冬瓜山主運輸中段環循繞道工程測量精度淺析

任富強

(銅陵有色金屬集團控股有限公司, 安徽銅陵市 244001)

冬瓜山主運輸中段環循繞道工程測量精度淺析

任富強

(銅陵有色金屬集團控股有限公司, 安徽銅陵市 244001)

冬瓜山銅礦床是一個大型、深埋型銅礦床,-875 m中段是主運輸中段,共有 5大環循繞道,其中第一環循繞道長 1924 m,利用冬瓜山副井從兩側施工環循車場,針對全線掘砌施工條件,提出了測量工作各階段施工精度的要求,取得實測平面偏差 ±0.010 m、垂直偏差 ±0.022 m的良好結果,為加快基建開拓、探礦及采切工程施工進度提供了技術支撐。

深井開采;運輸中段;環循繞道;測量精度

冬瓜山深部工程有 -670～-875 m主斜坡道,-670 m充填中段,-730,-790 m輔助生產中段,-850 m采出礦中段,-875 m主運輸中段。根據設計,-875 m主運輸中段與主井、副井、輔助井、進風井、主斜坡道相通。由于以上工程相對滯后,工程指揮部決定:冬瓜山副井掘砌至井底 -916 m后,急需擔負 -850,-875 m中段的開拓工程任務,因此,應盡快實現環循車場全線貫通,為新區提前投產打下良好基礎。

1 環循繞道工程影響因素

當時冬瓜山工程正處于大規模建設的關鍵時期,工期緊、任務重。

(1)盡管環循繞道工程 (設計)與主井、副井、輔助井、進風井相通。在當時的情況下,主井工程掘砌至 -1025 m之后,要完成粉礦回收及溜破系統工程。輔助井延伸工程完成后,施工粉礦回收系統工程和改造安裝工作。進風井掘砌工程相對滯后。

(2)副井延深 (-406～-916 m)段完成后,為擔負 -850 m和 -875 m中段開拓工程作準備。

(3)環循繞道工程開拓時只能應用副井井中及中段定向資料,測量工作難度大、任務重、技術要求高。

(4)深部工程開拓時通風條件差、溫度高、施工難度大,增加了測量工作的諸多困難。

2 環循繞道工程貫通測量

環循繞道工程全長 1924 m,是冬瓜山深部開拓重大貫通工程之一,要求全斷面對向掘進貫通 (部分巖石穩固性差、可小斷面引導再刷大成巷),貫通相遇點根據施工組織設計確定在北環 K點處 (見圖1)。

圖1 冬瓜山銅礦 -875 m中段平面示意

2.1 貫通工程的質量要求

在水平重要方向上充許偏差小于 0.3 m;在豎直方向上高程充許偏差小于 0.1 m。

2.2 貫通測量誤差參數的確定

根據原獅子山銅礦大量測角、量邊資料和冬瓜山 -280 m中段精密導線成果資料綜合分析得出,測角中誤差:mβ= ±7.2″;

量邊偶然誤差系數:α=0.0005,系統誤差系數:b=0.00005;

水準測量百米長度高差中誤差:mh0=±5 mm。

2.3 測量誤差預計

各點號的 Ryi值見表1,各邊的 licos2ai值見表2。

表1 各點號的 Ryi值

表2 各邊的 licos2ai值

2.3.1 測角誤差影響

2.3.2 量邊誤差影響

2.3.3 K點在 X方向上的誤差

取 2Mxk為貫通巷道在 X水平重要方向上的預計偏差,M=2Mxk=±0.113 m。

2.3.4 貫通相遇點 K在高程上的偏差

式中:R=1924 m。

獨立進行 2次水準測量,其平均值的中誤差為:

取 2MHK為貫通相遇點 K在高程上的預計偏差,MH=2MHK= ±0.031 m。

巷道中線預計誤差小于 ±0.3 m、巷道腰線預計誤差小于 ±0.1 m的貫通容許偏差,測量方案可以實施。

2.4 貫通測量方案的實施

由于井下導線較長,施工條件艱苦,為保證貫通精度,所有測量工作均獨立進行 2次。

(1)利用冬瓜山副井延深時精確定中和定向資料,當副井順利掘砌至 -916 m時,恢復安裝了-875 m井底接矸平臺,為 -875,-850 m中段開拓創造了便利條件。在 -875 m水平、全斷面對向掘進貫通環循繞道平巷,貫通相遇點設在離導線點副21約 130 m(中間臨時測設 2個導線點,防止炮震)處,貫通巷道兩端連測導線長約 1924 m。

(2)觀測過程中,當邊長大于 36 m時,1次對中、2測回;當邊長為 15～36 m時,2次對中、2測回;當邊長小于 15 m時,3次對中、3測回。測角互差,同測回中兩半測回互差小于 20″,兩測回間互差小于 12″,重新對中后測回間互差小于 30″。照準目標用卡線掛 2 kg重的錘球。邊長丈量,使用經比長檢定過的鋼尺,(加入比長、溫度和垂曲改正)取 15 kg的標準拉力,讀取兩組讀數,每組讀數 3次,長度互差小于 2 mm,兩組均值互差小于 2 mm,取其平均值為一次丈量值。井下高程測量按井下Ⅰ級水準測量的要求施測。

(3)由上級測量主管科室組織、施工測量人員參與,采用 T2經緯儀、S3水準儀和另一盤經檢定鋼尺對兩端貫通支導線和高程重新系統地進行了 1次復測,檢查并指導施工。當兩端工作面的距離小于100 m時,作最后一次調整巷道的方向和坡度。

2.5 貫通后實際偏差測定和導線閉合情況

環循繞道工程貫通后用井下Ⅰ級導線和Ⅰ級水準的精度將兩端進行連測,閉合情況為:

連接邊方向差 fβ= ±9.3″;

平面上偏差 mxk=±0.010 m;豎直面上偏差 mh=±0.022 m。

該工程貫通后,實際貫通誤差均小于預計的偏差,說明該工程貫通測量方案正確,達到預期目標。

3 結 語

同一礦井內特別重要的巷道貫通測量要選擇合理的測量方案和測量方法,以保證巷道正確貫通。

(1)各種誤差參數原則上應盡量采用本礦積累和分析得到的實際數據;

(2)確認原始資料的可靠性,測量起算數據應準確無誤;

(3)在確有困難的情況下,可以要求在施工中采取某些特殊技術措施或改變貫通相遇點位置;

(4)各項測量工作都要有可靠的檢核,一定要進行復測復算、防止粗差發生;

(5)貫通工程的各項測量工作均應獨立進行 2次或多次,第 2次復測時,最好換人、換儀器觀測;

(6)測量資料復算時一定要從原始的手簿開始,獨立 (含電算程序的正確性)地進行復 (對)算;

(7)冬瓜山工程由于含硫高、作業面溫度高、濕度大、通風條件差和復雜的施工措施,長邊未能使用光電測距儀及加測陀螺方向邊進行檢核;

(8)在環循繞道貫通施工過程中,進行經常性的測量檢查工作,并及時填圖;適當時,進行一次系統的復測工作;當貫通工程兩工作面之間的距離接近 100 m時,最后一次調整貫通的方向和坡度,使工程按照預定的精度要求安全貫通。

[1]蘇瑞祥,李明道,劉延伯,等.金屬礦山測量手冊[M].長沙:湖南科學技術出版社,1995.

[2]張國良,朱家鈺,顧和和.礦山測量學[M].徐州:中國礦業大學出版社,2001.

[3]任富強.冬瓜山礦床深井聯系測量方法[J].采礦技術,2008,8(2):49-50.

[4]任富強.冬瓜山副井延深工程測量精度的探討[J].采礦技術,2010,10(5):97-99.

[5]韓天恩,等.冬瓜山銅礦深部開拓工程測量技術總結報告[R].銅陵:中都礦建公司,2005.

2010-05-18)

任富強 (1952-),男,安徽安慶人,高級工程師,主要從事礦山測量、采礦技術與管理工作,Email:fqren@tlys.cn。