高段溜井测设贯通的应用

吕英磊，张国栋，于常先

(山东黄金矿业(莱州)有限公司三山岛金矿， 山东莱州市 261442)

0 引言

三山岛金矿新立矿区位于莱州市三山岛镇新立村西南，北距三山岛镇1.5 km，南距仓上金矿4.5 km。该矿区属于海底开采，采用竖井与平巷开拓形式，溜井卸载与电机车有轨运输配合为主，斜坡道运输为辅，为适应8000 t采选扩建要求和加大三山岛金矿的生产出矿能力，提高井下卸载能力，自2013年以来，采用反井钻机导孔施工－267 m中段至－320 m中段85线卸载溜井、－200 m中段至－320 m中段119线卸载溜井(长约150 m)等，针对上述高段溜井的施工，采用多种仪器开展了测量工作的研究与实践，取得了创新性研究成果，确保了高段溜井的精确贯通，缩短了工程施工周期，提高了新立矿区卸载能力。

1 LM120反井钻机简介

LM120反井钻机是以正向钻出导孔、反向扩孔方式进行作业，钻凿钻孔时只需先钻Φ244 mm的导孔，直至导孔钻透至下水平巷道，如果导孔偏斜率在允许范围(不大于1.0%)内，将导孔钻头卸下，接上Φ1.4 m的扩孔刀盘，再由下向上扩孔。反井钻机应用于高倾角天井中，在保证施工安全方面值得推广。LM120系列反井钻机主要技术参数详见表1。

2 卸载巷及钻机硐室施工中的测设

如图1，－200 m中段西南巷119线卸载巷施工距离较长，卸载巷的施工质量尤为重要，直接关系后续钻机硐室、溜井和卸载站的施工和贯通。

表1 LM120反井钻机主要技术参数

图1 卸载巷设计

为确保卸载巷施工质量，方便作业人员日常施工，在卸载巷开口处顶板打孔装备激光指向仪，采用激光光束为中、腰线控制施工方向和坡度，并采用全站仪测设卸载巷中线1组(3根)，用于指向仪激光束的日常检校。激光束作为中腰线施工直观清晰，保证了卸载巷的施工质量，为后续的钻机硐室、溜井和卸载站施工提供了有力保证。

如图2，在巷道顶板安设指向仪的安装调节步骤如下。

(1)在中线1点安置全站仪，按设计方位在巷道顶板上标定中线2点和中线3点。

(2)在中线1点将固定指向仪的角钢按中线方向固定在顶板上，用螺母将指向仪固定在角钢架上，在中线2点和中线3点悬挂垂线，中线1至中线2点的距离约为10 m，中线2点至中线3点的距离约为20 m。

(3)接通电源，指向仪发出激光束，反复调整固定指向仪螺母和水平微动手轮，使光束中心穿过中线2、中线3点所挂垂线，此时的光束方向即为设计方位。

(4)用全站仪正、倒镜分别按设计坡度(－6°)在中线2点垂线、中线3点垂线上标定点a1、a2、b1、b2，取正、倒镜所标定点位的平均位置a、b，调整指向仪竖直微动手轮，使两垂线上光斑中心到a、b的距离相等，即aA=bB，此时的光束坡度即设计坡度。指向仪光束指示了巷道的设计方位和设计坡度，方便作业人员日常施工。

图2 激光指向仪标定卸载巷中腰线

3 反井钻机安装和施工中的测设

如图3，在钻机硐室施工完成后，首先采用全站仪在钻机硐室顶板放样天井开孔位置点1个和天井中线一组(2根)，开孔位置确定后与反井钻施工人员沟通交流，进行技术交底，协调进行电缆架设及水窝施工，按照反井钻主机基础施工图协调进行基础标定和浇灌。基础浇灌达到强度后，现场与操作人员在基础上测量铺设反井钻道轨，为便于后续调控反井钻、钻杆方向施工导孔及扩刷，要多次测量保证反井钻道轨中心线(见图4)与高段溜井中线的垂线重合。钻机沿道轨运至基础后，须保证溜井中线和钻机主轴中心线重合，微调钻机找正位置固定，多次检校钻杆方位和测量钻杆倾角方可开孔，开孔施工中现场跟班与操作人员检校钻机、钻杆方位并采用测斜仪测量钻杆倾角，进行了6次测斜，根据测斜所得的偏斜值和偏斜增长率来预测终孔贯通位置。由于下中段的探矿巷无实测，阻碍了溜井的贯通，及时对泄水井下中段的老巷进行实测，通过上、下中段巷道实测图复合，从而实现了溜井按期顺利贯通。

4 结论

指向仪激光束作为中腰线直观清晰，方便了作业人员日常施工，减少了测量放线占用时间，保证了卸载巷的施工方向与坡度。采用测斜仪测量钻孔倾角，保证了导孔偏斜率不大于1.0%，根据测斜所得的偏斜值和偏斜增长率来预测终孔贯通位置，确保了高段溜井的精确贯通。采用全站仪在钻机硐室顶板上放样天井开孔位置点和天井中线，方便了操作人员调控反井钻杆方向施工导孔及扩刷，保证了反井中心线和钻机主轴中心线重合，提高了工程的施工精度。

图3 高段溜井导孔贯通

图4 全站仪标定反井钻轨道中线

与传统的爆破施工相比，采用反井钻施工高段溜井机械化程度高，成井质量好，施工人员都在环境和安全状况较好的上部，工人不需进入工作面进行打眼、装药等作业，减轻了工人劳动强度，保证了作业人员安全性。

通过一系列的实践、研究及多种测量仪器(指向仪、全站仪、测斜仪等)的综合运用和现场跟班，顺利实现了高段溜井的贯通，缩短了工程施工周期，提高工效2～3倍，为高段溜井的测设提供了参考。

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