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矿山贯通测量方案的选择及技术注意事项核心思路

2020-12-20肖上勇

中国金属通报 2020年4期
关键词:定向巷道矿山

肖上勇

(崇义章源钨业股份有限公司新安子钨锡矿,江西 赣州 341300)

贯通所指的并不是施工过程,而是两个相通巷道的结合。在巷道掘进施工环节,为了保障航道的准确对接,同时规避矿坑塌陷等问题,需要根据预定地点与推进要求开展测量工作,这一针对贯通所发起的测量活动便被称为贯通测量。

1 贯通测量的价值

矿山的施工活动十分复杂,在矿业资源开采环节,相关单位不仅要做好人员与施工材料的运输工作,更要为相关资源运输活动开辟对应的巷道,从而确保矿物资源运输工作的稳定高效,确保矿山生产活动的顺利开展。

在基础服务结构建设活动中,矿山贯通测量被誉为“矿山的眼睛”,这与其建设特点与应用特点息息相关。在一个贯通体系内,其往往包含着大量的巷道结构,做好贯通测量工作,对于各巷道的协调运转、维持单向巷道的独立运转有着极为重要的开发意义。在贯通测量活动中,相关单位可利用勘探、设计、建设等活动对矿井的建设活动进行干预[1],并利用贯通测量对矿井的使用质量、安全问题进行排查,从而保障矿山生产活动的正常运作。从现阶段的矿山生产活动来看,贯通测量已经成为均衡生产、解决地下矿产资源开发及运输问题的技术保障,对于后期维护工作来说,其也能够发挥一定的安全指导价值。

2 矿山贯通测量方案的选择

(1)井网建设方案的选择。矿山贯通测量活动中包含着较为复杂的工作要求,相关矿业开发单位在开展贯通测量活动之前,应对开发目的、开发要求进行严格规定,并要求相关设计人员根据矿脉丰富程度给出不同的贯通测量方案,根据施工要求、经费配置解决贯通测量问题。

大中型山体下可能包含着较为丰富的矿产资源,单一的矿井结构并不能满足开发需求,在多个巷道、多个框架的协调下,矿山单位应及时建立井网,并根据井网的建设方案选定对应的测量计划。如果矿脉的分布比较集中,矿井分布有序,可利用GPS定点技术确定贯通测量方案,从而制定贯通测量计划。与人力测量的劳动方式相比,定位系统能够在短时间内连续提供实时测量位置,加快测量信息和施工人员推进位置信息的处理速度,其处理精度更高,开发成本较低。如果矿山的落地环境崎岖陡峭,矿脉分布位置以山区、峭壁、矿坑为主,施工人员可利用导线网测量井网,依靠灵活布设解决环境障碍问题。为了提高导线网测量法的测量精度,矿山单位应要求不少于两个的工作人员同步开展施工,确保测量推进的秩序性与规范性。

(2)定向方案的选择。针对不同的贯通结构应采取不同的定向测量方法,如果两矿井从未开展过定向测量,则应对其采用陀螺定向。在井下定向测量环节,为了避免定向偏差问题,几何定向绝对不能作为井下控制导线方向的方法。

(3)高程测量方案的选择。为了降低测量损耗,减少人力开支,地面高程测量依旧以四等水准测量规程为主,相较于较为常见的三角测量,地面环境的外界条件优于井下环境,四等水准测量法的测量精度较高,在测量活动中所导入的高程应与定向中的投点方案保持一致。

针对矿井高程展开二度测量时,应尽量使用光电测深设备。对于尚未投入使用的矿井坑洞来说,其尚未布置电力照明设备,利用长钢丝测量法可能无法保障测量精度,且井坑内的突起、塌陷等结构可能会干预最终的测量结果。建议矿井建设单位在完成地面环境的测量工作之后再开展井下测量工作,保障测量安全。针对井下平巷应采取水准测量法,对于斜巷则利用经纬仪、测距仪进行三角高程测量。相较于传统的测量方式,这一测量手法能够节省测量时间,避免重复测量。

3 贯通测量施工步骤

(1)根据施工计划施工。贯通测量工作应严格按照设计计划开展,针对岩石结构比较紧密、土壤承载力较强的矿脉分布位置,贯通测量活动允许存在一定的偏差,但不能超过所规定的最大差值。对于较为重要的贯通工程,如设备运输贯通、矿物周转贯通等,相关设计者应提前出具设计方案,在修正设计误差之后才能开展贯通测量活动。一旦在贯通测量环节出现较大偏差,测量人员应对测量仪器和测量方法进行检测,并及时上报测量问题。

(2)合理选择测量方法。根据不同的测量环境应选择不同的测量方法,并根据测量要求进行施测和计算。贯通检测人员应建立对应的精度比对制度,利用实际测量精度与设计书中的测量要求进行比对,对于精度过低、施工偏差过大等问题应及时处理,通过返工重测等方式解决测量问题。

(3)标定贯通集合要素。施工单位应根据贯通的测量要求标定贯通巷道中的集合要素,利用设计图纸在巷道中加设中线和腰线,严格按照施工图样开展测量工作。

(4)及时拉长辅助测线。部分施工图纸所选用的单位距离较大,测量腰线和中线可能无法满足相应的测量要求。贯通测量人员应及时开展测量填图活动,并按照当前的测量进度适当延长或调整中线和腰线。

施工人员要做好贯通测量导线的埋设工作,避免因贯通测量导线脱落而造成的测量问题[2]。测量工作面之间应保持适当的工作距离,最小距离不得小于50m,当掘进测量工作面的岩巷距离小于20m,煤巷距离小于30m时,测量人员应及时向有关单位上报书面报告。

(5)及时书写工作报告。巷道贯通之后应立即确定贯通的测量偏差值,并将两端的导线连接起来,计算各项的闭合差值,施工管理人员应抽调工作人员处理最后一段的巷道中线和腰线,保证其能够正常发挥标定作用。在贯通测量工作完成后,主要负责人应根据测量过程对施工精度进行评定与分析,书写施工总结,为后续的施工活动提供硬性保障。

4 贯通测量活动中的注意事项

(1)严格审核施工方案。测量人员与管理人员应对测量方案进行审核,确保起算数据准确无误,确保地面控制网相关资料准确应用。在开展测量活动之前,测量人员应结合图纸对贯通测量位置进行考察,重新确定井网的精度、控制网点位分布位置,对于已经产生变动的应及时查明原因,并结合实地环境调整测量方案,对于井下测量起始点和地面测量控制点,必须保障其稳定、完全,才能开展测量活动。施工人员应根据测量资料对巷道方位、坐标、距离、坡度进行精确检核,确保施工环境无明显变动后才能开展施工。

(2)严格控制测量粗差。测量工作应与检测工作同步开展,在完成初步测量活动之后,应对测量过程进行复测,对测量结果进行复算,解决粗差问题[3]。为了保障贯通测量活动的高精度,应尽量换人测量,如果条件允许,应在更换设备的或校正设备之后再度测量,确保复测合格才能继续施工。

(3)严格控制精度严要求。不同的贯通测量活动具有不同的精度测量要求,施工人员应及时采取提高精度的相应措施,设法提高定向测量的精度。在施测高精密导线时,应尽量增大导线边长,利用光电仪确定施工边距。对于井下边长较短的测站,应设法提高仪器的对中测量精度,采取防风、防光等措施,或是利用三架法进行测量。陀螺定向时,外界环境会对测量活动产生不良影响,为了提高测量精度,可将测站点放入室内进行观测,记录测站点的测量精度,减少气流、压力对定向测量的影响。

(4)严格分析测量结果。在对测量结果及相关计算要素进行标定时,一定要保障已知数据的精准稳定,确保各个环节的测量数据不低于原精度要求。计算人员应对最终施测结果进行精度分析,并将其与原误差预计精度进行比较,确保贯通测量活动满足基本的测量要求,对于已经出现较大失误的,应及时返工重测。

工作人员应对测量报表进行谨慎处理,在实际标定时,确保测点与测量数据一一对应,井下测点应标注标号、位置,确保其醒目清晰。相关人员应及时进行测量和填图活动,并根据测量成果及时调整巷道的掘进方向和掘进坡度,对于全断面一次成巷施工,施工人员应在贯通前的巷道内做好临时支护工作,并铺设简易的测控轨道,以减少后期贯通整修的工作量。

5 结语

贯通测量工作十分复杂,在选定测量方案之前,矿山单位应与专业的测量机构开展互动,要求其给出多元化的测量计划,并根据成本开支、测量精度、使用要求确定最终的测量方法。在贯通测量环节,相关施工人员应严格做好复测、复算、布线等工作,确保测量活动的高精度。

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