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贯通工程技术设计

毕业设计（论文）题目老石旦煤矿副斜井贯通工程

技术设计

毕业设计（论文）英文题目Laoshidanmineauxiliaryshaft

throughengineeringdesign

辽宁工程技术大学应用技术学院

2013年6月20日

摘要

贯通测量——为了加快矿井的建设速度、缩短建井周期、保证正常的生产接替和提高矿井质量。

在矿山测量中，贯通测量是一项十分重要的测量工作，稍有不慎就会给矿井生产带来不利影响，甚至酿成事故。

尤其是重要的贯通工程，关系到整个矿井的建设和生产，所以必须认真实施。

在重要贯通工程施测之前需进行贯通误差预计，本文就内蒙古乌海市老石旦煤矿缓坡副斜井贯通工程进行误差预计。

老石旦煤矿缓坡副斜井——在十二号采煤工作面与地面煤仓之间掘进的一条新巷道，提高了煤矿运输效率、降低了运输成本。

此巷道作为运输大巷，在贯通时就要求有较高的精度，否则将直接影响生产。

巷道采取单向贯通的方式，最终与已有巷道相贯通。

本文综述了此次贯通中仪器的选择、方案的确定、巷道中腰线的给定方法、贯通相遇点的误差预计及提出的建议，主要对贯通相遇点的点位误差依据所选择的的仪器进行了误差预计。

最后阐述了对矿井贯通测量方面得出的结论和建议。

关键词：

贯通测量；陀螺坚强边；限差；相遇点；重要方向；误差预计

Abstract

Throughmeasurement-Tospeedupthepaceofconstructionofmine,shortenconstructioncycle,toensurenormalproductiontosucceedandimprovethequalityofmine.InMineSurveying,throughmeasurementisaveryimportantsurveywork,theslightestmistakewillgivemineproductionisadverselyaffectedorevenleadtoaccidents.Especiallyimportantthroughprojectsrelatedtotheconstructionandproductionoftheentiremine,itmustbecarefullyimplemented.

Surveyingonimportantprojectsbeforepenetratingthrougherrorisexpectedtobecarriedout,thisarticleWuhaiLaoshidanauxiliaryshaftcoalmineslopeerrorisexpectedthroughtheworks.LaoshidanVicegentleinclinemine-inthe12thpositioninthecoalminingfaceandthegroundbetweentheexcavationofanewroadway,improvingtheefficiencyofcoaltransport,reducingtransportcosts.Thisroadwayasatransportationroadway,whenthethroughdemandsforhigheraccuracy,otherwiseitwilldirectlyaffectproduction.Aone-wayroadwaythroughthewaythroughthefinalphasewiththeexistingroadway.Inthispaper,throughtheinstrumentoftheselectedprogramtodetermine,givenroadwaywaistlinewaythroughencounterpointmarginoferrorestimatesandrecommendations,themainmeetingpointforpenetratingthepointoferrordependingontheselectedinstrumenttheerrorisexpected.Finallyelaboratedonminethroughmeasurementsconclusionsandrecommendations.

Keywords:

throughmeasurement;gyrostrongside;tolerance;meetingpoint;importantdirection;errorsexpected

目录

1贯通工程概况………………………………………………………1

1.1自然地理条件………………………………………………………1

1.1.1地理位置…………………………………………………………1

1.1.2地形、地貌………………………………………………………1

1.1.3气象与地震………………………………………………………11.2区域地质概况………………………………………………………2

1.3矿井简介……………………………………………………………2

1.4工程技术特征………………………………………………………2

1.5开工准备工作………………………………………………………4

1.6质量要求及标准……………………………………………………4

1.6.1保证项目…………………………………………………………4

1.6.2基本项目………………………………………………………5

1.6.3允许偏差项目……………………………………………………5

2施工准备……………………………………………………………6

2.1施工准备原则………………………………………………………6

2.2工业场地的四通一平………………………………………………6

2.3技术准备……………………………………………………………6

3贯通测量……………………………………………………………7

3.1贯通测量概述………………………………………………………7

3.1.1贯通测量的原则…………………………………………………7

3.1.2贯通测量的任务…………………………………………………7

3.2贯通测量参数确定及方案选定……………………………………8

3.2.1贯通测量参数确定………………………………………………8

3.2.2贯通测量方案选定………………………………………………8

3.3贯通测量的方法……………………………………………………9

3.3.1贯通测量仪器选择及限差要求…………………………………9

3.3.2贯通测量施测方法………………………………………………10

3.3.3陀螺坚强边的布设………………………………………………11

3.3.4巷道中线、腰线的给定…………………………………………12

3.4贯通测量误差预计…………………………………………………14

3.4.1贯通测量水平重要方向误差预计………………………………14

3.4.2贯通测量竖直重要方向误差预计………………………………16

4贯通测量中存在的问题和采取的措施……………………………19

致谢……………………………………………………………………21

参考文献………………………………………………………………22

附录……………………………………………………………………23

1贯通工程概况

1.1自然地理条件

1.1.1地理位置

矿区北距包兰铁路乌海车站38Km，并有海拉（乌海至拉僧庙）专用铁路及公路横贯矿区南部。

西距黄河4Km，南距宁夏石嘴山市15Km，石嘴山黄河大桥可直接与宁夏自治区连接，东距包头360Km，交通颇方便。

1.1.2地形、地貌

矿区内除中部飞来峰一带地势陡峻为高山外，最高点1324.5m，最低点1134m，相对高差190m，南北均系丘陵山地。

区内最低点高出黄河水面85m。

1.1.3气象与地震

属干旱大陆性气候区，半干旱半荒漠气候带，且气候干燥，风沙多，温差大。

1）气温

最低气温-32.6℃,最高气温39.4℃，每年7月份最高，1月和12月最低，日温差10℃—35.1℃，年极端温差71.2℃（1971年）。

2）降水量和蒸发量

据乌海市气象站资料表明，年降水量最低71.3mm,最高264.4mm，平均年降水量155.6mm,多集中在6—9月份。

年蒸发量为2946.5—3761.2mm，每年5、6、7三个月较高。

3）风

风期主要集中在冬、春两季，以北风及西北风为主，多在3—5月份。

夏季多南风及西南风，一般风力5—8级，最大10级。

4）冻土

冻土深度一般为1.21—1.46m，1938年最大可达1.78m。

5）地震

据中科院地球物理研究所编制的《中国地震动参数区划图》，本区地震动峰值加速度（g）为0.20，对照地震烈度为8°，属于强震区预测范围，1976年9月23日在北纬39°59′30″，东经为106°27′00″的巴音木仁发生过一次6.2级地震，震源深度35Km，乌海市一带有强烈震感。

1.2区域地质概况

本区地层属华北地层大区，桌子山地层小区，老石旦煤矿是以上石炭统太原组及下二迭统山西组为该区主要含煤地层，煤层间夹多层高铝耐火硬质粘土和与煤成相变关系的软质耐火粘土。

其上覆地层有下二迭统下石盒子组、上二迭统上石盒子组、石千峰组以及新生界地层（本区缺失白垩系、侏罗系地层）。

矿区东邻拉什仲背斜，西接岗德尔背斜，呈狭长状分布，东、西被断层所截，矿区东西两侧皆分布下古生界奥陶系及寒武系地层，缺失志留系，含煤地层之基底为奥陶系。

矿区南北长约7.0Km，宽1.4Km。

区内无岩浆活动。

1.3矿井简介

神华集团乌海能源公司老石旦煤矿，国有企业，位于乌海市境内，地处乌海市海南区37Km，桌子山煤田的南部，隶属于神华集团乌海能源有限责任公司，全矿从业人数为1508人，设计生产能力1.2Mt/a，含煤总面积13Km2。

根据内蒙古自治区煤炭工业局文件，实际煤矿产量超过1.5Mt/a，井下作业人数不超过140人，现老石旦矿最多入井人数为130人，符合要求。

矿井有1个薄煤层综采工作面，1个综放工作面，4个掘进工作面。

本矿自65年建井至今40多年来，共作各种巷道工程近170㎞，回采揭露面积约8Km2，产煤以肥煤、主焦煤为主，主采煤层为9#层、12#层、16#层，各各煤层开采量均根据用户的要求按比例开采，矿井所采原煤经筛分、破碎、拣杂等程序后供洗煤厂入洗。

1.4工程技术特征

第一标段工程内容为老石旦煤矿北三采区副斜井设计坡度（-5°），巷道总长4441.982m，其中包括：

明槽114.737m，风化基岩200m，基岩段4127.245m。

岩性为煤/岩，半圆拱型，设计净断面s=16.817m2,为锚网喷支护，喷厚T=150mm。

设计16个倒车硐室（每个深6m，共计96m），9错车硐室（每个长16.156m，共计145.404m）。

明槽断面巷道净宽5000mm，净高度3900mm，净断面积16.817m2，掘进断面25.337m2。

采用双层钢筋+现浇砼砌碹支护，钢筋采用φ20螺纹钢，间排距300×300mm，箍筋采用φ8圆钢加工而成，间排距300mm，支护厚度拱、墙部均为500mm，基础深度500mm。

巷道底部为300mm的片石砂浆砼，上铺300mm厚现浇钢筋砼地坪，采用双层钢筋+现浇砼砌碹支护，钢筋采用φ20螺纹钢，间排距200×300mm。

暗槽断面巷道净宽5000mm，净高度3900mm，净断面积16.817m2，掘进断面24.537m2。

采用双层钢筋+现浇砼砌碹支护，钢筋采用φ20螺纹钢，间排距300×300mm，箍筋采用φ8圆钢加工而成，间排距300mm，支护厚度拱、墙部均为500mm，基础深度500mm。

巷道底部300mm厚现浇砼地坪，地坪中铺设金属网一层。

砼强度等级：

现浇砼强度C30；喷射砼强度C20；铺底砼强度C25；砌碹及喷射砼中须分别添加BR-3型及BR-2型防水剂，加入量为水泥用量的10%，防渗标号分别为S8及S6。

错车硐室巷道净宽6200mm，净高度4500mm，净断面积23.8㎡，锚网喷支护。

锚杆采用φ20×2500mmⅡ级左旋无纵肋螺纹钢锚杆，间排距800×800mm；锚杆托盘为100×100×10mm铁板，螺帽长度不小于15mm。

拱、墙部挂网，为φ6.5mm圆钢金属网，网格100×100mm。

巷道用现浇砼铺底300mm；锚索Φ15.24mm×6300mm，间排距2500×2500mm,每排3根。

喷射混凝土厚度150mm，砼强度C20，错车硐室深度16.156m。

表1井筒技术特征表

序号

名称

单位

数量

长度

掘进体积m3

支护体积m3

1

坐标X=

M

4362389.854

坐标Y=

M

36400747.568

2

井口标高

M

+1160.500

3

井底标高

M

+835.652

4

坡度

度

-5

5

明槽段

m

114.737

7849.534

1132.454

6

风化基岩段

m

200

4907.433

1543.938

7

基岩段

m

3981.841

80038.986

13076.366

8

错车硐室段

m

145.404

3885.828

558.976

9

倒车硐室

m

6/96

1929.6

315.210

10

净断面积

m2

16.817

11

锚杆

套

70653

φ20×2500

12

钢筋网

t

251.098

13

钢筋

t

160.998

贯通相遇点K位置示意图（见图1）

图1贯通相遇点K示意图

1.5开工前的准备工作

1）编制好作业规程，经有关部门审核批准并贯彻学习考试合格后方可进行施工。

2）准备好施工所需的各种设备及材料。

3）与测量部门联系，做好施工定位放线。

4）做好通风准备工作。

5）作好原材料试验、检验及报审，保证正常开工。

1.6质量要求及标准

1.6.1保证项目

采用普通爆破法，爆破图表齐全，爆破参数符合要求；临时支护必须符合本规程规定；水泥、骨料、外加剂（速凝剂）的规格，性能应符合设计要求和本规程规定；锚杆，钢筋网等的材质，品种，规格，结构，强度应符合设计要求；喷射混凝土强度达到设计要求（C20）。

1.6.2基本项目

1）巷道净宽：

中心线至任何一帮3-3断面为2500mm；允许误差，中线至任一帮距离，合格为0～+150mm，优良为0～+100mm。

2）巷道净高:

3-3断面为3900mm；允许误差，腰线至顶底板距离，合格为0～+150mm，优良为0～+100mm。

3）巷道倾角：

-5º，合格±1%优良±0.5%。

4）锚杆抗拔力：

≥7T，合格：

最小值不小于设计的90％，优良:

最小值不小于设计值。

5）锚索拧紧力矩：

≥150N．m，合格：

最小值不小于设计的90％，优良:

最小值不小于设计值。

6）喷层厚度：

3-3断面为150mm，合格：

喷层厚度不小于设计的90％，优良：

喷层厚度不小于设计值。

1.6.3允许偏差项目

1）表面质量：

基本平整密实，墙基无裸露。

允许偏差；在一米范围凹凸不大于50mm。

2）锚杆间排距：

800×800mm，允许误差：

±100mm。

3）锚杆孔深：

2500mm，允许误差：

0～+50mm。

4）锚杆角度：

与井巷轮廓线垂直,允许偏差：

≤15°。

5）锚杆外露长度：

允许误差,露出托板≤50mm。

6）巷道坡度：

允许误差,优良±0.5‰，合格±1‰

7）铺网质量：

网片质量符合设计要求和规程规定，网子间绑扎牢固。

8）水沟净尺寸：

200×200mm,允许误差±30mm。

9）水沟沟沿80mm、沟底厚100mm,不小于设计值。

10）水沟位置允许偏差±50mm，标高允许偏差±20mm。

2掘进施工准备

2.1施工准备原则

1）施工准备期间，各工种、工序之间交叉复杂，采用统筹方法，运用网络技术，紧紧抓住关键工程，采取平行交叉作业。

2）技术准备是工程准备和其他准备的前提，将在施工准备前期完成。

3）建筑安装工程采取交叉平行作业，安排工程进度时，考虑劳动力和物资平衡。

2.2工业场地的四通一平

施工场地为原北三采区工业广场，有简易公路能够到达施工地点，能够保证地面运输的畅通；生产、生活用水由现有矿井供水系统供给；副斜井施工期间的供电由矿方现有的副井绞车房东侧SJL-315/6型变压器供电，可满足日常生产和生活用电。

2.3技术准备

1）组织全体施工人员学习国家和煤炭系统有关施工规范、规定及标准。

2）根据工期安排，详细列出施工图的供图计划，交建设单位，保证工程连续施工。

3）收到有关施工图及技术文件后，详细阅读、核查，按基本建设程序进行图纸会审，发现问题及时与建设单位商议处理。

4）组织生产管理人员和施工骨干，阅读施工图纸，领会设计意图，研究施工技术上的难点问题，编制切实可行的《老石旦煤矿北三采区缓坡副斜井施工组织设计》、《老石旦煤矿北三采区缓坡副斜井作业规程》及其各工种的单项技术措施。

5）组织施工人员学习《老石旦煤矿北三采区缓坡副斜井施工组织设计》、《老石旦煤矿北三采区缓坡副斜井作业规程》，并惊醒技术交底，对参与本项目施工的人员进行技术、安全培训，经考核合格后持证上岗。

6）根据项目业主提供的有关三角网点及水准点的基本数据，先进行复核验算，然后进行现场施工测量标定及复核工作。

3贯通测量

3.1贯通测量概述

老石旦煤矿缓坡副斜井为了提高运输效率、降低运输成本，在十二号采煤工作面与地面煤仓之间掘进一条新巷道，巷道采取单向贯通，最终在相遇点与已有巷道相贯通。

缓坡副斜井设计参数：

副斜井井口中心的平面坐标：

X=4362389.854,Y=36400747.568

副斜井井口中心的高程：

H=+1160.500m

井筒中心线的坐标方位角：

51°48′31″

井筒倾角：

-5°

井筒毛断面：

25.337㎡

井筒净断面：

16.817㎡

井筒斜长：

4441.982m

井筒水平长度：

4428.154m

3.1.1贯通测量原则

采用两个或多个相向或同向的掘进工作面分段掘进巷道，使其按设计要求在预定地点彼此结合，叫做巷道贯通。

贯通测量工作中一般应当遵循下列原则：

1）要在确定测量方案和测量方法时，保证贯通所必须的精度，既不能因精度过低而使巷道不能正确贯通，也不能因盲目追求过高精度而增加测量工作量和成本。

2）对所完成的每一步测量工作都应当有客观独立的检查校核，尤其要杜绝粗差。

3.1.2贯通测量的任务

贯通测量工作的主要任务包括：

1）根据贯通巷道的种类和允许偏差，选择合理的测量方案和测量方法。

重要贯通工程，要进行贯通测量误差预计。

2）根据选定的测量方案和测量方法进行各项测量工作的施测和计算，以求得贯通导线最终点的坐标和高程。

各种测量和计算都必须有可靠的检核

3）对贯通导线施测成果及定向精度进行必要的分析，并与误差估算时所采用的有关参数进行比较。

若实测精度低于设计的要求，则应重测。

4）根据求得的有关数据，计算贯通巷道的标定几何要素，并实地标定贯通巷道的中线和腰线

5）根据掘进工作的需要，及时延长巷道的中线和腰线。

定期进行检查测量和填图，并根据测量结果及时调整中线和腰线。

6）巷道贯通后，应立即测量贯通实际偏差值，并将两边的导线连接起来，计算各项闭合差。

还应对最后一段巷道的中腰线进行调整。

7）重要贯通工程完成后，应对测量工作进行精度分析，做出技术总结。

3.2贯通测量参数确定及方案选定

3.2.1贯通测量参数确定

贯通测量相遇点的误差决定着巷道贯通质量的好坏。

在进行巷道贯通误差预计时，各种误差预计的参数的确定需要依据所选的仪器和测量方法、限差要求进行确定。

常用的误差参数确定的方法有：

1）采用本矿平时积累和分析得到的实际数据；

2）比照同类条件其他矿井的资料；

3）采用有关测量规程中提供的数据；

4）采用理论公式估算各项误差参数。

老石旦煤矿缓坡副斜井作为主要运输巷道，布设导线时作为基本控制，将其布设为7″级控制导线。

此次贯通测量拟采用的仪器为莱卡T-402，依据老石旦煤矿以往的数据结合莱卡仪器及其测量方法最终确定各项误差参数：

测角中误差

″

测距误差2㎜±2ppm。

3.2.2贯通测量方案选定

此次贯通测量为缓坡斜井与老巷道的贯通，巷道倾角-5°、全长4441m，该巷道将作为主要运输巷道。

又应甲方工程部要求：

由于是与已有巷道贯通相遇点的偏差要低于相关规程的限差要求。

依据《煤矿测量规程》中的技术指标（见表2）及其工程要求限差（见表3）、贯通相遇点的情况，确定贯通测量时选用莱卡全站仪进行测角、量边、测算高差等：

在直线巷道阶段采用激光指示进行指向；巷道腰线采用全站仪代替经纬仪进行标定。

表2矿井控制导线主要技术指标

井田一翼长度/㎞

测角中误差/（″）

边长

/m

导线全长相对闭合差

闭合导线

复测支导线

基本控制

≥5

＜5

±7

±15

60-20040-140

1/8000

1/6000

1/6000

1/4000

采区控制

≥1

＜1

±15

±30

30-90

—

1/4000

1/3000

1/3000

1/2000

3.3贯通测量方法

3.3.1贯通测量仪器选择及限差要求

1）贯通测量仪器的选择

老石旦煤矿缓坡副斜井作为主要运输巷道，布设导线将作为基本控制，贯通相遇点的精度要求较高。

在没有贯通之前，导线布设形式是支导线，支导线在布设过程中其导线终点点位误差较大，此次贯通为单向贯通，其导线终点即为贯通相遇点，要保证其精度达到限差要求，对各种影响因素进行分析后决定选用以下仪器：

莱卡T-402全站仪一台、钢尺两把（50m、100m）、小钢卷尺（5m）三个、挡风板一个、大垂球一个、高梯子一个、钉锤两把、背包两个、线绳、测钉、喷漆等；DS3水准仪一台、塔尺两个

2）贯通测量相遇点的限差要求

井巷贯通一般分为一井内巷道贯通、两井之间的巷道贯通和立井贯通三种类型。

凡是由一条导线起算边开始，能够敷设井下导线到达贯通巷道两端的，均属于一井内的巷道贯通。

两井间的巷道贯通，是指在巷道贯通前不能由一条起算边向贯通巷道的两端敷设井下导线，而只能由两个井口，通过地面联测、联系测量，再布设井下导线到待贯通巷道两端的贯通。

立井贯通主要包括从地面及井下开凿的立井贯通和延深立井时的贯通。

贯通