本溪煤矿两井贯通技术设计1 设计的目的及任务1.1 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。
1.2 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，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28℃～33℃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。
2 贯通巷道的基本情况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）：（1）两个工作面相向掘进，叫做相向贯通，见图1-1(a)；（2）两个工作面同向掘进，叫做同向贯通或追随贯通，见图1-1(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1-1(c)。
(图1-1)(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在工作中测量人员应该遵循下列原则：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，既不因精度过低而使井巷不能正确贯通，也不盲目追求过高精度而增加测量工作量和成本。
2.对完成的每一步每一项测量工作都应当有客观独立的检查校核，尤其要杜绝粗差。
2.1.3贯通测量的基本方法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：井巷贯通一般分为一井内巷道贯通、两井之间的巷道贯通和立井贯通三种类型。
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：Ｘ1= 4577790.000 ，Ｙ1=41558010.000 ，Ｈ1=80.200 ，二井Ｘ2=4576560.000 , Ｙ2= 41560070.000 , Ｈ2=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。
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3.1 矿区已有测量成果矿区所在区域的平面控制点有Ⅲ1核桃沟，Ⅲ1后山，Ⅲ3彩屯，Ⅲ4粘土矿，水准点有Ⅲ423，Η=115.900，Ⅲ437，Η=141.900。
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，作业的依据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．《城市测量规范CJJ8-99》；3.本技术设计书。
3.3 控制测量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 。
（ⅰ）测角方法（测回法）：例如要测角β（如右图），应在2点安置仪器，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=β左 a b 左左-；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a右，则β右=ab右右-，若β左-β右≤7″，则取平均值β= 1/2（β右+β左）。
以上过程为一测回。
用光学经纬仪测角，各测回要改变度盘起始位置，下表是各测回经纬仪度盘起始位置：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，照准部按规定的转动方向先旋转1～2周。
（ⅱ）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：测距的气象数据测定要求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；（2）最佳观测时间为日出后0.5～1.8h和日落前3～0.5h，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等水准点Ⅳ1, Ⅳ2,其中，Ⅳ2与一井的近井点兼用用,二井井口附近布设了两个四等水准点Ⅳ3，Ⅳ4，其中Ⅳ3点也兼用二井的近井点,埋石标准按照《城市测量规范CJJ8-99》附录C要求进行,使用S3型水准仪进行单程观测,独立进行两次，水准尺选用木制黑红双面尺,要求水准仪的水准管轴与视准轴的夹角i不得大于20″,视距不得大于80米,前后视距差不得大于5.0米, 闭合差不得大于±20L mm,其中：L —闭合水准路线长度,单位为公里。
四等水准观测应符合下述要求：1.观测前，应使仪器与外界气温趋于一致。
观测时，应用白色测伞遮蔽阳光。
迁站时，宜罩以白色仪器罩；2.在连续各测站上安置水准仪的三脚架时，应使其中两脚与水准线路的方向平行，而第三脚轮换置于路线方向的左侧与右侧；3.同一测站上观测时，不得两次调焦；4.观测中不得为了增加标尺读数而把尺桩安置在沟边的方法；5.闭合测站数尽量为偶数。
3.4定向测量一号竖井和二号竖井，定向前井下没有已贯通的巷道，故采用一井定向方法确定井下起始点坐标和起始边方位角。
一井：井深200米，直径5米，以1号导线点，和2号近井点作为定向基点，用连接三角形连接，投点采用Ø=0.8mm的钢丝,悬挂工作垂球的重量为60kg，线距3.2米，采用稳定投点，用水做稳定液。
要求独立进行3次。
二井：井深90米，直径5米，以5、6点作为定向基点，用连接三角形连接，投点用Ø=0.5mm的钢丝，悬挂工作垂球重量为35kg，线距3.2米，采用稳定投点，用水做稳定液。
要求独立进行3次。
3.4.1定向设备的准备（1）垂球。
采用生铁做的垂球。
垂球的重量在井深100米以内是用30～50kg，当井深超过100米时，则采用50～100kg，因此，在一号竖井定向时选择的工作垂球为60kg,二号竖井定向时采用的工作垂球为35kg，此外，还要准备2个3kg 重的小垂球，以在投放钢丝时使用。
（2）钢丝。
选用的钢丝直径的大小主要依据是采用的垂球重量，投点是应尽量选择小直径的高强度钢丝，当井筒深度超过300米时，宜采用直径1mm以上的钢丝。
在定向之前，必须对所选用的钢丝进行脆性和断裂性试验。
钢丝的脆性试验可采用下方法：把钢丝弯成直角，若重复几次还不折断的钢丝，则可用来定向。
至于钢丝的断裂性的试验，可以用材料力学试验的方法进行。
也可以用简单的方法进行。
本次采用的对钢丝断裂性试验的简单方法如下：把长3～4米的一段钢丝一端固定，然后挂上垂球，逐渐增加其重量到我们所需要的强度极限。
如果钢丝仍未被拉断，则可用来定向。