邵冬冬
(晉煤集團晉城宏圣建筑工程有限公司, 山西 晉城 048006)
山西晉城無煙煤礦業(yè)集團寺河礦井位于山西省晉城市西偏北,井田面積約114.49 km2(包括東、西井區(qū))。礦井東井區(qū)核定生產(chǎn)能力為500萬 t/a,保有儲量42 330.5萬 t,服務年限35.8年。礦井東井區(qū)采用斜井開拓,共有13個井筒,采用分區(qū)式通風方式。采用傾斜長壁大采高綜合機械化采煤方法。寺河礦東井區(qū)東翼下組煤軌道巷主要承擔該礦集中輔助運輸任務,因此該巷道的施工將影響到下組煤層的開采。下組煤軌道巷含外設(shè)計全長950 m,其中直線雙向施工貫通段長度為780 m,平均坡度為6°,巷道設(shè)計為直墻半圓拱斷面施工,凈寬4.5 m,凈斷面積為20.25 m2,巷道采用錨網(wǎng)噴支護,錨桿長度1.6 m,間排距0.8 m×0.8 m,抗拔力70 kN,噴射混凝土強度等級C20,厚度100 mm。巷道閉合貫通全長近2 433.7 m。
寺河礦東井區(qū)下組煤軌道巷的兩端分別為主斜井聯(lián)絡巷處和回風聯(lián)絡巷處,從兩端雙向施工進行貫通。在下組煤軌道巷掘進施工過程中,測量施工作業(yè)存在有測量設(shè)備對中難、點高丈量困難等測量問題,這會嚴重影響到巷道貫通測量的精度,因此基于測量環(huán)境的實況,針對性地設(shè)計了大斷面一次成型貫通測量方案,實踐應用結(jié)果表明貫通測量效果理想,有效保障了巷道施工高精度貫通[1-3]。
貫通測量方案:
1) 正向施工測量線路。由上組煤東翼軌道巷SF84~FJ4作為測量起始邊,測量線路為:主斜井→斜井聯(lián)絡巷→軌道巷外段→軌道巷。
2) 反向施工測量線路。由下組煤回風聯(lián)絡巷JD81~JD73作為測量起始邊,測量線路為:主斜井聯(lián)絡斜巷→下組煤回風聯(lián)絡巷→東翼回風巷→回風聯(lián)絡巷→軌道巷反向施工起始點→軌道巷。巷道貫通測量施工作業(yè)前統(tǒng)一測量系統(tǒng),測量的超始資料全部來自測量系統(tǒng)的測量控制網(wǎng),基于該軌道巷的輔助運輸功能,因此其必須保持高精度中線,同時基于巷道排水功能要求,對于巷道必須保持高精度腰線,同時巷道貫通位置及坡度準確,不得出現(xiàn)反坡。本次測定選用賓得R-202NES全站儀(測量精度3″),貫通復測導線采用7″級控制導線。
軌道巷貫通測量精度控制措施:第一,貫通復測時根據(jù)7″基本孔子導線進行實際測量;第二,對賓得R-202NES全站儀進行全方位檢查,保障設(shè)備正常使用;第三,測點布置應盡量減少短邊,盡量布置長邊,提高測距的相對精度,同時盡可能減少測點,提高水平角測量精度[4-6]。
2.2.1 現(xiàn)場測量施工措施
1) 全站儀光電導線測量精度控制措施。導線點水平角觀測采用測回法觀測2個測回,同一測回中半測回、一次對中兩個測回、兩次對中兩個測回的互差值分別小于20 ″、12 ″、30 ″。
2) 三角高程測量。用單向中絲法觀測垂直角,2個測回,垂直角及指標差互差小于15 ″。儀器高和前視棱鏡高程觀測前后二次測量,取平均值。
3) 嚴把外業(yè)成果質(zhì)量關(guān),測量結(jié)果必須小于限差值,否則應該重新測量。
2.2.2 測量現(xiàn)場技術(shù)措施
對于本次下組煤軌道巷的貫通測量,基于大斷面巷道的實況,巷道圍巖破碎情況嚴重,導致全站儀進行測量時對中困難,棱鏡高和器高測量困難。針對這一情況,制定了測量現(xiàn)場技術(shù)措施。
1) 適當增加垂球質(zhì)量。測架設(shè)儀器、棱鏡和后視線的垂球質(zhì)量從350 g調(diào)整為500 g。
2) 安裝測量設(shè)備的擋風裝置。使用該礦自制的擋風風簾過行擋風操作,可有效提高測量精度。
3) 儀器高、棱鏡高測量時以測釘穿線繩眼部為統(tǒng)一測量位置,使用該礦自制的可伸縮測桿測量點高,可有效提高儀器高、棱鏡高的測量精度。
寺河礦東井區(qū)下組煤軌道已于2020年6月5日完成雙向掘進施工貫通,貫通后對施工現(xiàn)場進行了實際測量。測量結(jié)果表明:下組煤軌道巷貫通中線偏差為0.039 m、腰線偏差為0.037 m,兩者偏差均小于規(guī)程規(guī)定的允許偏差。通過對下組煤軌道巷貫通后的測量數(shù)據(jù)計算分析[式(1)~式(3)],得出貫通導線精度評定結(jié)果。
∑S=2 433.7,n=34
(1)
(2)
(3)
其中:fβ為測量閉合導線角度閉合差;fβ允為測量閉合導線允許角度閉合差;fh為測量閉合差;fh允為運行閉合差;L為閉合路線總長。
從導線精度評定結(jié)果可知,本次對于寺河礦東井區(qū)下組煤軌道巷貫通測量成果及精度均符合要求,大斷面巷道一次成巷貫通測量方案合理可行。
針對本次下組煤軌道巷的貫通測量工作,針對大斷面巷道圍巖破碎實況,制定了大斷面巷道一次成巷貫通測量并制定了精度控制措施。在該貫通測量工程施工期間,礦井各崗位工作人員共同完成了測量施工作業(yè),測量精度高,測量結(jié)果滿足巷道使用。在本次貫通測量施工期間,有效解決了測量設(shè)備對中困難、巷道濕度高、圍巖破碎測點保全難等實際問題,大斷面巷道貫通測量精度較好。本次貫通測量工程高精度成果得益于以下技術(shù)措施。
1) 自制伸縮測桿的應用。自制伸縮測桿可有效地對大斷面巷道進行測量,特別是對于巷高達5m的巷道能實現(xiàn)精準測量。
2) 巷道貫通前,掘進施工測量放線時采用前、后兩次儀器高測量標高,取平均值,杜絕誤差的出現(xiàn),有效提高測量精度。
3)在巷道貫通前對導線進行二次復測,該次測量數(shù)據(jù)與兩施工迎頭數(shù)據(jù)對比分析,用測量結(jié)果調(diào)整掘進方案,提高貫通測量精度。
4) 巷道中線、腰線測量時,各崗位工作人員應保持聯(lián)絡,針對測量中出現(xiàn)的問題及時提出并進行糾正處理。