红阳三井主副井—北风井间巷道贯通测量设计.doc
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1、辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)提供全套毕业设计,欢迎咨询 摘要贯通测量是矿山测量工作的一项重要工作,贯通工程质量的好坏,直接关系到整个矿井的建设、生产和经济效益。贯通测量工作涉及地面和井下,不但要为矿山生产建设服务,也要为安全生产提供信息。贯通测量的任何疏忽都会影响生产,甚至可能导致事故的发生。因此,贯通测量是一项非常重要的测量工作。要完成贯通测量任务,就必须做到精心设计、精心施工,合理地选择贯通测量方案。根据贯通测量的容许偏差,选择合理的测量方案和测量方法,进行贯通误差预计,明确采用的仪器和方法,做到先设计后施工,严格执行技术规范要求,使测量工作能安全有序、顺利地进行。矿井的顺
2、利贯通能加快矿井的建设速度,缩短了建井的周期、保证正常的生产交替并且提高了矿井的年产量。本文介绍了红阳三井主副井北风井间巷道贯通测量的测量方案和方法,分别采用了两套方案进行叙述,从地面测量、联系测量和井下测量的误差预计及方案优化等方面对贯通测量工作进行了分析,将预计的理论值与规程相比较,选出最优方案作为本次贯通测量的最终设计方案,确保贯通安全、正确的进行。关键词:贯通测量设计;误差预计;最优方案 29辽宁石油化工大学顺华能源学院AbstractThrough measurement, mine survey work is an important work, through good and
3、 bad quality of the project is directly related to the construction of the mine, production and economic benefits.Through measurement of surface and underground work involves not only production and construction services for mining, but also for safety information. Through the measurement will affec
4、t the production of any negligence, and may even lead to accidents. Thus, through measurement is a very important measurement. To accomplish the task through measurement, it must be carefully designed, well construction, a reasonable choice through measurement programs. According to the measurement
5、tolerance through, choose the right programs and methods of measurement, is expected to be through error, clear instruments and methods used, so the first after the design construction, and strict implementation of technical specifications, so that measurements can be safe and orderly and smooth Man
6、nerSmoothly through the mine shaft construction speed can be accelerated, shortening the construction cycle of the well, to ensure normal production and increased the turn of the mine per year. This article describes the main shaft of the red sun Mitsui - through the north tunnel between wells and m
7、ethods of measurement of the measurement program were described by two sets of programs, measured from the ground, contact measurements and downhole measurement error is expected and the aspects of optimization Were analyzed through measurements, the theoretical expected value of the order compared
8、to select the best program as measured through the end of this design, to ensure that through security, the right to.Keywords:Through measurement design;Error is expected;Optimal solution1.红阳三矿矿区概述21.1红阳三矿简介21.2 井田地质41.3井田地层41.4可采煤层62.贯通测量概述62.1贯通测量简介62.2贯通测量工作中应遵循的原则62.3贯通工程类型的划分与容许误差允许72.4贯通测量的步骤8
9、2.5贯通测量误差预计82.6 贯通测量的重要性113.第一套测量方案123.1贯通测量的方法123.2贯通误差预计所需要基本误差参数的确定153.3贯通误差预计163.4减小误差措施184.第二套测量方案204.1贯通测量方法204.1.1地下控制测量方案224.1.2 地面及井下高程控制测量方案234.1.3 导入高程方案234.2 贯通误差预计234.2.1地面采用GPS布网时的贯通误差234.2.2 地下控制方案235.最优方案的选择256总结和建议26致谢271.红阳三矿矿区概述1.1红阳三矿简介红阳三矿隶属沈阳煤业(集团)有限责任公司。该公司前身为沈阳矿务局成立于1958年。199
10、8年8月沈阳矿务局由中直企业变为省直企业,隶属辽宁省国有资产管理委员会。红阳三矿位于辽宁省沈阳市苏家屯区与灯塔市的接壤部位,行政区划属沈阳市苏家屯区红菱镇及辽阳灯塔市柳条乡管辖,位于灯塔市西北11.6km。面积矿区面积28.2607km2。本区勘查工作始于1965年,止于1984年,由原东北内蒙古煤炭工业联合公司煤田地质局103勘探队历时20年,相继进行了普查、详查、精查地质勘探工作,于1984年6月28日提出了辽宁省红阳煤田三井精查地质勘探报告。红阳三矿始建于1991年12月,1998年投入试生产,正式投产日期2000年12月26日。矿井可采煤层有3、7、12-1、12-2、13号五层。12
11、-1、12-2、13号煤层为下煤组。北一采区已开采7煤、12-1煤层、12-2煤层。北一采区1201工作面作为试验工作面,采用综采放顶煤下煤组12-1、12-2、13煤合层开采。1.2 井田地质本区位于红阳煤田林盛堡向斜西翼中段,张良堡背斜南缘。全区被第四系冲积层覆盖,其下为上侏罗统地层不整合超覆于古生代地层之上,为隐伏煤田。1.3井田地层本井田地层由第四系、第三系、侏罗系、二叠系、石炭系、奥陶系地层组成。地层系统由老至新叙述如下:(1)中奥陶统马沟家组():本组平行不整合于中石炭统本溪组之下,深灰色、灰褐色厚层状石灰岩,白云质石灰岩为主,含有大量的头足类及角石类化石为特征。厚度约400m。(
12、2)中石炭系本溪组():平行不整合于中奥陶统马沟家组之上,按岩性大致可分为上下两段,总厚约150m。下段以紫色、杂色粘土质泥岩为主,夹灰绿色砂岩、粘土岩及黑色泥岩,底部为山西式铁矿及G层耐火粘土。上段由57层薄层灰岩和浅灰绿色砂岩、黑色粉砂岩互层组成,灰岩厚度一般不大。(3)上石炭统太原组():该组为本区主要含煤地层之一,含煤7层(层号814,其中12、13号煤层为可采煤层,并为沉积较稳定的中厚煤层)。该组岩性组合特征为:底部砂岩段,下部含煤段(该区底部为D层耐火粘土),中部砂岩段和上部黑色泥岩夹薄层灰岩段。本组约85m。(4)下二叠统山西组():该组为本区主要含煤地层之一,仅次于太原组,含煤
13、7层(层号17,7煤为本区普遍发育可采层,3煤为局部可采层)。岩性主要由灰色、灰黑色中细粒砂岩,粉砂岩与泥岩互层,夹粘土岩及煤层组成,并夹一层海相泥岩,本组厚约110m。(5)下二叠统下石盒子组():按照岩性组合特征以中部层粘土为界,分为上下两段厚230m。下段:以青灰、灰绿色厚层砂岩为主,夹薄层黑灰色粉砂岩泥岩互层,其上为灰绿色厚层砂岩及斑状杂色泥岩、粘土岩具鲕状结构,厚130m。上段:由紫色、杂色泥岩、粉砂岩、粘土岩和灰绿色砂岩为主,顶部有紫色、淡灰色A层粘土岩;底部有灰白色具鲕状结构的B层粘土岩,厚100m。(6)上二叠统上石盒子组():下部由灰白、灰绿色、暗紫色厚层状粗砂岩,含砾砂岩组
14、成,厚5080m,上部为紫色花斑状厚层粘土质泥岩、粉砂岩,夹薄层砂岩,厚300500m。本组厚度一般为400m左右。(7)上二叠统石千峰组():以紫红色砂岩为主,具交错层理,沿层面含泥岩扁平砾,厚度098m。(8)上侏罗统大明山组(J3d):本组地层不整合超覆沉积在上古生界不同层位上,区内由东向西厚度逐渐加大,根据岩性可以分为三段。下段:小东沟层岩段,以紫色厚层粉砂岩为主,夹薄层灰绿色杏仁状玄武岩,底部有20m左右的灰岩质砾岩。中段:小岭火山岩层岩段,以中酸性安山岩、流纹岩、安山质集块、凝灰岩为为主,间夹薄层紫红色粉砂岩。上段:梨树沟层岩段,为一组灰色、灰绿色泥岩、灰白色凝灰岩,夹薄层砂岩、粉
15、砂岩、泥岩及浅灰色泥岩。本组厚度371888m,平均厚度576m。(9)新第三系(N):由黄褐色、灰绿色泥岩、砂岩、砂砾岩组成,固结比较疏松,呈半成岩状态。偶夹薄层木质褐煤。分布于井田西部,厚度057m。与下伏地层不整合接触。(10)第四系(Q)主要为冲积洪积相及河漫相,湖沼相堆积,岩性为沙、沙砾、砾石夹少量粘土、亚粘土、亚沙土及淤泥组成,总厚度110190m,与下伏地层为不整合接触。1.4可采煤层本区内可采煤层5层,即3、7、12-1、12-2、13号煤层,其中3号煤层为局部可采。本井田各煤层煤类为瘦煤、贫瘦煤和贫煤,有少量焦煤、无烟煤。2.贯通测量概述2.1贯通测量简介一个巷道按设计要求掘
16、进到指定的地点与另一个巷道相通,叫做巷道贯通,简称贯通。通常巷道贯通是同意巷道在不同的地点以两个或两个以上的工作面,分段掘进,而后彼此相通的。贯通可能出现下述三种情况;(1) 两个工作面相向掘进,叫做相向贯通。(2) 两个工作面同向掘进,叫做同向贯通。(3) 从巷道的一端向另一端指定处掘进,叫做单向贯通。在巷道贯通工程中所进行的测量工作称为贯通测量。在煤矿企业基本建设和采矿过程中,应用贯通的方法掘进巷道极为普遍的同意巷道用多个工作面掘进,可大大加快施工速度,缩短通风距离,改善工人劳动条件,它是矿山、铁路、水利等工程普遍采用的一种施工方法。因此,贯通测量成为矿山测量人员担负的重大而光荣的任务。不
17、能贯通及贯通质量不好,都将会影响生产和建设进程,造成人力、物力的损失,甚至威胁到工人的安全。2.2贯通测量工作中应遵循的原则贯通测量工作中一般遵循下列原则:(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。2.3贯通工程类型的划分与容许误差允许在巷道开拓是,一般贯通分为沿导向层贯通和不沿导向层的贯通。沿导向层的贯通,就是巷道沿矿层或某个地质标志层掘进的贯通。它又可分为两种:(1) 沿导向层贯通水平巷道;(2) 沿导向层贯通倾斜巷
18、道。不沿导向层的贯通,它可分为三种:(1) 一井内不沿导向层的贯通;(2) 两井间的巷道贯通;(3) 立井贯通。由于测量过程中不可避免地带有误差,因此贯通实际上总是存在偏差的。如果贯通接合处的巷道偏差达到某一限值,但仍不影响巷道的正常使用,就成该限值为贯通的容许偏差。贯通巷道接合处的偏差可能发生在空间的三个方向上,即巷道中心线的长度偏差,垂直于巷道中心线的左右偏差(水平面内)和上下的偏差(竖直面内)。第一种偏差只对贯通在距离上有影响,对巷道质量没影响,后两种方向上的偏差对巷道质量有直接影响,故后两种方向上的偏差又称为贯通重要方向的偏差。贯通的容许偏差是针对重要方向而言的。对立井贯通来说,影响贯
19、通质量的是平面位置的偏差。煤矿测量试行规程中给出了贯通接合面容许偏差值,如下表:表2-1贯通种类贯通巷道名称在贯通面上的允许偏差/m两中线之间两腰线之间第一种沿导向层贯通的水平巷道 0.2第二种沿导向层贯通的倾斜巷道 0.3 第三种在同一矿井中贯通的倾斜巷道或水平巷道 0.3 0.2第四种在两矿井中贯通的倾斜巷道或水平巷道 0.5 0.2第五种用小断面开凿的立井井筒 0.5 2.4贯通测量的步骤第一. 根据贯通测量的允许偏差,选择合理、可行的测量方案和方法。对重要贯通工程编制贯通测量设计书:进行贯通误差预计,说明采用的仪器、测量方法和作业时的各种测量限差等。贯通误差预计一般取中误差的两倍。当误
20、差预计结果超过允许偏差时,应尽量采用提高测量精度的办法,如仍不能满足要求时,应请求矿总工程师研究采取其它技术措施。第二.按选定的测量方案和方法进行实测和计算,每行一步均须有可靠的检核,并与设计书中要求的精度进行比较,必要时进行重测。第三,根据实测资料计算贯通巷道的标定要素,并于实地标设贯通巷道的中线和腰线。第四,随着巷道掘进,及时延设、检查中线和腰线:及时测量进度和添图:及时按实测点的平面坐标和高程,调整中线和腰线在贯通前必须按煤矿安全规程的规定,及时报告矿井总工程师和有关部门技术负责人。第五,巷道贯通后,应立即测量实际偏差,并将两侧导线连接起来,计算各项闭合差。还应对最后一段的中线和腰线进行
21、调整。第六,重大贯通工程完成后,应对测量工作进行精度分析,提交技术总结。2.5贯通测量误差预计1.水平重要方向()上的误差预计(1)由导线的测角误差引起的k点在 方向上的误差为: 测角误差的影响Mx上= (2-1)(2)由导线的量边误差引起的k点在x方向上的误差为: a.光电测距时 (2-2) b钢尺量边时 (2-3) 式中 地面导线测角中误差; 各导线点与K点连线在y轴上的投影长度 导线量边误差; L导线边长; 地面导线量边偶然误差系数; 各导线x轴之间的夹角。(3)定向误差引起K点在x轴上的误差预计公式 (2-4)式中 ma0定向误差,即井下导线起算边的坐标方位角中误差; Ry0井下导线起
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