井下測(cè)量導(dǎo)線控制點(diǎn)快速穿線裝置

林遠(yuǎn)華

(凡口鉛鋅礦， 廣東 韶關(guān)市 512325 )

0 引 言

礦山測(cè)量是礦業(yè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)技術(shù)工作，井下導(dǎo)線測(cè)量又是礦山測(cè)量的重中之重，是礦山生產(chǎn)的重要依據(jù)。根據(jù)《冶金礦山井巷工程測(cè)量規(guī)范》的規(guī)定，井下平面控制分為基本控制和采區(qū)控制兩類(lèi)。基本控制導(dǎo)線按測(cè)角中誤差分7″和15″兩級(jí)，采區(qū)控制導(dǎo)線只設(shè)45″一級(jí)，其主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。基本控制導(dǎo)線，根據(jù)礦井規(guī)模、發(fā)展遠(yuǎn)景、生產(chǎn)規(guī)模及一般貫通的測(cè)量技術(shù)要求．也可以高于7″或低于15″，兩類(lèi)控制導(dǎo)線都應(yīng)敷設(shè)成閉(附)合導(dǎo)線或復(fù)測(cè)支導(dǎo)線。

表1 導(dǎo)線的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

井下導(dǎo)線點(diǎn)分永久點(diǎn)和臨時(shí)點(diǎn)兩種。永久點(diǎn)一般每隔200～500 m設(shè)置一組，每組由相鄰3個(gè)點(diǎn)組成。點(diǎn)間距離應(yīng)盡可能長(zhǎng)、且大致相等和便于觀測(cè)。相鄰兩邊長(zhǎng)度之比不宜過(guò)大，點(diǎn)間通視良好且便于導(dǎo)線向前擴(kuò)展，有條件時(shí)可將全部導(dǎo)線點(diǎn)設(shè)置成永久點(diǎn)，但至少要將基本控制點(diǎn)設(shè)置成永久點(diǎn)。永久點(diǎn)設(shè)在巷道頂板或底板穩(wěn)固的巖石中。此類(lèi)井下測(cè)量Ⅰ級(jí)導(dǎo)線控制點(diǎn)(銅棒點(diǎn))、Ⅱ級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)(銅片點(diǎn))是井下測(cè)量控制的重要標(biāo)志。國(guó)內(nèi)礦山布設(shè)測(cè)量控制點(diǎn)的傳統(tǒng)方法是將測(cè)量導(dǎo)線標(biāo)志布置在礦山巷道穩(wěn)固的頂板巖石上，便于施工及儀器點(diǎn)下對(duì)中，同時(shí)可避免井下人員行走及設(shè)備運(yùn)行對(duì)測(cè)量導(dǎo)線點(diǎn)的破壞，測(cè)量導(dǎo)線點(diǎn)標(biāo)志使用銅棒、銅片利用水泥混凝土敷設(shè)固定在巷道頂板上，使用時(shí)穿上錘球線使用，銅質(zhì)材料具有良好的耐腐蝕性，能夠滿足礦山長(zhǎng)期生產(chǎn)對(duì)測(cè)量控制點(diǎn)的長(zhǎng)久保存需求，因此井下導(dǎo)線點(diǎn)具有使用周期長(zhǎng)、數(shù)量多、服務(wù)礦山作用大的特點(diǎn)。

1 導(dǎo)線點(diǎn)穿線的井下使用現(xiàn)狀

導(dǎo)線點(diǎn)使用的銅棒和銅片上鉆有Φ2 mm小孔，使用時(shí)必須將銅片點(diǎn)或銅棒點(diǎn)小孔穿上垂球線，垂球線掛上垂球，保證垂球線鉛垂以便于經(jīng)緯儀的對(duì)中、整平或照準(zhǔn)。因此導(dǎo)線點(diǎn)的使用與穿點(diǎn)掛線密不可分。依據(jù)不同礦山的巷道設(shè)計(jì)，巷道頂板凈高一般在2.5～3.6 m，主斜坡道和一些特殊巷道更是達(dá)到4～5 m高，傳統(tǒng)方法是使用梯子架高或其他升降設(shè)備抬高，測(cè)量人員方能手工穿線。由于井下生產(chǎn)環(huán)境的特殊性，以下幾種客觀情況對(duì)導(dǎo)線點(diǎn)的使用帶來(lái)不利因素：

(1) 考慮過(guò)往行人的安全及保護(hù)導(dǎo)線標(biāo)志點(diǎn)，因此，不能使用高強(qiáng)度抗拉垂球線，避免割傷行人或受強(qiáng)力拉扯時(shí)普通棉質(zhì)垂球線先行斷掉。

(2) 井下環(huán)境特殊，存在高溫、高濕、粉塵大、爆破沖擊等不利因素，導(dǎo)致棉質(zhì)垂球線受腐蝕霉?fàn)€、扯斷。

(3) 井下過(guò)往的有軌、無(wú)軌運(yùn)輸設(shè)備眾多，經(jīng)常將垂球線扯斷。

(4) 穿點(diǎn)用的棉質(zhì)垂球線材質(zhì)松軟，銅片點(diǎn)小孔容易被銅銹、粉塵堵住，造成穿線困難。

(5) 傳統(tǒng)的登高穿線方法至少需要兩人配合穿線，必須有登高器材或升降設(shè)備，存在高空作業(yè)的安全隱患。

(6) 主巷沿線布設(shè)的電機(jī)車(chē)直流架空線也存在觸電危險(xiǎn)。

(7) 井下工作現(xiàn)場(chǎng)條件復(fù)雜，時(shí)常找不到合適的梯子或登高設(shè)備，因此會(huì)出現(xiàn)使用非常規(guī)的登高方法，由此帶來(lái)高處跌落的安全隱患。

綜上所述，井下測(cè)量導(dǎo)線點(diǎn)穿點(diǎn)困難及重復(fù)穿線的現(xiàn)象廣泛存在，并且這種情況隨著測(cè)量導(dǎo)線點(diǎn)的長(zhǎng)期使用一直存在。

2 導(dǎo)線點(diǎn)快速穿線裝置的設(shè)計(jì)與制作

本裝置的設(shè)計(jì)目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便實(shí)用的井下測(cè)量導(dǎo)線控制點(diǎn)快速穿線裝置(見(jiàn)圖1)，并形成一套與之配合的使用方法。本裝置采用的技術(shù)方案包括一手柄、一“Y”形穿線鉤和一限位環(huán)；“Y”形穿線鉤下端與手柄上端固接，其由彈性材料制成，且其上方開(kāi)叉兩頂端皆為向內(nèi)彎曲的半圓形小鉤；限位環(huán)穿過(guò)“Y”形穿線鉤并在“Y”形穿線鉤的上方開(kāi)叉與手柄之間活動(dòng)。

圖1 快速穿線裝置

(1) “Y”形穿線鉤由長(zhǎng)約150 mm彈性好且復(fù)原性良好的鋼絲彎折形成。先將鋼絲兩端彎折形成兩半圓形小鉤，且其所在圓的直徑約為1.2 mm。

(2) 再將鋼絲對(duì)折，并將帶有半圓形小鉤的兩端彎折形成一前端為“Y”形開(kāi)叉的“Y”形穿線鉤，“Y”形穿線鉤前端至“Y”形開(kāi)叉處的長(zhǎng)度約為15 mm，且兩半圓形小鉤向內(nèi)彎曲。

(3) 使用細(xì)鋼絲繞制一限位環(huán)，且其內(nèi)徑為1.2 mm。當(dāng)該限位環(huán)由“Y”形穿線鉤中部被向上推至頂部“Y”形開(kāi)叉處時(shí)，開(kāi)叉的兩端鋼絲受限位環(huán)約束從而向中間合攏。

(4) 制作手柄長(zhǎng)約為40 mm，其橫截面直徑約為10 mm。手柄可以通過(guò)在“Y”形穿線鉤下部鋼絲對(duì)折處纏繞附著物形成，并在附著物外部包裹膠帶，方便使用者握持。

3 快速穿線裝置的使用方法

完成穿線裝置的制作后，使用該裝置可以將棉質(zhì)垂球線快速穿過(guò)導(dǎo)線點(diǎn)小孔，具體步驟如下。

3.1 快速穿線步驟

(1) 使用井下測(cè)量導(dǎo)線控制點(diǎn)快速穿線裝置穿線時(shí)，首先將限位環(huán)往上推動(dòng)，使“Y”形穿線鉤前端合攏。

(2) 合攏后的穿線裝置前端穿過(guò)銅片點(diǎn)上的小孔，限位環(huán)被銅片點(diǎn)壓到手柄上方，穿過(guò)銅片點(diǎn)后“Y”形穿線鉤前端合攏著的“Y”形開(kāi)叉由于彈性回復(fù)作用又重新張開(kāi)。

(3) 此時(shí)將一根垂球線或其他尼龍線掛于“Y”形穿線鉤頂端兩半圓形小鉤之間。

(4) 下拉穿線裝置，“Y”形穿線鉤的“Y“形開(kāi)叉在小孔的限制下合攏并勾住垂球線穿過(guò)銅片點(diǎn)，完成穿線工作。

井下測(cè)量導(dǎo)線控制點(diǎn)快速穿線裝置穿線的狀態(tài)如圖2所示。

圖2 快速穿線狀態(tài)

3.2 快速掛線方法

使用快速穿線裝置穿線僅解決了有登高設(shè)備的前提下的導(dǎo)線點(diǎn)穿線工作，一旦垂球線霉?fàn)€或在其他外力扯斷后又必須重復(fù)登高穿線。為了解決重復(fù)穿線難題，研發(fā)一套配件與快速穿線裝置配合使用，在不用登高設(shè)備的前提下完成重復(fù)穿線工作。

(1) 選用耐腐蝕耐沖擊的抗拉尼龍繩，兩端綁緊并形成一死結(jié)(如圖2所示)。

(2) 選用橫截面直徑為1 mm的不銹鋼線，繞成“8”字形，制成“8”字環(huán)形掛鉤，其兩頭開(kāi)叉形成掛鉤，且開(kāi)叉端鋼線與“8”字環(huán)形掛鉤(如圖3所示)的鉛垂中心線成40°角，備用。

(3) 在進(jìn)行穿線第三步驟時(shí)，將尼龍繩放置在“Y”形穿線鉤之間，將尼龍繩穿過(guò)導(dǎo)線點(diǎn)小孔，完成穿線。

(4) 將“8”字環(huán)形掛鉤上端掛在尼龍繩上，在“8”字環(huán)形掛鉤下端掛上普通棉質(zhì)垂球線和垂球，整套裝置在錘球重力的作用下繃緊鉛錘，即可正常使用該導(dǎo)線控制點(diǎn)進(jìn)行擺站對(duì)中或照準(zhǔn)。

(5) 當(dāng)普通棉質(zhì)垂球線霉?fàn)€或因外力扯斷時(shí)，抗拉較弱的棉質(zhì)垂球線會(huì)先行斷掉，而尼龍線和“8”字環(huán)形掛鉤會(huì)保存下來(lái)。此時(shí)重復(fù)穿線則無(wú)需登高設(shè)備，只需要利用小竹竿套上棉質(zhì)垂球線繩套，掛在“8”字環(huán)形掛鉤下端開(kāi)叉上拉緊，錘球線滑入“8”字環(huán)形掛鉤下端即完成掛線工作。

在井下測(cè)量導(dǎo)線控制點(diǎn)完成穿線掛線后的使用狀態(tài)如圖3所示。

圖3 穿線裝置掛線后的使用狀態(tài)

4 快速穿線裝置實(shí)用效果

基于前述井下生產(chǎn)環(huán)境的特殊性對(duì)導(dǎo)線點(diǎn)的使用帶來(lái)不利因素的幾種客觀情況，通過(guò)在凡口鉛鋅礦井下測(cè)量工作的實(shí)際運(yùn)用，使用井下測(cè)量導(dǎo)線控制點(diǎn)快速穿線裝置穿線克服前述的幾種不利情況，實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)線點(diǎn)穿線的全新的工作方式。

(1) 使用快速穿線裝置穿線后，棉質(zhì)垂球線受強(qiáng)力拉扯時(shí)會(huì)先行斷掉，而尼龍線和“8”字環(huán)形掛鉤會(huì)保存下來(lái)，從而達(dá)到保護(hù)行人不被割傷和保護(hù)測(cè)量導(dǎo)線點(diǎn)標(biāo)志的要求。

(2) 使用快速穿線裝置穿線后，抗拉尼龍繩和不銹鋼線制成的“8”字環(huán)形掛鉤保存時(shí)間可達(dá)5～8 a，克服井下環(huán)境高溫、高濕、粉塵大、爆破沖擊等不利因素。

(3) 使用快速穿線裝置穿線后，穿線裝置的小鋼絲可以輕易穿過(guò)銅片點(diǎn)小孔，克服銅片點(diǎn)小孔容易被銅銹、粉塵堵住，造成的穿線困難。將傳統(tǒng)的穿線工作改為鋼絲牽引方便可行。

(4) 使用快速穿線裝置首次穿線后，無(wú)需再使用登高設(shè)備即可完成掛線工作，既減少穿線工作的人員配置，又減少測(cè)量人員因登高帶來(lái)的安全隱患。

(5) 使用快速穿線裝置首次穿線后，可避免在主巷沿線重復(fù)登高穿線時(shí)電機(jī)車(chē)高壓直流架空電線帶來(lái)的觸電危險(xiǎn)。

(6) 使用快速穿線裝置首次穿線后，使用井下常見(jiàn)的小炮竹即可完成掛線工作，減少了井下工作面梯子或其他登高設(shè)備的配置數(shù)量。也避免出現(xiàn)使用非常規(guī)的登高方法及由此帶來(lái)高處跌落的安全隱患。

(7) 使用快速穿線裝置穿線后，可實(shí)現(xiàn)單人單手穿線，使測(cè)量人員在穿線時(shí)另一只手可扶頂板或梯子，從而提高測(cè)量人員穿線的安全系數(shù)。

(8) 相比傳統(tǒng)穿線技術(shù)，本井下測(cè)量導(dǎo)線控制點(diǎn)快速穿線裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制作、操作方便，大大提高了井下測(cè)量導(dǎo)線控制點(diǎn)的穿線效率和成功率。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹礦山井下測(cè)量導(dǎo)線控制點(diǎn)快速穿線裝置為金屬礦山工程測(cè)量導(dǎo)線點(diǎn)穿線的一種新方案，在本裝置技術(shù)方案前提下，根據(jù)礦山不同的掘進(jìn)巷道尺寸及相關(guān)輔助材料的不同，可對(duì)本裝置尺寸、外觀形式上的細(xì)節(jié)改動(dòng)，在同類(lèi)金屬礦山發(fā)揮本裝置的作用，為各礦山井下采掘工程測(cè)量作業(yè)帶來(lái)新的便利方法。

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