井下永久固定点的布设方案及应用

【摘要】 通过对巷道变形情况的研究,根据巷道变形规律特征,结合常村煤矿实际情况,采取巷顶布设永久固定点与巷帮布设永久校正固定点相结合的布点方法,减小巷道变形对永久固定点精度的影响。

【关键词】 井下永久固定点巷道变形布设方案

1 前言

河南大有能源股份有限公司常村煤矿经过50多年的开采,最远的工作面距离井口的导线距离已超过5000米。现井下使用的基本控制导线永久固定点是在上世纪90年代布设的,20多年来,因巷道的变形严重,巷道经过多次扩修,永久固定点遭到严重损坏;且因为当时测量技术水平和仪器精度限制,永久固定点的精度要求已不能满足井下测量工作的需要。随着采掘巷道不断向深部延伸,现使用的永久固定点到工作面的距离越来越长,测量误差渐趋增大,并且因永久固定点的精度偏低,井上下坐标对应误差大,地表施工钻孔与井下巷道定位时有较大误差,为保证井下出现紧急情况时,从地表施工钻孔能准确打到设计位置,对井下测量精度要求提高,永久固定点的精度高低直接影响着井下巷道的测量精度,为此,急需对常村煤矿井下永久固定点重新布设测量。为了提高永久固定点的精度,同时减小受巷道变形影响的程度,采取巷顶布设永久固定点与巷帮布设永久校正固定点相结合的布点方法。

2 常村煤矿永久固定点布设的环境条件

2.1 常村煤矿井下易布设永久固定点的地段

常村煤矿井下大巷多施工在2—3煤层底板泥砂岩互层和砂砾岩中,通过调查发现一水平轨道大巷临近800米段、二水平110大巷和21延深探水石门三处巷道都施工在2—3煤层底板砂岩和砾岩中,巷道变形慢,且这三条巷道分别在一水平、二水平和二水平延深区域内,布设永久固定点后能覆盖全矿井,有利于测量的导线引测,易于布设永久固定点。

2.2 常村煤矿井下巷道变形规律

通过对常村煤矿大量巷道变形的研究和实践总结,巷道变形规律主要呈现以下特点：

(1)常村煤矿井下大巷多采用拱形锚喷支护,巷道顶板下沉量较大,但左右摆动量小,布设的永久固定点方位变化量很小;

(2)常村煤矿巷道两帮尤其是直墙段下沉量很小,但向巷道中间突出量较大,布设的永久固定点高程变化量很小。

3 井下永久固定点的布设方案

(1)永久固定点易布设在状况较好的砂砾岩巷道,且通视条件好、风速较小并且无淋水的易进行观测的巷道中,有利于减小外部环境对测量精度的影响。

(2)永久固定点成组布设,使用时相互校检,当误差在测量规程允许的范围内时,方可使用。

(3)顶板永久固定点沿巷道方向布设6—7个,在两个巷道的交叉口处布设一个固定点,该点能通视两个巷道,向两个巷道各布设1—3个固定点,每个点间距(边长)大于50m,以提高精度。

(4)每组固定点中要在巷道直墙段布设2个以上的校正固定点,因直墙段布设的控制点无法架设测量仪器,故只能用来校检顶板测量点。

(5)使用时,以顶板测量点测算起始方位,以直墙控制点测算起始高程,共同引测导线。

4 常村煤矿井下永久固定点的布设

4.1 一水平轨道大巷800米处永久固定点布设(示意图1)

4.2 二水平110大巷处永久控制点布设(示意图2)

4.3 延深探水石门处永久控制点布设(示意图3)

5 陀螺定向校检

为了使永久固定点的精度达到《煤矿测量规程》规定要求,对每组控制点的B1-B2,E1-E2,Y1-Y2加设为陀螺定向边,一测回测量陀螺方位角中误差为15〞,同一边两测回陀螺方位角的互差和两次独立陀螺定向互差均小于40〞。达到高精度控制的目的。

6 结语

通过在巷顶、巷帮布设永久固定点,充分利用巷顶点方位不易变动和巷帮点高程不易变动的特点,选择岩性较好、通视较好的巷道成组布设井下永久测量固定点,同时采用高精度先进仪器陀螺定向技术,大幅度提高了永久测量固定点的精度,并将固定点分别在各个水平,即可满足测量精度的需要,又能缩短井下引测导线的距离,为矿井灾害救援钻孔等工程的施工提供了高精度测量资料,达到了国家安全规程规定要求。