店坪煤礦兩點定位多點偏移法測設中心線技術的研究與應用

賈冬冬

(霍州煤電集團 呂梁山煤電有限公司，山西 方山 033199)

店坪煤礦位于山西省呂梁市方山縣大武鎮王家莊村一帶, 井田地處晉西黃土高原，屬呂梁山中段西側的中山區。本井田簡易公路在店坪村，和三交(鎮)-大武(鎮)公路相通，交通較為方便，本井田東西長4.17 km，南北寬4.10 km，井田面積13.53 km2，設計產能為260萬t/a。隨著礦井開采的不斷延伸，井下830南翼采區生產系統不斷加長，從井底車場到最南端工作面行走路線長度約為1 700 m，且有很多生產隊組交叉施工作業，職工在上下班、施工作業過程中會產生諸多的不便和矛盾沖突。為了減輕工人勞動強度，根據現場實際情況，設計從830水平南翼膠帶巷一聯巷至末端安裝一部RJY75-26/3000(A)型架空乘人裝置，全長約1 300 m。

架空人車的安裝首先是必須合理準確的標定人車安裝縱向中心線，以往采用的方法是根據實際巷道中心位置，或者膠帶運輸中心進行標定。而實際布設時，受巷道坡度起伏變化以及儀器通視效果差的影響，導致測量作業繁雜、效率低，精度難以保證，所以應用這個方法會產生比較大的誤差，對將來安裝固定好的架空人車整體調整帶來極大困難。通過研究分析后，采用兩點定位多點偏移技術，即在830南翼膠帶巷開口處(驅動輪)和末端(迂回輪)根據巷道原有導線點以及實際巷道位置定下人車縱向中心線的端頭點，用全站儀從大巷永久導線邊施測端頭點并復測膠帶巷原有導線點，將測量數據錄入數據庫成圖，將端頭點連成一條直線，并在圖中量取各點到該直線的垂直偏差，最后在830南翼膠帶巷將各個導線點進行東西偏移，這樣標定出的中心線誤差很小，完全能滿足架空人車的安裝要求。

1 店坪煤礦830南翼人車安裝工程概況

830水平南翼膠帶巷(兼做進風)全長1 700 m，為矩形斷面，規格為4.8 m×3.0 m，采用高強錨網梁+錨索進行聯合支護,巷道內施工有兩個人工風橋，并安裝有一部強力膠帶運輸設備。

為了方便職工上下班，根據現場實際情況，設計從830水平南翼膠帶巷一聯巷至9-2032巷安裝1部RJY75-26/3000(A)型架空乘人裝置，全長約1 300 m。設計主要范圍及特點如下：

1) 本次設計根據礦井現有條件，充分考慮店坪礦的布局情況，合理確定架空乘人裝置。

2) 吊椅中心距離巷道一側距離不得小于0.7 m，雙向同時運送人員時鋼絲繩間距不得小于0.8 m，固定抱索器的鋼絲繩間距不得小于1.0 m。

3) 根據巷道實際情況，提前研究設計并實地標設人車縱向中心線(見圖1)。

圖1 830南翼膠帶巷架空人車縱向中心線平面

2 架空人車安裝測量方案設計

2.1 830南翼膠帶巷建立獨立的坐標系統

為了保證測量數據的統一準確，減少測量粗差，以人車驅動輪中心M為坐標中心，其與一聯巷點23的連線為坐標縱軸X，假定M坐標為(0,0)，定向邊M-23方位為180°建立獨立的坐標系統。這樣能最大限度保障縱向中心線的直線度[1]，見圖2。

圖2 830南翼膠帶巷獨立坐標系統示意

2.2 830南翼膠帶巷碎步測量

由于膠帶巷已使用多年，局部區域建有人工風橋以及一些地方圍巖受壓變形，在準確測定人車驅動輪和迂回輪的中心線后，能保證人車順利安全的通過整個膠帶巷，就必須進行碎步測量。

依次在每個導線點上架站，定向于相鄰點，開啟激光，用鋼卷尺量取巷道變形點、膠帶H架以及風橋至激光的距離。人車覆蓋區域寬度理論不得小于2.2 m,低于此值的區域應進行調整或者擴刷巷道，以滿足人車安全運行的空間要求。測量結果見圖3。

圖3 830南翼膠帶巷碎步測量示意(m)

2.3 人車縱向中心線現場施測方法

在830南翼膠帶巷開口(驅動輪)和末端(迂回輪)兩處，根據人車安裝區域實際設計中心確定端頭中心點M、N兩點，在頂板楔入木樁鋼釘作為標記，并用紅漆醒目標注。然后從21-23起算邊往返獨立測量830南翼膠帶巷道原有導線點(包括M、N)，檢查數據無誤后，將測量數據導入龍軟數據庫成圖，連接端頭兩點M-N成一直線，從圖中量取巷道原有導線點偏移M-N線段的垂直偏移量，見表1，這樣就得到人車縱向中心線標定的技術參數。

表1 830南翼膠帶巷導線點偏移量

再次檢查數據無誤后，將每個導線點的偏移量在實地標設出來，并在頂板楔入木樁鋼釘作為標記，并用紅漆醒目標注，這些點連接成一條直線就是人車安裝縱向中心線。

2.4 誤差分析

人車安裝后，進行一次全面的運行檢測。在運行過程中發現人坐在猴車座椅上會和個別膠帶H架輕微碰撞，經實測猴車和H架的間距大小、同時使用水準儀對每個吊裝橫梁是否水平進行檢查，分析得知誤差來源是膠帶架加工不完全合格或長時間運行中發生一定的偏移；在猴車安裝過程中，個別吊裝鋼梁有輕微彈性錯動，不嚴格水平所致。經過更換或調整問題H架、橫梁，猴車中心至H架、巷幫的間距均大于最小安全距離0.7 m,平均達到0.85 m。完全符合設計要求。故此方案可行，安裝精度高。同時降低了猴車的整體校正難度，方便快捷。

3 結 語

本文通過現場試驗、現場總結經驗、不斷優化測量方案研究，形成了一套符合我礦生產實際、理論與實踐緊密結合的兩點定位多點偏移技術理論，同時借助數據庫的數據快速導入、計算并成圖。給同行業礦井提供了線型設備安裝測量技術及經驗方面的幫助。

1) 兩點定位多點偏移法為人車安裝確定中心線，極大提高了測量、計算精度，提高測量效率，降低人工勞動強度，同時加快了安裝進度。按照此法安裝的人車，運行正常。說明研究的測量方案可行，精度也滿足要求。

2) 此解算和標定方法，不僅適用于人車安裝標定，同樣也適用于運輸大巷強力膠帶的安裝標定，為今后膠帶安裝標定工作提出了一種簡便易行的方法，避免了以往的返工、重復標定現象。具有較好的社會意義，值得推廣應用[2]。