淺談巷道間的夾角與貫通

關旭+++趙東東+++崔志國

摘 要：煤炭是當前應用較多的能源之一，隨著經濟的快速發展，人類對能源的建設越來越重視，技術創新發展使煤炭開采更加科學，滿足了社會經濟發展需求。文章主要通過對曉明礦井下不同夾角巷道間貫通工程施工標定進行全面的系統分析，進一步提出相應解決辦法，科學的結論及防范，能夠全面提高各種巷道貫通工程安全性和準確性。

關鍵詞：巷道貫通；巷道夾角；貫通測量

鐵法煤業（集團）有限責任公司曉明煤礦是國有重點煤礦，承擔著重要的開采任務，為經濟建設提供強大能源保障。公司于1958年12月26日破土興建，經過十年的建設，1968年12月17日正式移交生產，成為能源行業重要的生產企業。其年設計能力為60萬噸，經過多年的發展，1974年已經到達了設計能力上限。1987年為了保證需求，在原有安定上做好改擴建，提升了礦井生產能力，這時候已經提高到了135萬噸/年的生產能力與水平，后經進一步發行升級，2009年礦井年產量已經高達175萬噸。隨著經濟的發展與市場需求量的增加，礦井生產能力不斷逐步提高，生產能力壓力較大，煤炭巷道越來越多，這種情況下，其地下貫通日益頻繁就涉及到了技術性與安全性問題。曉明礦有自身的特殊性，目前表現為高瓦斯礦井、頂板破碎、帶壓開采等特點，巷道貫通安全、準確、及時能夠保證正常生產安全與效率，只有全面研究設計好不同夾角兩巷道間貫通參數，才能形成良好的生產能力，確保巷道安全，下面就相關具體問題進行分析如下。

1 兩貫通巷道夾角α為0°～90°時的巷道貫通

為了保證生產能力，當前正在施工的是北三七層皮帶中巷需與N3703入風聯絡道貫通，（如圖1）。圖1中α表示兩巷道間夾角；2a表示貫通巷道整體寬度；2b表示貫通巷道寬度；S表示N3753測點到N3703入風聯絡道中心產生出來的距離；S1表示貫通最短幫與被貫通巷道交點E作垂線與中線AB的交點C到B點產生的距離，下面我們可以具體進行問題分析。

1.1 假設α為0°～45°時

巖層在操作時，會有一定的震動力，能夠影響到巖層穩定性，如果處理不當，就會出現斷面破壞現象，我們看到S3小于一定值的時候，施工巷道左幫未施工至E點時就會與N3703入風聯絡道貫通，α數值越小，提前貫通的距離就會越大。這時候，一定要計算好貫通距離與貫通位置出現的微小變化，依靠施工巷道巖性和掘進在保證安全的前提下，確定S3極限值是多少，對巷道貫通最短距離進行良好的控制與把握。

S貫=S-S1-S2=S-（a/sinα+b/tgα）-S3·ctgα

最先貫通位置可以根據設計條件提前到F點位置，那么就會形成貫通位置至B點距離，表現為：

S提=S4+S5=S3/sinα+a/tgα+b/sinα

巷道貫通安全性需要有良好保障，要想達到準確的要求，不出現提前貫通導致的通風系統紊亂現象，一定要在以S貫為有效貫通距離的情況下，下發貫通預警，做好防護工作。全面擴展支護范圍，可以根據需求分別移至F點和G點20m左右。設計的標定貫通位置F點和G點，那么在進行施工時，人員就需要在F點或G點向外30m處，同時，還要對設備進行防護，以此確保人員和設備安全，進行巷道貫通操作時，不能出現施工傷害。

1.2 假設45°≤α<90°時

在△EFG中，tgα=S3/S2>1，所以S3>S2。這時，只要充分保證兩貫通巷道最短幫與貫通中心距離S1即可。

根據設計要點要求，提前畫出圖形，圖解法能夠計算出S1距離大小，根據最后的數值能夠算出A點與貫通中心距離S數值多少，最終能夠利用S貫=S-S1求出貫通距離。這時，巷道貫通位置標定可以設定到E點，E點至貫通中心B點距離則體現為：

S=S4=a/tgα+b/sinα

貫通范圍控制到EG，警戒范圍確保在E點與G點外30m左右的區域，這時人員與設備是最安全的。

1.3 防范措施及建議

在施工時，一定要嚴格操作規程，做好有效支護，劃定警戒范圍，設計兩貫通巷道夾角必須要大于45°，施工點至貫通點距離3m～5m時，可以人工進行風鎬貫通。

2 兩貫通巷道夾角α為90°時的巷道貫通

（1）這類工程貫通時，一般是切眼與順槽進行貫通，如N2717一切眼與N2717運順間進行貫通。α=90°時巷道貫通（見圖2）這類施工相對上述施工來說，更容易一些，只要嚴格遵循施工要求，掌握貫通巷道停頭位置和積水情況就能完成任務。

公式中S為A測點至被貫通巷道中心距離；2a為被貫通巷道整體寬度。兩邊高差存在差距時，S貫=[（s-a）2+h2]1/2式中，h為兩邊高差。

（2）防范措施及建議

嚴格控制好頂板、機電設備和積水，嚴格遵守貫通警報標定，考慮好高差對貫通距離產生的影響，提前做好預警，保證施工安全。

3 兩貫通巷道夾角α為180°時的巷道貫通

3.1 貫通巷道夾角α=180°

這類施工也叫做對口貫通（見圖3），在距離上需要掌握好，保證對口精度。沿導向層施工對口貫通需要全面考慮水平距離的把握，不沿導向層施工對口貫通要從水平和豎直兩個方向做好控制，確保最后達到貫通目的。

3.2 誤差預計方法

要對現場進行調查，全面掌握好貫通工程基本情況，對相關圖紙做好研究，選擇良好技術，同時，還要根據設計資料情況，進一步補充工程井上、井下控制網的相應資料，確保資料全面準確，為貫通測量設計提供保障。通過掌握的情況，做好巷道貫通設計工作，畫出施工平面效果圖，明確巷道控制點，為下一步測量設計做好基礎性工作，一般情況下設計圖比例大于1：2000。

確定符合工程要求的測量儀器和工具，保證測量準確性。

可以取兩倍中誤差作為貫通預計誤差值，小于允許偏差，則可進行施工。

3.3 施工中提高測量精度的措施

中腰線精度非常重要，控制好中腰線方向才能保證導線點坐標和高程準確，關鍵點還在于導線精度。井下測角誤差受儀器影響，利用加大垂球重量、采用擋風布、加大邊長和重復對中等方式減少誤差率，確保貫通精度符合設計要求。貫通距離最后的50m，一定要進行檢查，需要停工對取點，測量貫通處頂底板高程，保證巷道安全貫通。

4 結束語

隨著生產能力的提高，需要不斷進行貫通施工，在日常施工中，主要就是以上幾種存在類型，只有根據貫通類型制定合理貫通方案，嚴格操作流程，才能順利施工，并為今后礦山測量貫通工程提供寶貴的經驗。

作者簡介：關旭（1986-），男，助理工程師，2009年畢業于遼寧工程技術大學地理理信息系統專業，現任鐵法煤業（集團）有限責任公司曉明礦工程地測大隊技術員。