陳琦 劉文彬 楊安紅 牛曉俊

摘 要:在對小煤窯采取了整合重組政策下,及部分老礦井的擴(kuò)大產(chǎn)能,老資源基地的尋找新資源改造中,煤礦井下井巷改造和增加井巷施工越來越多的出現(xiàn)在煤礦中。這對礦建的施工技術(shù)提出了新的要求,尤其是測量技術(shù)。本文就測量誤差技術(shù)在具體施工中的應(yīng)用展開,通過實(shí)際應(yīng)用可見“測量誤差技術(shù)”在施工中的重要性。

關(guān)鍵詞:誤差預(yù)計(jì)窄間距立交巷施工

中圖分類號:TB24 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(b)-0095-02

為了確保煤礦安全、高效生產(chǎn),國家對小煤窯采取了的整合重組政策,同時(shí)對部分老礦井提出了技改擴(kuò)產(chǎn)的要求[1～2]。在這種環(huán)境下,煤礦井巷改擴(kuò)建不可避免的被提上了日程。井巷施工越來越多的出現(xiàn)在煤礦和其他井下采礦行業(yè),這既為建設(shè)單位提供了機(jī)遇,同時(shí)也帶來了挑戰(zhàn)。老舊礦井改造對施工技術(shù),測量技術(shù)水平都是嚴(yán)格的考驗(yàn),特別是在關(guān)鍵井巷的窄間距立體交叉空間施工中,稍有差錯(cuò)就能導(dǎo)致巷道報(bào)廢或重大改動(dòng),帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失和技術(shù)難題,所以測量誤差預(yù)計(jì)技術(shù)在煤礦井下施工和改擴(kuò)建工程中應(yīng)用越來越重要。在華晉焦煤有限公司沙曲礦的改擴(kuò)建中,作者曾應(yīng)用“測量誤差預(yù)計(jì)”技術(shù)指導(dǎo)了2#主斜井井筒掘砌巷道頂板立交穿過南一回風(fēng)大巷的施工,并取得了較好的效果,本文即是在此基礎(chǔ)上展開的。

1 施工工程概況

1.1 礦井境況

2#主斜井井筒位于沙曲礦工業(yè)廣場內(nèi),根據(jù)藍(lán)圖2#主斜井井口坐標(biāo)為:X=4142372.966、Y=37487806.877、標(biāo)高+773.983(底),實(shí)測坐標(biāo)與設(shè)計(jì)坐標(biāo)相同。藍(lán)圖設(shè)計(jì)為:2#主斜井井口以240°30ˊ00〞方位開始施工;自地面主斜井井筒傾角為-18.8°下山施工至620m;傾角變更為-20°下山施工,施工累深至約1109.058m處2#主斜井井筒與南一回風(fēng)大巷上山斜交,長度60.9m,頂、底板法線最短距離3.9m。

1.2 主要施工難點(diǎn)

(1)該礦為高瓦斯礦井,南一回風(fēng)大巷為生產(chǎn)礦井南翼的主要回風(fēng)大巷,如有誤貫通會導(dǎo)致南翼甚至全礦井的通風(fēng)系統(tǒng)混亂,造成井下瓦斯超限,引發(fā)災(zāi)難性事故。

(2)2#主斜井為沙曲礦“一礦變兩礦”中2#礦的主提升運(yùn)煤膠帶斜井,設(shè)計(jì)中提升皮帶角度為18°,達(dá)到了國內(nèi)膠帶提升機(jī)的上限提升角度。若巷道方位和高低有偏差,則可能導(dǎo)致2#主斜井報(bào)廢或重新購置進(jìn)口設(shè)備,對建設(shè)方和施工方來說,都是經(jīng)濟(jì)損失和重大失誤。

(3)由于委托企業(yè)施工方案的變更,導(dǎo)致2#主斜井和南一回風(fēng)巷間頂?shù)装彘g距由原設(shè)計(jì)施工間距20m減小到3.9m間距,且南一回風(fēng)大巷為煤巷底板,服務(wù)年限已達(dá)到20年(南一回風(fēng)大巷為沙曲礦南翼臨時(shí)出煤井的回風(fēng)巷,1991年投用),施工前觀察巷道底板,為巖石毛底,較破碎,給2#主斜井炮掘施工帶來難題。

2 測量方案選擇

由于2#主斜井與南一回風(fēng)大巷上山不貫通,方位誤差對此巷道誤差影響不大,為防止誤貫通和偏差,可以認(rèn)為主要誤差影響為高程誤差,故而在路線的選擇上夜應(yīng)考慮上述問題。

2.1 導(dǎo)線路線的選擇

從康家溝、老辦公樓、2#主斜井井口、井筒內(nèi)控制點(diǎn)主1、主2、主3、主4、主5、主6、主7,導(dǎo)線全長923.759m,導(dǎo)線等級15″,采取兩次獨(dú)立觀測,取平均作為最終觀測值。

2.2 允許偏差及測量儀器

(1)根據(jù)工程需要,水平方向上允許偏差±300mm,豎直方向上允許偏差±200mm[3]。

(2)測角測距均采用Leica(萊卡) TCR802ultra全站儀觀測,井下巷道按15″,要求見下表。

(3)高程測量分平巷和斜巷,平巷采用水準(zhǔn)儀施測,高差閉合差應(yīng)小于,(L為平巷總長度,單位為:km),斜巷采用全站儀進(jìn)行三角高程測量,高差閉合差應(yīng)小于,(R為斜巷總長度)。(如表表2.1表2.2)

3 貫通誤差預(yù)計(jì)

3.1 采用的誤差計(jì)算參數(shù)

a、測角精度:15″b、測距儀測邊精度:mm

3.2 高程誤差預(yù)計(jì)

在斜巷采用全站儀三角高程測量,斜巷總長為R=0.97845km,所以K點(diǎn)在斜巷高程上的預(yù)計(jì)中誤差為[4～5]:

K點(diǎn)在高程上的預(yù)計(jì)中誤差為:

2#主斜井井筒設(shè)計(jì)方位240°30ˊ00〞,實(shí)測方位240°29ˊ54〞,實(shí)際誤差小于允許偏差要求,符合規(guī)定。主7設(shè)計(jì)標(biāo)高:+456.017,實(shí)測標(biāo)高:+455.97(激光控制頂板),誤差+47mm,小于140mm工作面(1020m)設(shè)計(jì)標(biāo)高:+441.807,實(shí)測標(biāo)高:+441.72,誤差-87mm,小于140mm。經(jīng)誤差預(yù)計(jì),2#主斜井目前施工符合測量誤差要求。

4 現(xiàn)場施工管理

4.1 施工方案

提前300米對2#主斜井井筒工作面進(jìn)行一次復(fù)測,做好誤差預(yù)計(jì),南一回風(fēng)大巷上山受影響段及換裝硐室采用鋼筋混凝土加固底板,加固厚度不小于400mm,加固措施由華晉公司安排沙曲礦自己負(fù)責(zé)進(jìn)行。經(jīng)誤差預(yù)計(jì)符合后,方可進(jìn)行2#主斜井井筒施工;該段施工采用邊掘邊探、短掘短支、復(fù)合支護(hù)的綜合措施。

4.2 探南一回風(fēng)大巷上山位置

從井深1080m開始,每次掘進(jìn)施工前,均在井筒工作面頂部布置超前探測孔,探查南一回風(fēng)大巷上山巷道位置及兩巷間距。探孔施工利用風(fēng)動(dòng)錨桿鉆機(jī)在工作面頂部布置,至少施工2個(gè)探孔進(jìn)行探查,鉆孔垂直巷道方向向上施工,鉆孔距離井筒中心線1.2m左右各布置一個(gè),鉆進(jìn)長度5m。如沒有探查到南一回風(fēng)上山巷道時(shí),繼續(xù)按照設(shè)計(jì)向前施工,如探到,必須及時(shí)匯報(bào)項(xiàng)目部調(diào)度,項(xiàng)目部調(diào)度室及時(shí)匯報(bào)。

4.3 短掘爆破施工

從井深1050m開始,縮短循環(huán)進(jìn)尺至1.6m,分次裝藥爆破,確保不發(fā)生漏頂,其他工藝沿用原井筒施工工藝。每次爆破前由當(dāng)班班長通知項(xiàng)目部調(diào)度,由協(xié)調(diào)小組通知沙曲礦做好警戒工作,待信息反饋、確認(rèn)警戒按要求布置妥當(dāng)后,協(xié)調(diào)小組通知項(xiàng)目部調(diào)度,調(diào)度及時(shí)通知井下爆破;爆破結(jié)束后按相應(yīng)程序通知解除警戒。

4.4 過立交短井筒加強(qiáng)支護(hù)

該段井筒采用錨網(wǎng)噴+U36型可縮性支架復(fù)合支護(hù),錨網(wǎng)支護(hù)規(guī)格、工藝、參數(shù)同原井筒施工;U36型可縮性支架作為加強(qiáng)支護(hù),規(guī)格為5700×4400mm,5節(jié)斜腿,棚距800mm。

4.5 施工應(yīng)急措施

本次井筒立體交叉可能引起2#主斜井井筒與南一回風(fēng)上山間漏風(fēng)和誤貫通,影響南一回風(fēng)大巷上山的回風(fēng)量,引發(fā)瓦斯事故,導(dǎo)致礦停產(chǎn)。特規(guī)定事故應(yīng)急措施和發(fā)現(xiàn)事故后的匯報(bào)程序:爆破后發(fā)現(xiàn)冒頂漏風(fēng),現(xiàn)場人員立即采用現(xiàn)場施工前準(zhǔn)備好的木板、風(fēng)筒布等進(jìn)行臨時(shí)封堵,并迅速就地電話將情況匯報(bào)項(xiàng)目部調(diào)度室,協(xié)調(diào)小組通知沙曲礦按照漏風(fēng)應(yīng)急方案處理,同時(shí),施工單位立即采取噴射混凝土封閉加固貫通臨時(shí)封堵處,控制減少漏風(fēng)。

5 結(jié)語

經(jīng)認(rèn)真貫徹落實(shí)以上措施,嚴(yán)格按照測量誤差預(yù)計(jì)和編制的施工措施執(zhí)行,2#主斜井井筒掘砌安全順利準(zhǔn)確通過南一回風(fēng)大巷底板,施工中實(shí)測兩巷施工間距4.0米,達(dá)到了施工目的。同時(shí),此次施工的成功可為以后的復(fù)雜施工作為一個(gè)借鑒,提前做好施工測量誤差預(yù)計(jì),確保施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳衛(wèi)洪.關(guān)閉小煤窯的經(jīng)濟(jì)學(xué)和社會學(xué)分析M].北京:冶金工業(yè)出版社,2010.

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