铜陵有色金属集团铜冠矿山建设股份有限公司 安徽铜陵 244000
摘要：通过实例，阐述了竖井三期原位延伸掘砌安贯通精密定位测量的具体做法、基本要求和技术措施。
关键词：原位延伸 精密定位 掘砌安 贯通误差预计 陀螺定向
2013年，安庆铜矿副井三期原位延伸掘砌安进行了预贯通工艺，获得圆滿成功。其贯通精度和质量等方面赢得了业主单位和监理部门的好评，为该矿创造了巨在的经济和社会效益。
1 工程概况
安庆铜矿副井井口地面标高为+51m，井底标高-608m，地面至-400m水平井筒净直径Ф5.5m，-400m至-580m水平井筒净直径为Ф5.6m。三期原位延伸段设计净直径ф5.6m，井壁砼厚度350mm，井底标高-920m，共有5个马头门。
副井原位延伸采取增加辅助水平自上向下延深方案施工，预留保安岩柱厚度7m。辅助水平设在-640m中段，-580m中段通过斜井及措施小井与-640m中段相通。
在-580m井口附近向下施工一条措施井至-640m中段，再从措施井-620m水平向副井井位施工措施联络道。见示意图一。
一期和二期井筒装备有：罐道梁、钢轨罐道、井底托梁、摇台等；三期延伸段井筒装备如同上述。
-900m永久供电及排水系统和部分沿脉形成后，破保安岩柱至井筒砌壁贯通结束，先安装-640m以下井筒装备，后安装-640m～-580m井筒装备，以实现钢轨罐道在-580m对接贯通。
2施工前的检查测量
2.1地面控制点的检查测量
地面已保留了井筒十字线点E1、W1和S1、N1，用徕卡TCR1202+R400全站仪【2″（1+1.5×10-6）mm】检查十字线的垂直度误差为20″（规范为不大于30″），说明十字线的垂直度符合规范要求，十字线的成果可靠。
2.2井筒主要装备、提升绳点和井中的实测
先以十字线作为基准，检查该部主要提升装备和提升绳点，经与设计比较，该部安装符合规范要求。后在地面井口安放绞车以十字线方向在适当位置下放两根钢丝，钢丝到达复杂井段，逐层联系逐层通过，当安全到达-580m位置后，逐步将垂线挂重至80kg，并沉入稳定液中，同时井下关闭风机并在主要中段设置风门。稳定后通知各层人员并同时用信号圈法和比距法进行垂线自由度检查、并使其达到铅直。这样，测量人员可利用现有罐笼并站在罐笼顶部，可方便地检测出地面井口至-580m井筒段的钢梁、罐道与两根钢丝间的关系，经与设计比较，一期工程、二期延深段钢梁及罐道均存的偏差，均符合规范要求。
钢梁罐道检测完毕，随即进行精密投点测量，将地面座标系统联测至-580m水平。水平角用2台徕卡TCR1202+R400全站仪三次对中三个测回，在井上近井点1设站，利用全站仪免棱镜功能测出井中、十字线和两根钢丝的关系，测回较差小于20″，水平距离正倒镜各10个读数均值较差2mm。井下距井边约7m的近井点G1上设站，测回较差小于20″，边长正倒镜各10次读数，均值较差小于3mm。与此同时，通过检测-580m处的钢梁、罐道和井壁，求算出-580m井筒中心座标，并与设计井中比较：地面井中与设计相符，-580井中点位误差16.2mm。
3施工方案
施工方案与测量方案密不可分。由于该井承担了生产人员、废石矿石及材料设备提升的任务，矿方要求尽最大可能减少对现有施工点上部生产的影响，同时考虑上述钢梁罐道安装的偏差，经多方案比较，决定采用“预留保安岩柱盲井原位”延深方案。
具体实施过程为：（1）在现有井底-408.15m以下预留7m保安岩柱，保安岩柱以下井筒均采用盲井延深方法施工；（2）自-580m水平井底车场出车侧适当位置施工一条措施井至-640m水平，经措施井在-620m水平施工一条措施联络道至竖井井位；（3）在-640m水平施工完井底车场和进出车方向马头门，并与措施井相通；（4）采用吊罐法施工-640～-620m井筒段，并完成该井筒段的刷大砌壁工作；（5）-640～-920m井筒段掘砌施工采用普通正掘的方法；（6）在-620m 以上安装一层柔性保护平台；（7）-640m以下井筒段-920m相关部位施工完毕，随即在-640m 井筒内搭设接矸封闭平台，施工小断面人工天井贯通保安岩柱，完成上下井筒的对接贯通和刷大砌壁工作；（8）安装-640m以下井筒装备，结束后随即停井，拆除封闭层和柔性保护平台，并安装-640～-580m井筒段装备，完成上下井筒装备的对接贯通。
4测量内容
4.1 -640m中段陀螺定向
陀螺定向用GAK1-Wild T2陀螺经纬仪进行。
在地面近井点与近井点1边于下井前、上井后分别用逆转点法进行三个测回，每个测回取5个连续读数测定仪器常数，下井后也用逆转点法做三个测回，测量G1至G2边陀螺方位角。
4.2-640～-580m导线测量
导线点的结构采用Ф20mm的铜棒下钻Ф1mm小孔，通过一定方式用水泥固定在巷道顶板，共12个点。
导线的测量使用徕卡全站仪往返各两次对中两个测回，两次对中测回互差小于15″。在斜井上、下两站测角时水平气泡的偏离值不超过0.5格，边长往返及正倒镜各两个读数，各点高程采用三角高程法测定。导线测量过程中采用了停风防风措施。
4.3措施井单线投点精密测量联合陀螺定向技术
措施井井筒无滴水、无风流，投点段高只有60m。自-580m井口投放一根Ф0.8mm钢丝至-640m，挂重40kg并以水作稳定液，用信号圈法确定钢丝自由悬挂后，在-580m、-620m、-640m水平均用徕卡2″级无棱镜钱站仪联测，并联合陀螺定向技术，将-580m平面座标和方位角传递至-620m和-640m中段。各项严格安测量规范要求进行，对于超值和不符值坚持重测。
4.4 -620m的测量
根据单线投点和陀螺定向成果，用徕卡2″级无棱镜钱站仪，以正倒镜法将-580m实测井中标定在-620m井筒内，并做成活页式的井中，同时建立井筒十字线，以指导-620～-580m井筒段的刷大砌壁工作。
4.5 -640m中段闭合测量及-640m井中的标定
4.5.1 -640m中段闭合测量
用徕卡全站仪，将投点和陀螺定向成果闭合到前期的导线测量边，经计算：闭合边的方位较差为31″，最终点的点位偏差为1.9cm。
由于从-580m副井井口经斜井至-640m井底车场导线长度达905.8m，复测导线的精度达1/41400，说明该导线成果完全可以指导-640m车场及进出车马头门的施工。
4.5.2 -640m副井井中的标定
以投点和陀螺定向成果为准，用徕卡2″级无棱镜钱站仪架站近井点640-2，后视640-1，在-640m用正倒镜法标出该井普通正掘的井中和井筒十字线，以指导-640m以下井筒段的施工，并将-620m井中下放至-640m，以检查两次标定井中的点位误差。经实测，上下井中的点位误差仅为1.5mm，说明该成果可靠。
4.5.3保安岩柱的贯通测量
将-620m井中反投到7m保安岩柱底部，以小断面方式安全破除保安岩柱，完成上、下井筒小断面贯通；后又在-580m标定出活页式的实测井中，以指导该保安岩柱的刷大砌壁，从而真正实现上下井筒段的对接贯通。后实测出-580～-608m井筒段原砌壁的井中，并与井筒贯通前所标定出的井中比较，其点位偏差为2mm，
4.7 高程测量
高程测量结合工程进展采取了分步实施的方法：
（1）依据-580m导线点G1点的高程，指导-580m双轨车场和进出车方向马头门的施工。
（2）将G1点的高程通过措施井导入至-620m和-640m井口近井点，同时将-580～-640m三角高程进行了闭合测量，其闭合差为4mm，并以导入高程为主，来指导三期延深井筒的掘砌及其安装工程。
4.8 安装测量
结合上述检查测量情况和施工方案，先安装三期延伸段井筒提升装备，后实现井筒对接段钢梁罐道的对接贯通。
（1）-640m以下井筒提升装备的安装
用徕卡全站仪架站-640m 640-2点，后640-1，按规范要求，利用全站仪无棱镜功能以正倒镜法在井口测量平台上标定出6个安装测量点，并设置定点板（用Ф1.5mm钻头钻孔），井口附近布设测量用手摇绞车，垂线采用Ф1.2mm细钢丝，底部悬挂不小于20kg的垂球，以指导-445m以下钢梁的安装。
当-640m以下井筒钢梁安装结束，随即将-640m井口6个安装测量点通过接力投点方式转设至-620m，并设置定点板（用Ф1.5mm钻头钻孔），将-640m6个安装测量线分别通过-620m，以指导-640m以下钢轨罐道的安装。
（2）-580～-640m井筒段提升装备的安装
该井筒在-580m上下钢梁罐道的对接贯通，是整个罐笼运行是否正常的关键。
该井筒段提升装备的安装，比照-640m 确定安装点时同样的方法，在-580m井筒内精确定出6个安装测量点，以指导该井筒段提升装备的安装。
依据安装罐道测量线，对罐道的铅锤度进行监测固定，当-385m以下最后一根钢罐道安装完毕后，把-385m以上最后一根老钢罐道下端与新钢罐上端，用1t葫芦拉住-385m以上钢罐道下端强行对接，然后修正旧罐道联结部位，并用螺栓紧固，解除1t葫芦。重复以上程序，分别对其他三根钢罐道进行对接。以实现钢罐道的对接贯通。钢罐道对接贯通之后，经实测，其误差为1mm，符合规范规定要求。
5 技术要求
5.1原始资料的可靠性及资料之间的关系；
5.2 测量要有可靠的检验，杜绝粗差的产生；
5.3要重视测量质量；
5.4对施测的成果应进行精度分析与误差预计时的精度比较，做到心中有数；
5.5从误差预计的结果可以看出，该方案在测量精度上是可行的；
5.6要提高井下定向精度，陀螺边边长宜在50m以上。
6安全措施
6.1在井筒作业时，安全工作由矿部负责协调。
6.2井筒内作业时，井筒上、下应明确专人负责，专人管理信号联系，非工作人员不得在井筒附近停留，提升容器应牢固停妥，进入井筒作业人员必须佩带安全带。
参考文献：
【1】张国良.《矿山测量学》[M].徐州：中国矿业大学出版社，主编：张国良 副主编：朱家钰
【2】《有色金属矿山井巷工程测量规范》（YSJ415-93）
【3】付新启；测站方向观测误差分析[J]；河北建筑科技学院学报（自然科学版）；1996年02期
【4】戴华阳，王金庄，黄乐亭；测绘学科的交叉融合与矿山测量的新任务[J]；矿山测量；1999年04期
【5】黄永忠；光电测距仪测边倾斜改正公式的适用性[J]；矿山测量；1999年04期
作者简介
作者简介：胡彦华，男，1965年1月出生，1986年7月毕业于华东地质学院（现东华理工大学）工程测量专业，2002年中南大学测绘工程硕士研究生毕业，测量高级工程师，国家质量管理体系注册审核员，安徽省地勘土地测绘专业高级工程师职务任职资格评审委员会专家，铜陵有色金属集团铜冠矿山建设股份有限公司总经理。多篇论文曾在全国性和省部级学术期刊和研讨会上发表交流获奖。
论文作者:胡彦华
论文发表刊物:《基层建设》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/5
标签：井筒论文; 测量论文; 钢梁论文; 井口论文; 陀螺论文; 高程论文; 导线论文; 《基层建设》2017年第28期论文;