贯通工程技术设计.docx

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1、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 LaoShidanjlIine auxiliary shaft through engineering design辽宁工程技术大学应用技术学院2022年6月 20日摘要贯通测量一一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。特别是重要的贯通工 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估计，本文就内蒙古乌海市老石 旦煤矿缓坡副斜井贯通工程进

2、行误差估计。老石旦煤矿缓坡副斜井一一在十二 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，最终与己有巷道相贯通。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 误差估计及提出的建议，主要对贯通相遇点的点位误差依据所选择的的仪器进 行了误差估计。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；陀螺坚毅边；限差；相遇点；重要方向；误差估计AbstractThrough measurement - To speed up

3、the pace of construction of mine, shorten nstruction cycle, to ensure normal production to succeed and improve the quality of mine. In Mine Surveying, through measurement is a very important survey work, the slightest mistake will give mine production is adversely affected or even lead to accidents.

4、 Especially important through projects related to the construction and production of the entire mine, it must be carefully implemented.Surveying on important projects before penetrating through error is expected to be carried out, this article Wuhai Laoshidan auxiliary shaft coal mine slope error is

5、 expected through the works. Laoshidan Vice gentle incline mine - in the 12th position in the coal mining face and the ground between the excavation of a new roadway, improving the efficiency of coal transport, reducing transport costs. This roadway as a transportation roadway, when the through dema

6、nds for higher accuracy, otherwise it will directly affect production. A one-way roadway through the way through the final phase with the existing roadway. In this paper, through the instrument of the selected program to determine, given roadway waistline way through enunter point margin of error es

7、timates and recommendations, the main meeting point for penetrating the point of error depending on the selected instrument the error is expected. Finally elaborated on mine through measurements nclusions and remmendations.Key words: through measurement; gyro strong side; toleran; meeting point; imp

8、ortant direction; errors expected目录1贯通工程概况11.1 自然地理条件11.1.1 地理位置11.1.2 地形、地貌11.1.3 气象与地震11.2 区域地质概况21.3 矿井简介21.4 工程技术特征21.5 开工准备工作41.6 质量要求及标准41.6.1 保证项目41.6.2 基本项目 51.6.3 允许偏差项目 52施工准备62.1 施工准备原则62.2 工业场地的四通一平62.3 技术准备62.4 测量73.1 贯通测量概述73.1.1 贯通测量的原则73.1.2 贯通测量的任务73.2 贯通测量参数确定及方案选定83.2.1 贯通测量参数确定83

9、.2.2 贯通测量方案选定83.3 贯通测量的方法93.3.1 贯通测量仪器选择及限差要求93.3.2 贯通测量施测方法103.3.3 陀螺坚毅边的布设113.3.4 巷道中线、腰线的给定123.4 贯通测量误差估计143.4.1 贯通测量水平重要方向误差估计143.4.2 贯通测量竖直重要方向误差估计164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231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38Knb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

10、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1035. C,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69月份。年蒸发量为2946.

11、 53761. 2mm,每年5、6、7 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35月份。夏季多 南风及西南风，普通风力58级，最大10级。4）冻土冻土深度普通为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

12、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黏土和与 煤成相变关系的软质耐火黏土。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. OKm,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

13、业人数为1508人，设计生产能力1.2Mta,含煤总面积13Knt。根据内蒙 古自治区煤炭工业局文件，实际煤矿产量超过1. 5Mta,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 km,回采揭露面积约8K）2,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， 矿井所采元煤经筛分、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。）

14、,巷道总 长4441.982m,其中包括：明槽114.737m,风化基岩20Onb基岩段4127.245m。 岩性为煤/岩，半圆拱型，设计净断面s=16.817鸣为锚网喷支护，喷厚T=150io 设计16个倒车嗣室（每一个深6m,共计96m）, 9错车砸!室（每一个长16. 156m, 共计 145.404m）。明槽断面巷道净宽5000mm,净高度3900mm,净断面积16. 817mz,掘进断面 25. 337 采用双层钢筋+现浇碎砌植支护，钢筋采用 20罗纹钢，间排距300 3 300mm,箍筋采用 8圆钢加工而成，间排距300mm,支护厚度拱、墙部均为 500un,基础深度500mio巷

15、道底部为300mm的片石砂浆碎，上铺300mm厚现浇 钢筋碎地坪，采用双层钢筋+现浇碎砌殖支护，钢筋采用 20罗纹钢，间排距200 3 300mnio暗槽断面巷道净宽5000mm,净高度3900mm,净断面积16. 817t,掘进断面 24. 537m2 o采用双层钢筋+现浇碎砌磴支护，钢筋采用 20罗纹钢，间排距300 3 300mm,箍筋采用 8圆钢加工而成，间排距300mm,支护厚度拱、墙部均为 500mm,基础深度50OnImo巷道底部30Omm厚现浇碎地坪，地坪中铺设金属网一 层。佐强度等级：现浇税强度C30；喷射碎强度C20；铺底碎强度C25；砌能及 喷射碎中须分别添加BR-3型及

16、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S6o错车碉室巷道净宽6200,净高度4500m,净断面积23.8 m2,锚网喷支护。 锚杆采用 2032500mm级左旋无纵肋罗纹钢锚杆，间排距8003 800mm；锚杆 托盘为IOO3IOO3 IOmm铁板，螺帽长度不小于15mm。拱、墙部挂网，为 6. 5mm 圆钢金属网，网格IO。100mm。巷道用现浇碎铺底300mm；锚索15. 24|1冠 6300rnm,间排距2500,250Omm,每排3根。喷射混凝土厚度150mm,碎强度C20, 错车洞室深度16. 156mo表1井筒技术特征表序号名称单位数量长度掘进体积m?支

17、护体积m31坐标X=M4362389. 854坐标Y=M36400747. 5682井口标高M+1160. 5003井底标高M+835. 6524坡度度-55明槽段m114.7377849. 5341132.4546风化基岩段m2004907.4331543. 9387基岩段m3981.84180038.98613076. 3668错车碉室段m145. 4043885. 828558.9769倒车碉室m6/961929. 6315.21010净断面积m216.81711锚杆套70653(p203250012钢筋网t251.09813钢筋t160. 998贯通相遇点K位置示意图（见图1）图1贯通

18、相遇点K小意图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；暂时支护必须符合本 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） O1.6.2基本项目1）巷道净宽：中心线至任何一帮3-3断面

19、为2500mm；允许误差，中线至任 一帮距离，合格为0+150mm,优良为0+100u2）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+100mm3）巷道倾角：-5,合格士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D表面质量：基本平整密实，墙基无裸露。允许偏差；在一米范

20、围凹凸不 大于50mm o2）锚杆间排距：8003 800mm,允许误差： 100 mm。3）锚杆孔深：2500mm,允许误差：0+50 mm。4）锚杆角度：与井巷轮廓线垂直，允许偏差：15o o5）锚杆外露长度：允许误差，露出托板50mm06）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，网子间绑扎坚固。8）水沟净尺寸：2003 200mm,允许误差 30mmo9）水沟沟沿80mm、沟底厚IOOmm,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

21、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）建造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戈J,交建设单位，保证工

22、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，领略设计意图，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，对参预本项目施工 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

23、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, 313.1.1 -5。井筒毛断面：25.337 m2井筒净断面：16.817 m2井筒斜长：4441. 982m井筒水平长度：4428.154m3.1.2 贯通测量原则采用两个或者多个相向或者同向的掘

24、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。贯通测量工作中普通应当遵循下列原则：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，特别要杜绝 粗差。3.1.3 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估计。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

25、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，应即将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

26、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，各种误差估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V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 m =2 ” 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

27、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 km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25760-2001/80001/600051540-1401/60001/4000采区控制21 1530-901

28、/40001/3000（见附表 1）代入式（3-2）则有:X995533 .2075 10e= 93.598 9.675mm井下导线独立施测两次产生测角误差所引起贯通相遇点K在水平重要方向 上的偏差:M 9.675M平均X-ft= =6.841 mm23）由陀螺定向边的定向误差引起贯通相遇点K在水平平重要方向上的偏差估算公式:m2m2M 2。(Y -Y(y -y )2+.+M 2 p2 A O1 p2 O1 O2xKO(3-3)2IW My -y )2+(y -y )2p2 051,O51 p2 K Ok当 m = m = 222= r 时，贝ij：0 aIaNm2M2 =a-0(y - y

29、)2 +(y - y )2 + +xo p2 A O, O1 O2(3-4)(y -y )2+(y -y 闭0H-1 0h K Ok式中m 陀螺仪的定向中误差； %y -各段导线重心在假定坐标系中的横坐标。 O N将各项数据：m = 5代入式(3-4)则有： IAM = I406427.149 10 = 238.821 = 15.454mmKo V2062652井下导线加测陀螺坚毅边独立进行次产生测角误差所引起贯通相遇点K在 水平重要方向上的偏差：M 15.454M =-=10.928mm平均 XKO224)由井下导线测角、量边、陀螺定向等产生的误差引起贯通相遇点K最终 在水平重要方向上的偏差

30、：M = /M2+M2+M2k , 平均XIa平均X印平均Xfa)=68.094 +46.799 +119.411=、，234.304 =15.307mm贯通相遇点K在水平重要方向上的误差估计：M =2m =2 15 .307 =30 .614 mm 估计X K3. 4.2贯通相遇点K竖直重要方向误差估计同样的，估计贯通相遇点K在竖直重要方向上的偏差，实质上是估计支导线终点K在假定坐标系Y轴上的误差M。估计YKD井下水准测量产生误差引起贯通相遇点在竖直重要方向上的偏差： 按每公里水准路线的高差中误差估算M =m R-(3-5)%3式中m 一每公里水准路线高差中误差，参照规程取值为 hl50mu

31、 =-f=7 .7mmkm ；h 22R 水准路线总长度，Kmo将R=O. 808 Km代入式（3-5）则有：M = 17.7 008- 15.912 mm H水2）井下测量产生误差引起贯通相遇点K在竖直重要方向上的偏差： 按每公里三角高程路线的高差中误差估算M =m （3-6）Hh抬L式中 m 一每公里三角高程路线高差中误差，参照规程取值为 hLm =1。= 50 .Omm / km ；hL 2L 一三角高程路线总长度，Km。将L=3. 634 Km代入式（3-6）则有：M = 50.0 3 .634 = 95 .312 mm H &3）由井下水准导线、三角高程导线产生的误差引起贯通相遇点K

32、最终在竖 直重要方向上的偏差：= /M2+ M2M Vh h Yk ./= 15.9122+95.3122 =9337 .569 =96.631 mm井下水准导线、三角高程导线各独立施测两次，其平均值误差：M=MI96 .6月=68 329 mm平均YK 22贯通相遇点K在竖直重要方向上的误差估计：M=2M=2 68 .329 =136 .658 mm估计Y平均YKK贯通相遇点K的最终点位估计误差：= IM 2 +M 2MV 估计X 估计Y估计 K =30 .6142+136 .6582 =19612 .626 =140 .045 mm从以上误差估计结果可以看出：在水平重要方向的估计误差为24. 090mm,竖直方向上的估计误差为138. 765Innb均未超过允许的贯通偏差值，说明所选的测量方案和测量方法是能满足贯通精度要求的。4贯通测量中存在的问题和采取的措施贯通测量的好坏，决定着贯通质量的好坏，贯通测量的好坏主要取决于所选 择的贯通方案和测量方法。从误差估计值得大小来看，引起水平重要方向上贯通 误差的诸多因素中，井下测角误差以及陀螺坚毅边的定向误