矿山竖井延伸安装工程测量放线流程

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摘要：竖井是地下矿山生产的重要基础设施，随着开采水平的下移，需要适时对竖井进行开拓延伸，达到延长矿山生产服务年限，实现持续发展的目标。竖井延伸贯通测量的关键是精确测量现有井筒的十字中心坐标并实现坐标的精准传递。提出根据测量现有的多层罐梁的坐标反算井筒十字中心线，采取误差控制措施，保障延伸段井筒十字中心线和罐道安装基准线放样的精度。根据对罐道的垂直度检查和实际运行结果，采取的测量方法有效可行，为同类工程测量提供了可靠的借鉴。

关键词：竖井延伸；井筒测量；联系测量

放样竖井对于地下矿山的生产运营至关重要，承担着作业人员、设备、材料、矿岩等上下运输以及通风、供水、供电等重要功能［1］。随着采矿生产的持续，当竖井深度不能满足持续生产时，需要进行开拓延伸，以满足矿山的可持续发展要求。由于竖井开拓延伸工程的特殊性，其测量方法不同于平巷的贯通测量，其测量过程和操作环境受到诸多环境因素的不利影响，且对测量的精度要求很高。一旦出现较大的偏差，将对矿山企业造成不可挽回的重大损失。必须制定科学合理的测量方案，精心组织测量，才能确保目标的实现。由于竖井在生产过程中存在地质变形、罐道磨损变形等情况，原设计井筒中心已经不能作为延伸段井筒设施安装工程贯通测量的依据。根据工程实际，提出实测井筒的提升中心坐标和罐道梁的坐标，作为开拓延伸和设施安装的基准依据，实现新旧井筒和罐道梁的精准贯通。

1工程概况

某矿山竖井延伸工程根据生产需要，从-330m水平延伸到-420m水平，目前井筒掘进砌筑工作已经结束，现场具备井筒内部设备安装条件。测量人员主要负责井筒设备安装工程的基准线放样测量、锚杆眼位置标定、安装施工期间基准检查校准以及安装后的检查评定工作。井筒测量由于仪器可架设点位置少，坐标竖向传递，因而测量精度较难做到很好的控制。本次施工基准线放样定线精度需达到±2mm，这对测量方案提出了很高的要求。同时，各步骤任务互相影响，任何一步的误差和错误将累计进入下一步的工作，因此，要做到每一步精确无误。

2技术设计

2.1现有资料解读

技术设计部门只能提供一份井筒原设计安装平面图（图1），其他资料缺失。加上井筒运营过程中存在地质变形和磨损变形的原因，井筒实际的中心已经发生偏移，不能直接作为此次延伸工程测量基准使用。虽然井筒发生变形，但井筒中钢梁与井筒提升中心以及井筒中心的相对几何关系可以沿用。绘制现场安装示意图这一过程至关重要，因为它对后续所有的测量、施工任务产生直接影响，示意图绘制的精度及完整度将直接影响实际测量和安装效果。测量任务中放样标定位置涉及到各类型钢梁的安装，其规格不一致。因此，测量人员对提供的60多幅施工安装图进行了逐一分析，并运用AutoCAD绘制了近20幅的罐道梁、梯子间梁、支座梁等精确的安装位置示意图，其中一幅如图2所示。

2.2技术设计

按照工程实际要求及现有资料的情况，经过与各方协调，制定测量方案，测量作业主要内容：（1）井筒提升中心线的检查测量。（2）-330m水平与-345m水平联系测量。（3）安装基准线放样。（4）井筒各类钢梁安装位置标定。这4个步骤中，步骤（1）、（2）可以互不干扰，实际测量中不分先后顺序，可以根据现场具备的条件进行变动。但是步骤（3）必须在步骤（1）、（2）完成后才能进行，而步骤（4）则需要步骤（3）完成方可进行。因此，实际测量时必须要个按照设计要求进行。

3方案实施

3.1注意事项

测量方案的实施要重点关注以下几点。（1）原始资料的可靠性及资料之间的关系。（2）测量要有可靠的检验，杜绝粗差的产生。（3）要重视测量质量。（4）对施测的成果应进行精度分析，做到心中有数。（5）要提高井筒中坐标竖向传递的精度，需要现场关闭井筒通风，并关闭井楼进出口，减少井筒通风造成钢丝不稳，从而保证投点的精度。（6）在井筒作业时，安全工作由专业部门负责协调。（7）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，进入井筒作业人员劳保护品穿戴齐全，安全带正确使用。

3.2测量放线主要工作

（1）现有井筒提升中心线的检查测量。由于设计方案未提供井筒延伸所需的井筒中心坐标，而在基准线标定时中心坐标的位置至关重要。因此，测量人员在相关部门的确认后，决定实际测量-330m水平井筒实际提升中心坐标，作为一切安装测量的基准依据。经现场确认后，测量人员利用竖井-330m水平附近的测量控制点分别测量4根井筒罐笼稳绳坐标，按《冶金矿山测量规范》10"级精度要求测量。根据罐笼稳绳反算出罐笼中心即提升中心线位置坐标［2-3］。在实际测量数据解算中需对测量坐标所构成的矩形精度进行评定，这样能检查所测量数据的精度，更重要的是能确定通过这些点位所解算的中心坐标是否合理，避免将错误带入下一步工作。（2）-330与-345m水平联系测量。进行联系测量的目的是将-330m水平坐标系统测量到-345m水平马头门硐室中，确保在下一步的基准线放样工作使用同一坐标系，从而保证上下贯通的精度，联系测量如图3所示。在联系测量前，在-345m水平马头门硐室及井壁上适宜位置埋设2个测量标志点，在确保点位标志牢固后方能使用。然后，在-330m水平罐笼位置（图3所示-330m水平井筒处）搭设一测量平台，测量平台必须联结牢固。在测量平台上固定2块定线板，在定线板边各固定1台缠有钢丝的小绞车，将小绞车钢丝（图中A、B线）通过定线板下放到-345m水平，然后在钢丝底端挂上配重，井筒停风，确保钢丝在井筒中保持稳定。在-330m水平架设全站仪，测量2根钢丝A、B的坐标，同时测量B点高程值。然后将仪器转移至-345m水平硐室中并架设仪器于A点，连接三角形法测量2根钢丝并与-345m水平测量标志点C'、D'联测（图3）。最后，使用长钢尺自-330mB线将高程传递到-345m水平测量标志点上。对所采集的数据进行计算处理后，得到C'、D'点的坐标与高程值。-345m水平所得到的标志点的坐标将作为放样各基准线的起算点，坐标须精确可靠，才能保证基准线±2mm精度的要求。

4安装基准线放样

首先，根据安装实际要求，测量人员确立了放样的点位，分别为井筒4个角点及钢梁位置平行于井筒方向的2点，并对这6个放样数据进行了计算。在确定了放样点后，在-345m水平控制点上架设仪器并定向后，按照放样数据逐点标定安装基准线，并用定线板固定安装基准线位置。所有基准线放样完毕后，测量基准线坐标，测量值与标定值互差不得大于2mm，如大于2mm重新标定直至符合要求。最后，将缠有钢丝的小绞车固定在适宜位置并将钢丝通过定线板上的放样点下放到井筒中留用。

5井筒各类钢梁安装位置标定

根据安装基准线，在-345m水平以下第一根罐道梁位置，-400m、-422m、-435m位置准确标定出罐道梁及垂直于罐道梁的井筒中心线（图2）并固定，在井筒中用连接线将上下相对应的标志连接起来作为标定依据。根据相关技术部门提供的资料［4］，计算各类钢梁的标定数据并绘制成表（表1），包括标高、与罐道梁或井筒中心线关系等。利用连接线特殊位置的特点以及与钢梁的几何关系，分别量取各钢梁至连接线的距离，即可将钢梁位置在井壁上投射出，然后在投射位置进行标记，便于后续安装施工。经过精密策划、实施，井筒延伸安装测量工作取得圆满成功，各项检查指标均符合设计要求，为井筒延伸测量提供了经验参考。

6总结

井筒测量属非常规测量，一般数年才进行一次，因此，在测量过程中要及时对所取得数据成果进行总结存档，避免资料缺失，为今后的工作做好资料储备。另外，要与以往测量方法进行比较，选择最佳方案。由于每次作业涉及人员较多，技术人员要详细做好人员分工安排，分配到个人，避免现场混乱。同时，要对现场情况做充分的调研检查，对于井筒作业存在的不利要素要有充分认识，安排好应对措施，如在本次测量中，实际进行基准线放样时，现场条件不满足要求，此时就必须现场更改原有设计，使用各类图纸及计算工具。

参考文献

陶红星，罗国栋，黎剑华.地下工程深井延伸施工测量关键技术研究与应用［J］.南昌工程学院学报，2008，27（3）:28-31.

李水生，刘宏志，牛家宽.梅山铁矿主井延伸井中十字线确定方法［J］.现代矿业，2014（2）:68-69.

田佩俊，陈汉华.矿山测量学：第2分册［M］.徐州:中国矿业大学出版社，1988．

北京市建设委员会.DB11/T446—2007建筑施工测量技术规程［S］.北京：北京市建设委员会，2007.

作者：牛家宽 钱小峰 单位：南京宝地梅山产城发展有限公司矿业分公司