淺談巷道間的夾角與貫通

關(guān)旭+++趙東東+++崔志國

摘 要：煤炭是當(dāng)前應(yīng)用較多的能源之一，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類對能源的建設(shè)越來越重視，技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展使煤炭開采更加科學(xué)，滿足了社會經(jīng)濟(jì)發(fā)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(biāo)定進(jìn)行全面的系統(tǒng)分析，進(jìn)一步提出相應(yīng)解決辦法，科學(xué)的結(jié)論及防范，能夠全面提高各種巷道貫通工程安全性和準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：巷道貫通；巷道夾角；貫通測量

鐵法煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司曉明煤礦是國有重點(diǎn)煤礦，承擔(dān)著重要的開采任務(wù)，為經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供強(qiáng)大能源保障。公司于1958年12月26日破土興建，經(jīng)過十年的建設(shè)，1968年12月17日正式移交生產(chǎn)，成為能源行業(yè)重要的生產(chǎn)企業(yè)。其年設(shè)計(jì)能力為60萬噸，經(jīng)過多年的發(fā)展，1974年已經(jīng)到達(dá)了設(shè)計(jì)能力上限。1987年為了保證需求，在原有安定上做好改擴(kuò)建，提升了礦井生產(chǎn)能力，這時(shí)候已經(jīng)提高到了135萬噸/年的生產(chǎn)能力與水平，后經(jīng)進(jìn)一步發(fā)行升級，2009年礦井年產(chǎn)量已經(jīng)高達(dá)175萬噸。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與市場需求量的增加，礦井生產(chǎn)能力不斷逐步提高，生產(chǎn)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(shù)性與安全性問題。曉明礦有自身的特殊性，目前表現(xiàn)為高瓦斯礦井、頂板破碎、帶壓開采等特點(diǎn)，巷道貫通安全、準(zhǔn)確、及時(shí)能夠保證正常生產(chǎn)安全與效率，只有全面研究設(shè)計(jì)好不同夾角兩巷道間貫通參數(shù)，才能形成良好的生產(chǎn)能力，確保巷道安全，下面就相關(guān)具體問題進(jìn)行分析如下。

1 兩貫通巷道夾角α為0°～90°時(shí)的巷道貫通

為了保證生產(chǎn)能力，當(dāng)前正在施工的是北三七層皮帶中巷需與N3703入風(fēng)聯(lián)絡(luò)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(diǎn)到N3703入風(fēng)聯(lián)絡(luò)道中心產(chǎn)生出來的距離；S1表示貫通最短幫與被貫通巷道交點(diǎn)E作垂線與中線AB的交點(diǎn)C到B點(diǎn)產(chǎn)生的距離，下面我們可以具體進(jìn)行問題分析。

1.1 假設(shè)α為0°～45°時(shí)

巖層在操作時(shí)，會有一定的震動(dòng)力，能夠影響到巖層穩(wěn)定性，如果處理不當(dāng)，就會出現(xiàn)斷面破壞現(xiàn)象，我們看到S3小于一定值的時(shí)候，施工巷道左幫未施工至E點(diǎn)時(shí)就會與N3703入風(fēng)聯(lián)絡(luò)道貫通，α數(shù)值越小，提前貫通的距離就會越大。這時(shí)候，一定要計(jì)算好貫通距離與貫通位置出現(xiàn)的微小變化，依靠施工巷道巖性和掘進(jìn)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(jìn)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(jù)設(shè)計(jì)條件提前到F點(diǎn)位置，那么就會形成貫通位置至B點(diǎn)距離，表現(xiàn)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(dá)到準(zhǔn)確的要求，不出現(xiàn)提前貫通導(dǎo)致的通風(fēng)系統(tǒng)紊亂現(xiàn)象，一定要在以S貫為有效貫通距離的情況下，下發(fā)貫通預(yù)警，做好防護(hù)工作。全面擴(kuò)展支護(hù)范圍，可以根據(jù)需求分別移至F點(diǎn)和G點(diǎn)20m左右。設(shè)計(jì)的標(biāo)定貫通位置F點(diǎn)和G點(diǎn)，那么在進(jìn)行施工時(shí)，人員就需要在F點(diǎn)或G點(diǎn)向外30m處，同時(shí)，還要對設(shè)備進(jìn)行防護(hù)，以此確保人員和設(shè)備安全，進(jìn)行巷道貫通操作時(shí)，不能出現(xiàn)施工傷害。

1.2 假設(shè)45°≤α<90°時(shí)

在△EFG中，tgα=S3/S2>1，所以S3>S2。這時(shí)，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(jù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)要求，提前畫出圖形，圖解法能夠計(jì)算出S1距離大小，根據(jù)最后的數(shù)值能夠算出A點(diǎn)與貫通中心距離S數(shù)值多少，最終能夠利用S貫=S-S1求出貫通距離。這時(shí)，巷道貫通位置標(biāo)定可以設(shè)定到E點(diǎn)，E點(diǎn)至貫通中心B點(diǎn)距離則體現(xiàn)為：

S=S4=a/tgα+b/sinα

貫通范圍控制到EG，警戒范圍確保在E點(diǎn)與G點(diǎn)外30m左右的區(qū)域，這時(shí)人員與設(shè)備是最安全的。

1.3 防范措施及建議

在施工時(shí)，一定要嚴(yán)格操作規(guī)程，做好有效支護(hù)，劃定警戒范圍，設(shè)計(jì)兩貫通巷道夾角必須要大于45°，施工點(diǎn)至貫通點(diǎn)距離3m～5m時(shí)，可以人工進(jìn)行風(fēng)鎬貫通。

2 兩貫通巷道夾角α為90°時(shí)的巷道貫通

（1）這類工程貫通時(shí)，一般是切眼與順槽進(jìn)行貫通，如N2717一切眼與N2717運(yùn)順間進(jìn)行貫通。α=90°時(shí)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(yán)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(wù)。

公式中S為A測點(diǎn)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(shí)，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(yán)格控制好頂板、機(jī)電設(shè)備和積水，嚴(yán)格遵守貫通警報(bào)標(biāo)定，考慮好高差對貫通距離產(chǎn)生的影響，提前做好預(yù)警，保證施工安全。

3 兩貫通巷道夾角α為180°時(shí)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(dǎo)向?qū)邮┕谪炌ㄐ枰婵紤]水平距離的把握，不沿導(dǎo)向?qū)邮┕谪炌ㄒ獜乃胶拓Q直兩個(gè)方向做好控制，確保最后達(dá)到貫通目的。

3.2 誤差預(yù)計(jì)方法

要對現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查，全面掌握好貫通工程基本情況，對相關(guān)圖紙做好研究，選擇良好技術(shù)，同時(shí)，還要根據(jù)設(shè)計(jì)資料情況，進(jìn)一步補(bǔ)充工程井上、井下控制網(wǎng)的相應(yīng)資料，確保資料全面準(zhǔn)確，為貫通測量設(shè)計(jì)提供保障。通過掌握的情況，做好巷道貫通設(shè)計(jì)工作，畫出施工平面效果圖，明確巷道控制點(diǎn)，為下一步測量設(shè)計(jì)做好基礎(chǔ)性工作，一般情況下設(shè)計(jì)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(zhǔn)確性。

可以取兩倍中誤差作為貫通預(yù)計(jì)誤差值，小于允許偏差，則可進(jìn)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(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)和高程準(zhǔn)確，關(guān)鍵點(diǎn)還在于導(dǎo)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(fēng)布、加大邊長和重復(fù)對中等方式減少誤差率，確保貫通精度符合設(shè)計(jì)要求。貫通距離最后的50m，一定要進(jìn)行檢查，需要停工對取點(diǎn)，測量貫通處頂?shù)装甯叱蹋ＷC巷道安全貫通。

4 結(jié)束語

隨著生產(chǎn)能力的提高，需要不斷進(jìn)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(jù)貫通類型制定合理貫通方案，嚴(yán)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(jīng)驗(yàn)。

作者簡介：關(guān)旭（1986-），男，助理工程師，2009年畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)地理理信息系統(tǒng)專業(yè)，現(xiàn)任鐵法煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司曉明礦工程地測大隊(duì)技術(shù)員。