。

（7）井筒內作業時，井筒上、下應明確專人負責，專人管理信號聯系。非工作人員不得在井筒附近停留，進入井筒作業人員勞保護品穿戴齊全，安全帶正確使用。

3.2 測量放線主要工作

（1）現有井筒提升中心線的檢查測量。由于設計方案未提供井筒延伸所需的井筒中心坐標，而在基準線標定時中心坐標的位置至關重要。因此，測量人員在相關部門的確認后，決定實際測量-330 m水平井筒實際提升中心坐標，作為一切安裝測量的基準依據。

經現場確認后，測量人員利用豎井-330 m 水平附近的測量控制點分別測量4根井筒罐籠穩繩坐標，按《冶金礦山測量規范》10"級精度要求測量。根據罐籠穩繩反算出罐籠中心即提升中心線位置坐標［2-3］。

在實際測量數據解算中需對測量坐標所構成的矩形精度進行評定，這樣能檢查所測量數據的精度，更重要的是能確定通過這些點位所解算的中心坐標是否合理，避免將錯誤帶入下一步工作。

（2）-330 與-345 m 水平聯系測量。進行聯系測量的目的是將-330 m 水平坐標系統測量到 -345 m水平馬頭門硐室中，確保在下一步的基準線放樣工作使用同一坐標系，從而保證上下貫通的精度，聯系測量如圖3所示。

在聯系測量前，在-345 m 水平馬頭門硐室及井壁上適宜位置埋設2個測量標志點，在確保點位標志牢固后方能使用。然后，在-330 m 水平罐籠位置（圖3 所示-330 m 水平井筒處）搭設一測量平臺，測量平臺必須聯結牢固。在測量平臺上固定2塊定線板，在定線板邊各固定1臺纏有鋼絲的小絞車，將小絞車鋼絲（圖中A、B線）通過定線板下放到-345 m 水平，然后在鋼絲底端掛上配重，井筒停風，確保鋼絲在井筒中保持穩定。

在-330 m 水平架設全站儀，測量2 根鋼絲A、B的坐標，同時測量B點高程值。然后將儀器轉移至-345 m 水平硐室中并架設儀器于A點，連接三角形法測量2根鋼絲并與-345 m水平測量標志點C′、D′聯測（圖3）。最后，使用長鋼尺自-330 mB線將高程傳遞到-345 m 水平測量標志點上。對所采集的數據進行計算處理后，得到C′、D′點的坐標與高程值。

-345 m 水平所得到的標志點的坐標將作為放樣各基準線的起算點，坐標須精確可靠，才能保證基準線±2 mm精度的要求。

3 安裝基準線放樣

首先，根據安裝實際要求，測量人員確立了放樣的點位，分別為井筒4個角點及鋼梁位置平行于井筒方向的2點，并對這6個放樣數據進行了計算。

在確定了放樣點后，在-345 m 水平控制點上架設儀器并定向后，按照放樣數據逐點標定安裝基準線，并用定線板固定安裝基準線位置。所有基準線放樣完畢后，測量基準線坐標，測量值與標定值互差不得大于2 mm，如大于2 mm 重新標定直至符合要求。最后，將纏有鋼絲的小絞車固定在適宜位置并將鋼絲通過定線板上的放樣點下放到井筒中留用。

4 井筒各類鋼梁安裝位置標定

根據安裝基準線，在-345 m 水平以下第一根罐道梁位置，-400 m、-422 m、-435 m 位置準確標定出罐道梁及垂直于罐道梁的井筒中心線（圖2）并固定，在井筒中用連接線將上下相對應的標志連接起來作為標定依據。

根據相關技術部門提供的資料［4］，計算各類鋼梁的標定數據并繪制成表（表1），包括標高、與罐道梁或井筒中心線關系等。

利用連接線特殊位置的特點以及與鋼梁的幾何關系，分別量取各鋼梁至連接線的距離，即可將鋼梁位置在井壁上投射出，然后在投射位置進行標記，便于后續安裝施工。經過精密策劃、實施，井筒延伸安裝測量工作取得圓滿成功，各項檢查指標均符合設計要求，為井筒延伸測量提供了經驗參考。

5 總結

井筒測量屬非常規測量，一般數年才進行一次，因此，在測量過程中要及時對所取得數據成果進行總結存檔，避免資料缺失，為今后的工作做好資料儲備。另外，要與以往測量方法進行比較，選擇最佳方案。由于每次作業涉及人員較多，技術人員要詳細做好人員分工安排，分配到個人，避免現場混亂。同時，要對現場情況做充分的調研檢查，對于井筒作業存在的不利要素要有充分認識，安排好應對措施，如在本次測量中，實際進行基準線放樣時，現場條件不滿足要求，此時就必須現場更改原有設計，使用各類圖紙及計算工具。