本溪煤矿两井贯通技术设计设计.doc
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1、辽宁工程技术大学毕业设计 中文题目:本溪煤矿两井贯通技术设计 外文题目:BENXI COAL MINE THROUGH TWO WELLS TECHNOLOGY DESIGN 毕业设计(论文)共 24 页(其中:外文文献及译文页) 图纸共张 完成日期 2011 年 6 月 答辩日期 2011 年 6 月 辽宁工程技术大学毕业设计 i 摘要 矿山测量的重要工作是贯通测量,根据误差预计原理可知同样进行导线测量由于贯 通位置的不同会导致贯通效果大为不同。贯通测量包括平面贯通测量和高程贯通测量, 前者是测定实际的横向和纵向贯通误差,测量方法随井下控制的形式而异:对于采用中 线法施工的隧道贯通之后,应从
2、相向测量的两个方向各自向贯通面延伸中线,并各钉一 临时桩,量取两桩之间的距离,即得巷道的实际横向贯通误差,两临时桩的里程之差即 为巷道的实际纵向贯通误差。本文对贯通位置影响贯通效果的原理进行了简述,同时以 煤矿工作面的不同贯通位置作为贯通点影响贯通精度举例进行了阐述。 关键词:贯通位置;影响;贯通误差;误差分析 辽宁工程技术大学毕业设计 ii Abstract The important work of mine surveying is through measurement, according to the principle known as the error is expected
3、 to be traversing through different positions of the lead through very different results. Through measurement, including measurement of plane and elevation through measurement, the former is measured through the actual horizontal and vertical error, with the down hole measurement methods differ in t
4、he form: for the use of the center line through the tunnel construction method, the measurement of the two opposite directions from each extends to the surface through the center line, and each nail a temporary pile, take the amount of distance between the two, that was the actual lateral error of r
5、oadway, temporary pile two miles of roadway is the actual difference between the vertical through error. In this paper, through the principle position of influence through the effect was brief, while the coal face through the different location as a point of impact through precision through an examp
6、le are described. Key words: through position; impact; through error; error analysis 辽宁工程技术大学毕业设计 1 目录 0 引言 .1 1 设计的目的及任务 2 1.1 贯通作业地区概况 2 1.2 工程性质及设计目的 2 2 贯通巷道简介 2 2.1 贯通测量概述 2 2.1.1 井巷贯通和贯通测量 2 2.1.2 井巷贯通测量工作原则3 2.1.3 贯通测量的基本步骤和方法4 2.1.4 贯通测量的种类4 2.2 本次贯通巷道的基本情况4 3 贯通测量方案设计 5 3.1 矿区已有测量成果 .5 3.2
7、作业采用的坐标系及作业依据5 3.2.1 作业采用的坐标系5 3.2.2 本次贯通的作业依据:5 3.3 地面测量 .5 3.3.1 平面控制测量5 3.3.2 高程控制测量8 3.4 定向测量9 3.4.1 定向设备的准备9 辽宁工程技术大学毕业设计 2 3.4.2 定向的工作内容及顺序.10 3.4.3 定向时应采取的安全措施.11 3.5 高程导入.12 3.6 井下控制测量 13 3.6.1 井下平面控制.13 3.6.2 井下高程控制.14 4 贯通测量的误差预计 14 4.1 贯通测量误差预计所需基本误差参数的确定.14 4.2 贯通测量的误差预计 16 4.2.1 贯通点 K 在
8、水平重要方向上的预计误差.16 4.2.2 贯通点 K 在高程方向上的误差预计.18 5 巷道掘进中的测量工作 19 5.1 贯通巷道几何要素的标定.19 5.2 巷道掘进过程中的检查与调整.20 5.3 贯通前应采取的安全措施.21 5.4 贯通测量实际偏差的测定.21 5.4.1 水平面内偏差的测定.21 5.4.2 高程偏差的测定 21 6 结论.21 致谢 23 参考文献 24 辽宁工程技术大学毕业设计 1 0 引言引言 贯通测量,尤其是大型巷道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。为了加快矿井的建设速度、 缩短建井周期、
9、保证正常的生产接替和提高矿井产量,经常采用多井口或多头掘进,这 样就会出现两井间或井田的长距离巷道贯通测量,因此两井间贯通测量就成为了矿井生 产中必不可少的一项工作。 煤矿测量规程规定:不论贯通位置在轨道巷、运输巷还是 在切眼,贯通限差应控制在横向300mm,纵向200mm;根据误差预计原理可知,在同 样测量工作量的前提下,贯通位置选择的不同对贯通误差的影响也是不同的。现就贯通 位置影响贯通技术设计及精度和误差预计作以下阐述。 辽宁工程技术大学毕业设计 2 1 设计的目的及任务设计的目的及任务 1.1 贯通作业地区概况 本次贯通作业的区域,地形比较复杂,地势西高东低。一井地表及周围多为山地,
10、地理位置较为偏僻,交通状况不是很便利,二井位于彩北村中北部,地表周围地势较为 平坦,交通便利,一井和二井之间交通不是十分便利,只有彩屯路相连,因此在测量工 作中要考虑交通不便的因素,采取相应的措施来克服。测区夏季气温较高,一般在 2833之间,一井井口地面高程为 280.200 米,二井井口地面高程为 172.000 米, 贯通区域的地质情况,经本矿地质人员打钻探明,地质情况比较简单,围岩较为稳定, 适合贯通作业的进行。 1.2 工程性质及设计目的 本溪煤矿辖一井和二井两个主要竖井,一井位于彩北村的西北角,二井位于彩北村 的中北部,为了方便采矿的需要,决定在一井和二井井底中心贯通一条运输用的大
11、巷, 工程性质为回采,使采出的煤经过这条运输大巷运到二井,经二井的提升设备集中提升 到地面,本次贯通的巷道长度约 2400 米,设计的巷道断面宽为 4.5 米,高为 3.5 米。 2 贯通巷道简介贯通巷道简介 2.1 贯通测量概述 2.1.1 井巷贯通和贯通测量 采用两个或多个相向或同向掘进同一井巷时,为了使其按照设计要求在预定地点正确 接通而进行的测量工作,称为贯通测量。采用贯通方式多头掘进,可以加快施工进度, 改善通风状况与劳动条件,有利于矿井开采与掘进的平衡接续。它是加快矿井建设的重 要技术措施,所以在矿井建设与采矿生产过程中、铁路、公路、水利、国防等建设中得 到普遍应用。而且在铁路、公
12、路、水利、国防等建设工程中,也常被采用。井巷贯通可 能出现下述三种情况(图 1):(1)两个工作面相向掘进,叫做相向贯通,见图 1 (a); (2)两个工作面同向掘进,叫做同向贯通或追随贯通,见图 1 (b);(3)从巷道的一端 向另一端的指定地点掘进,叫做单向贯通,见图 1 (c)。 辽宁工程技术大学毕业设计 3 (图1) (c) (b) (a) 井巷贯通时,矿山测量人员的任务就是要保证各掘进工作面均沿着设计位置与方向 掘进,使贯通后接合处的偏差不超过规定限度,对采矿生产不造成严重影响。显然,贯 通测量是一项非常重要的测量工作,测量人员所负的责任是十分重大的。如果因为贯通 测量过程中发生错误
13、而未能贯通,或贯通后接合处的偏差超限,都将影响工程质量,甚 至造成井巷报废、人员伤亡等严重后果,在经济上和时间上给国家造成很大损失,也使 测量人员的信誉一落千丈。因此,要求测量人员必须一丝不苟,严肃认真地对待贯通测 量工作。 2.1.2 井巷贯通测量工作原则 进行井巷贯通时,测量人员的基本任务是保证掘进工作面沿着设计的方向掘进,使贯 通接合处的偏差不超过给定的允许误差。因此,在进行贯通测量的工作时,为了保证井 巷贯通成功,应遵循以下原则: (1) 在确定测量方案和方法时,应保证贯通所必需的精度,过高或过低的精度要求 都是不可取的。根据贯通所需精度,通过优化总体测量方案和各环节的测量方法,尽量
14、选用现有的仪器和常用的测量方法,合理组织人员来实施。 (2)对完成的测量和计算工作,均应有客观的检查。如;进行不少于两次独立测量, 计算由两人分别进行或采取不同的方法、不同的计算工具等。众所周知,一项贯通工程 确立后,测量工作者必定要进行满足要求的控制测量工作,其目的是使贯通井巷相关各 段的导线统一精度、统一坐标高程系统,这也是决定井巷贯通能否成功的先决条件,然 而,根据实践,做好这一步工作,并不能完全保证贯通成功。这主要是因为较高精度的 辽宁工程技术大学毕业设计 4 首级控制只是确保贯通的一个前提条件,各环节的测量及客观的检查与调整也是制约贯 通的重要方面。 2.1.3 贯通测量的基本步骤和
15、方法 1.根据贯通测量允许的偏差,选择合理的测量方案。对重要贯通须编制贯通测量设 计书,进行贯通误差预计。 2.依所酸顶的测量方案进行施测和计算。每一施测和计算环节,都要有可靠的检核。 在施测过程中应评定实际测量精度,若发现低于设计中要求时,应根据具体情况采取相 应的措施。 3.贯通前巷道的几何要素的计算和标定。 4.进行经常性的巷道掘进检查。在重要的贯通工程施工过程中,应有比例尺不小与 1:2000 的贯通工程进度图。图上及时填绘工程进展情况。当两工作面的距离在岩巷中剩 下 20 米左右时,测量负责人应以书面报告给矿井技术负责人,并通知安全部门和施工部 门。 5.贯通后应立即测量贯通实际偏差
16、值,并将两面导线连接起来,计算各项闭合差。 重要贯通测量完成之后,还应进行分析总结。 基本方法为测出待贯通巷道两端导线点的平面坐标和高程,通过计算求得巷道中线 的坐标方位角和巷道腰线的坡度,此坐标方位角和坡度与原设计相符,差值在容许范围 内,同时计算出巷道两端点处的指向角,利用上述数据在巷道两端分别标定出巷道中线 和腰线,指示巷道按照设计的同一坡度分头掘进,直到贯通相遇点处相互正确接通。 2.1.4 贯通测量的种类 矿山贯通工程一般分为下列两大类: 第一类是沿导向层的贯通,就是巷道沿矿层或某种岩层等地质标志的贯通。它又分 为良种:1.沿导向层贯通水平巷道:2.沿导向层贯通倾斜巷道。 第二类是不
17、沿导向层的贯通,它又分为三种:1.同一矿井不沿导向层的贯通;2.两 井间的巷道贯通;3.竖井贯通。 2.2 本次贯通巷道的基本情况 本次设计的一井和二井之间的运输大巷,贯通的位置在一井和二井井底中心一井设 计井深为 200 米,二井设计井深为 90 米,贯通点的坐标为一井井底中心:1= 4577790.000 ,1=41558010.000 ,1=80.200 ,二井2=4576560.000 , 2= 辽宁工程技术大学毕业设计 5 41560070.000 , 2=82.000 ,设计坡度为 i =-8 , 为了加快工程的进度,决定一井和 二井两方面同时已全断面相向掘进施工方式贯通此运输巷道
18、。本次贯通巷道全长约为 2.4 千米,施工巷道所在岩层地质情况较为简单,围岩稳定,地压不大,支护方式采用锚杆 喷浆。巷道掘进采用的方式是风动式凿岩机钻孔,火药爆破,矿车运输,经提升机将废 市石提出。根据预计巷道施工位置和掘进速度等实际情况考虑,贯通点 K 选在巷道中点 处。根据冶金矿山测量规范要求,经研究决定,本次贯通相遇点在平面重要方向 x 轴上允许偏差为 0.5 米,高程方向 H 上允许偏差为 0.3 米。 3 贯通测量方案设计贯通测量方案设计 3.1 矿区已有测量成果 矿区所在区域的平面控制点有1 核桃沟,1 后山,3 彩屯,4 粘土矿,水准 点有423,=115.900,437,=14
19、1.900。平面控制点经测量角度检查,符合平面 三等点的要求可以使用,两水准点之间也符合三等水准点要求,可以使用。 3.2 作业采用的坐标系及作业依据 3.2.1 作业采用的坐标系 平面采用 1954 年北京坐标系,高程采用 1956 年黄海高程系。 3.2.2 本次贯通的作业依据: 1 冶金矿山测量规范 ; 2.矿山贯通测量规范 ; 3 城市测量规范 ; 4.工程测量规范 ; 5. 本技术设计书。 3.3 地面测量 3.3.1 平面控制测量 平面控制测量的目的是建立近井点,建立近井点的方法可采用导线、等级三角网 (锁) ,独立小三角网,后方交会插点等方法。分析了利用后方交会插点的方法建立近井
20、 点,点的精度可靠性不高,点容易落入危险圆中,考虑本矿实际情况,参照本矿以前的 布设近井点方法,决定采用四等光电测距导线,本次布设的导线,附合在后山三角点和 辽宁工程技术大学毕业设计 6 粘土山导线点上,平均边长 1 千米,选点要求符合成规范规定,埋石标准可参见城市 测量规范 CJJ8-99附录 C 的要求执行,使用 J2 级经纬仪测量角度,在每个站上一次对 中,测角 9 个测回,两测回的角度小于 3.5,前后视均采用三脚架,使用带有光学对中 器的棱镜,以减少瞄准误差。边长用全站仪测量 ,测距精度为 3mm+5ppm。 ()测角方法(测回法): 例如要测角 (如右图) ,应在 2 点安置仪器,
21、进行对中整平,分别照准 1、3 两点 并进行读数,两读数之差即为需要测的水平角度值。其具体操作步骤如下: 1.盘左位置。瞄准左边的棱镜 1(注意要消除视差)中心,读取水平度盘读数, a左 记入观测手簿; 2.顺时针方向转动照准部,用同样的方法瞄准右边棱镜 3,读记水平度盘读数, b左 则左左=- -; b左a左 3.倒转望远镜,使盘左变盘右,按上述方法先瞄准右边棱镜 3,读记水平度盘读数; b右 ; 4.顺时针方向转动照准部,瞄准左边的棱镜 1,读记水平度盘读数,则右右=- a右b右 ,若左左-右右7,则取平均值= 1/2(右右+左左) 。 a右 以上过程为一测回。 用光学经纬仪测角,各测回要
22、改变度盘起始位置,表 3-1 是各测回经纬仪度盘起始 位置: 辽宁工程技术大学毕业设计 7 表 3-1 测回数 100 00 33 220 11 40 340 22 47 460 33 53 580 45 00 6100 56 07 7120 07 13 8140 18 20 9160 29 27 观测角度时应注意以下几点: (1)观测应在目标成象清晰,稳定的有利于观测的时间,以提高照准精度; (2) 观测前应认真调好焦距,消除视差,在一测回的观测过程中不得重新调焦,以免 引起视准轴的变动; (3)为了克服或减弱在操作仪器的过程中带动水平度盘位移的误差,要求每半测回开始 观测前,照准部按规定的
23、转动方向先旋转 12 周。 ()测距方法 测量距离的方法,可选用向邻矿借来的全站仪,在一个测站上进行正倒镜观测,单 程观测。 测距的内业计算按照冶金矿山测量规范中中的 2 . 8 中的内业计算方法进行。 测距时还要测量气象数据,具体要求见下表 3-2: 表 3-2:测距的气象数据测定要求 最小读数 等级 温 度 ( 气压 测记的时间间隔气象数据的取用 辽宁工程技术大学毕业设计 8 ) 气 压 (Pa) 气 压温度 记() 四等 0.2500.5 单程观测始末 单程两端的平均 值 全站仪测距的作业要求: (1)测距应在成象清晰和气象条件稳定时进行,雨、雪天和大气透明度很差及大风天气 不宜作业;
24、(2)最佳观测时间为日出后 0.51.8h 和日落前 30.5h,在山地沟谷地区应选择日落 前的时间内观测; (3)晴天作业时,应该给全站仪遮光,严禁将照准头对向太阳。架设仪器后,测站和镜 站均不得离人; (4)当反射镜背景方向有反射物体时,应在反射镜后方遮上黑布。测距时应暂停无线电 通话,以免干扰。 (iii)内业计算 采用南方平差软件,输入经计算整理后的角度、边长数据,即可算出导线的角度闭 和差,导线全长相对中误差等精度指标。 3.3.2 高程控制测量 地面高程控制测量采用四等水准测量,布设了以 III423 为水准基点的闭合水准线路, 闭合线路长度约 10km,在一井井口附近布设了两个四
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