龍橋鐵礦副井延深掘砌安精密定位測量

田 發，楊玉訪，趙家偉

（安徽省廬江龍橋礦業公司，安徽 合肥 231500）

1 副井井筒概況

龍橋鐵礦副井(原名混合井)，該井井口標高為+88.8m，目前井底標高為-522.00m，井筒總深為610.8m，井筒直徑φ5.5m，井筒內裝備有一個箕斗和一個罐籠，并設有梯子間。罐道為方鋼罐道，井筒正常段罐道梁層間距為5.0m。井筒最底層--尾繩隔離保護裝置安設在-510.856m標高。井底已施工一條直徑為φ3m的井筒至-550m標高，在-550m水平已施工了一條有軌的粉礦回收道與混合井相通，用于回收粉礦[1]。

為了解決-490m中段以上廢石提升問題，礦業公司決定將原混合井(現為副井)井筒延深至-550m中段，并將原-481m裝礦系統下移至-510m中段，以保證-490m中段以上廢石的提升，為此需在-490m中段增加一條措施斜坡道與-510m皮帶道相通、在-490m運輸巷與-510m皮帶道之間設一個礦倉，礦倉上部設一個卸載站，礦倉下部設一個裝礦硐室；拆除原尾繩隔離裝置鋼梁，重新安裝16層罐道梁以及罐籠和箕斗方鋼罐道。

2 現有測量控制點情況

龍橋鐵礦在建井期間原地面控制網大部分被破壞，2007年5月安徽省池洲市工程勘察院進行重建,重建后的地面控制網為E級GPS平面網及四等水準網。經聯測，重建后地面控制網與原控制網存在誤差（混合井井筒施工及井筒裝備安裝使用的是原地面控制網），且誤差較大，為了保證二期井下工程準確施工，于2007年12月采用兩井定向（混合井、東風井）將地面控制系統傳遞到-370m中段，且兩井定向精度遠高于規范要求，滿足了井下各項工程需要。

考慮到今后混合井可能要進行延深，在混合井原井筒十字中心線均已破壞的情況下，于2009年6月采用新地面控制系統對混合井井筒裝備安裝圖中罐道提供的相關尺寸進行了測量，實測后推算井中坐標為X=3444571.745m，Y=543716.267m，與原混合井井筒中心坐標平面點位誤差為0.366m。

3 測量方案的選擇

（1）因混合井原井筒十字中心線均已破壞，井底井壁上未預埋井筒十字中心線，所以無法利用原混合井井筒十字心線進行延深段井筒掘砌安工程[2]。

（2）-490m中段導線是從進風井地表經陀螺定向至-490m中段，未進行兩井定向聯測及閉合測量，均為全站儀支導線，導線點精度不能滿足副井延深段井筒提升裝備安裝精度要求。另外-510m中段導線點是從-490m～-510m措施斜坡道經全站儀支導線形成，其導線點精度比-490m中段全站儀導線還要低，所以也不能保證其安裝精度。

（3）因原井筒十字中心線已破壞及-490m中段、-510m中段全站儀導線精度低，滿足不了井筒裝備的安裝精度。

（4）-370m中段測量控制點為兩井定向(混合井、東風井)的成果，精度高，能滿足副井原位延深掘、砌、安的精度要求。

綜上比較，采用-370m中段兩井定向高精度導線作為副井井筒延深段掘砌安工程首級控制點。其測量方法如下：

第一次在-370m井筒內罐籠側鋼梁上布設2個檢查測量點，將[10的槽鋼焊接在罐道梁上，槽鋼長度伸出鋼梁110mm，槽鋼中心距鋼梁邊100mm和罐道邊100mm的位置用適當直徑的鉆頭鉆一眼孔，將兩根測量線（18#細鐵絲）投放至-490m中段，在-370m中段采用全站儀對細鐵絲和鋼梁罐進行實測，以推算出井中點的平面坐標，并對-370m中段～-490m中段已安裝的罐道梁及罐道幾何相關尺寸進行實測，以檢查原井筒裝備的安裝精度和安裝誤差。

然后在-490m中段投放一根線至-522m中段（因井底有尾繩隔離裝置，無法投放兩根測量線），將-490m中段控制點經陀螺定向聯系測量傳遞至-522m中段全站儀導線上，利用-522m聯系測量成果，在-522m采用全站儀放樣出井中點和井筒十字中心線點，以指導副井井筒延深段掘砌安工程施工。

4 測量方案的實施

根據確定副井延深段的測量方案，本次測量分兩次進行，第一次測量時間為2020年6月3日，第二次為2020年6月6日，兩次主要測量工作如下。

4.1 第一次測量工作

（1）從-370m中段投放兩根垂線至-490m中段，對-370m～-481m中段之間罐籠側25層罐道及鋼梁實際尺寸進行了測量。

（2）在-370m中段已有導線邊上進行陀螺測量，以求得陀螺常數，然后對-522m中段未知導線邊進行陀螺定向測量，根據-370m中段求得陀螺常數計算出-522m中段未知導線邊方位角。

（3）以在-370m中段測量控制點成果為基準，通過聯系測量方式，將-370m中段的平面測量成果傳遞到-490m中段。

（4）將長150m的鋼尺從-370m下放至-490m，分別在-370m中段和-490m中段同時進行高程測量，將-370m中段高程傳遞到-490m中段。

4.2 第二次測量工作

（1）從-490m中段下放一根18#細鐵絲至-522m中段。

（2）在-490m中段導線邊上進行陀螺測量，根據-370m中段求得陀螺常數可計算出-490m中段未知導線邊方位角。

（3）分別在-490m中段和-522m中段對一根細鐵絲線進行角度及距離測量，將相關的幾何關系傳遞到-522m中段。

（4）從-490m中段下施工鋼尺至-522m中段，分別在-370m中段和-490m中段同時進行高程測量，將-490m中段高程傳遞到-522m中段。

5 豎井延深精密定位測量

5.1 -522m延深段井筒施工測量

根據-522m中段的聯系測量成果和實測井中坐標及其相關設計參數，采用高精度全站儀標定-522m井筒十字線，指導-522m以下延深段井筒的刷大和砌壁的施工。

5.2 -522m～-510m井筒段施工測量

采用單線投點聯合陀螺經緯儀定向測量技術[2]，將-522m平面測量系統傳遞至-510m中段；平面定向結束后，在-510m井筒內下放1把50m鋼尺，進行導入高程測量，將-522m的導線點的高程聯測至-510m定向點上。利用-510m聯系測量成果，采用高精度全站儀放樣出-510m井筒十字線，以指導該井筒和計量硐室的施工。

5.3 延深井筒段安裝測量

-510m～-522m井筒段和計量硐室砌壁結束后，采用高精度全站儀重新放樣出井筒十字線，并在井壁和計量硐室幫壁上固定好測量標志。

罐道梁安裝之前，在原安裝的最下一層罐道梁上，投放卡線至-510m中段十字線位置，卡線下端配以適當重量的垂球，等垂線擺動趨于平穩之后，將-510m中段十字線投放至原安裝的最下一層罐道梁上，投點結束后，檢測十字線的相互關系，并與設計參數比較。經檢測，其誤差符合規范要求。

然后根據投放到原安裝的最下一層罐道梁上十字線，定出延深段井筒罐道梁安裝的6個測量點，以指導延深段井筒裝備安裝。

井筒裝備安裝結束后，經輕載試車，罐籠運行正常；后帶負荷運行，罐籠運行平穩。至此，龍橋鐵礦副井掘砌安豎井延深獲得圓滿成功，其測量精度和質量等方面均符合規范要求，為該礦創造了巨大的經濟和社會效益。

6 結語

該工程的順利完成，為我們提供了許多值得借鑒的經驗。

（1）豎井延深掘砌安精密定位測量，應有準確并優化了的測量方案和誤差預計，使誤差控制在容許范圍內[3]。

（2）由于該工程采用單線投點聯合陀螺定向技術，減少了測量人員在井下惡劣環境條件下的工作時間，減少了井筒的占用時間，提高了工效，縮短了工期，增加了企業的經濟效益。

（3）井筒內聯系測量時，井上、下必須明確專人負責，專人管理信號聯系；進入井筒須配帶安全帶，并應特別警惕不要將物件掉入井筒，以確保人員、設備、設施安全。